DE19813395A1 - Elektromagnetische Stelleinrichtung - Google Patents
Elektromagnetische StelleinrichtungInfo
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Abstract
Es wird eine elektromagnetische Stelleinrichtung beschrieben, bei der ein Anker zwischen zwei Endstellungen hin- und herbewegt wird. DOLLAR A Es wird die Regelung der Ankerbewegung von einer Endstellung in die andere Endstellung und die Maßnahmen zum Halten des Ankers mittels einer adaptiven Stellungsregelung in der Endstellung beschrieben, bei der der Anker vorzugsweise in einem Regelband außerhalb des Anschlages geregelt wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stelleinrichtung mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus der DE 35 46 513 C2 ist es bekannt, den Anker durch den Ansteuerstrom auf
Anschlag auf den Polflächen zu fahren und den Ansteuerstrom dann zu takten, um
den Anker in dieser Stellung zu halten.
Auch ist es aus dem EP - Patent 0 229793 B1 bekannt, die Ansteuerzeiten des Ma
gneten im nachfolgenden Regelzyklus zu variieren.
Ferner sind in der EP 0390 422 B1 Ausführungen mit einem sogenannten Meßpol
oder einem Weggeber, in Verbindung mit einem Linearmotor beschrieben. Für diese
Weggeber existiert kein Verfahren für die Regelung des Magnetankers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde die Regelung des Ankerhubs zu verbes
sern, insbesondere um die Anforderungen der unterschiedlichen Temperaturaus
dehnung, Reibungseinflüsse und Gaskräfte zu berücksichtigen.
Dies wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
Die Lageregelung gemäß der Erfindung bewirkt durch eine adaptive Regelung ein
weiches Einlaufen des Ankers in den Endlagenbereich, d. h. es ergibt sich nur eine
geringe Aufsetzgeschwindigkeit des Ankers bzw. eines von ihm bewegten Ventils
eines Kraftfahrzeugs, wenn die elektromagnetische Stelleinrichtung das Ventil
schließt. Der Anker trifft dabei nicht auf die Polfläche auf. Auch wenn das Ventil in
die geöffnete Stellung gebracht wird, tritt dieses Ankeraufschlagen nicht auf. Damit
entstehen auch keine Geräusche und Verschleiß. Durch diese Regelung werden
temperaturbedingte Ventilausdehnungen, Reibungseinflüsse und Bautoleranzen
des Systems kompensiert. Bei dieser Regelung ist es entscheidend, daß die Punkte
des Kräftegleichgewichts zwischen Massenkraft, Federkraft und Magnetkraft, das
heißt eine Geschwindigkeit nahe Null genau erfaßt wird und hier die zeitliche Ände
rung klein gehalten wird, da das Magnetsystem eine beschränkte Reaktionszeit hat.
Der zweite Teil des Kennzeichens des Anspruchs 1 sorgt für einen verbleibenden
Restluftspalt, d. h. es ergibt sich kein oder nur ein geringes Kleben des Ankers und
der Anker schlägt nicht auf den Magnetpolen auf, wenn die adaptive Regelung voll
in Funktion ist.
Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 den mechanischen Aufbau der erfindungsgemäßen Stellein
richtung
Fig. 2 ein Diagramm, das den Kräfteverlauf der Federn über dem
Ankerweg zeigt
Fig. 3 einen Abschnitt aus dem Diagramm der Fig. 2, in dem der
Regelbereich bei offenem Ventil gezeigt ist
Fig. 4 Diagramme zur Erläuterung des Ablaufs einer Hubbewegung
Fig. 5 verschiedenartige Beanspruchungen der Ventilfeder
Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Lageregelung bei ver
schiedenen Motorzuständen.
Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung des Anschwingens des Sy
stems.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine elektromagnetische Stelleinrichtung gezeigt, die aus
zwei Elektromagneten M1 und M2 mit Wicklungen 1 und 2 und einem von diesen
Elektromagneten bewegten Anker 3 besteht. Der Anker 3 ist über einen Ankerhebel
4 an einer Torsionsfeder 5 (Drehstab) federgelagert. Der Ankerhebel trägt den be
weglichen Teil 6 eines Hubsensors, der über das feststehende Sensorteil 7 die
Hubbewegung des Ankers 3 erfaßt.
Am Ankerhebel 4 ist eine Betätigungsstange 8 befestigt, die über eine Ventilfeder 9
mit einem zu betätigenden Ventil 10 gekoppelt ist. Das Ventil 10 ist im geöffneten
Zustand gezeigt, das heißt, der Elektromagnet M2 hat den Anker 3 angezogen und
hält ihn in der gezeichneten Stellung in geringem Abstand zu den Polen des Elek
tromagneten M2. Die Ventilfeder 9 weist Anschläge 9a und 9b auf zur Begrenzung
der Federbeanspruchung. Auf diese wird später eingegangen.
Fig. 1a beschreibt den Aufbau eines Hubsensors. In der linken Bildhälfte ist die
Blende 11 eines optischen Sensors dargestellt. Die Blende besitzt beidseitig Schrä
gen und in der Mitte eine Spitze, ebenfalls mit einer Schräge für die Endlage. Diese
Schrägen schneiden das Lichtband bei der Hubbewegung. Infolge der Schrägen
wird eine größere Winkelauflösung und damit auch Genauigkeit erzielt. Die rechte
Bildhälfte zeigt die gabelförmige Lichtschranke 12, auf der linken Seite befindet sich
der Sender 12a und auf der rechten Seite der Empfänger 12b als optoelektronische
Bauelemente. Die Eingangs- und Ausgangssignale sind mit einem elektronischen
Steuergerät verbunden. Durch diese Ausgestaltung der Blende können sowohl der
Mittenbereich, als auch beide Endstellungen sensiert werden.
Fig. 2 zeigt den Verlauf der auf den Anker wirkenden Federkräfte F. Die Ventilfeder 9
spielt im Bereich von s1 (Ventil offen) bis s2 keine Rolle. Hier bestimmt nur der
Drehstab 5 den Kräfteverlauf. In einer Zwischenstellung zwischen den Magnetpolen
ist dessen Kraft 0, das heißt ohne Erregung eines der Magnete nimmt der Anker
diese Stellung ein.
Bei s2 setzt der Teller des Ventils 10 auf seinen Sitz auf. Der weiteren Ankerbewe
gung wirkt nun zusätzlich die Kraft der Ventilfeder 9 entgegen und zwar bis s3. Ab
s3 verhindert der Anschlag 9b eine weitere Beanspruchung der Feder.
Fig. 3 zeigt vergrößert einen Ausschnitt des Diagramms der Fig. 2. Es soll hier ge
zeigt werden, daß der Anker in der Offenstellung des Ventils nicht auf den Polen
aufliegt, sondern im Mittel in eine Lage SH geregelt wird. SH beschreibt den festen
Abstand vom Anschlag, also dem Aufliegen des Ankers auf der Polfläche zur Mitte
des Regelbandes, welches mit den Grenzen SH2 und SH1 beschrieben ist. SH2 hat
einen Abstand zum Anschlag A. Dagegen ist der entsprechende Abstand bei ge
schlossenem Ventil abhängig vom Betriebszustand variabel, wie dies Fig. 6 zeigt.
Fig. 4 zeigt im oberen Bildteil den Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverlauf b
während der Hubbewegung, im mittleren Bildteil die zeitliche Änderung des Hubes
und im unteren Bildteil den Stromverlauf und die Ansteuerimpulse. Zum Zeitpunkt t0
wird das Magnetsystem M2, welches den Anker in einer Endstellung hält, abge
schaltet. Die Federkraft bewirkt unmittelbar danach eine Bewegung des Systems mit
entsprechender Beschleunigung und Geschwindigkeitsänderung. Bei halbem Hub ist
das Maximum der Geschwindigkeit erreicht, was Beschleunigung 0 bedeutet. Infolge
der entgegen wirkenden Federkraft in der zweiten Hubhälfte stellt sich eine Verzöge
rung ein mit einer Geschwindigkeitsabnahme. Bei der dann auftretenden Geschwin
digkeit 0 befindet sich der Anker in der Endlage. Infolge der beschriebenen Beein
flussung der Ankerbewegung, durch Reibung oder Gaskräfte, tritt ein sogenannter
Hubverlust auf, welcher durch die Magnetkraft ausgeglichen werden muß. Nach der
Inbetriebnahme des Systems wird bei dem ersten Hubzyklus das Magnetsystem M1,
welches den Anker in der gegenüberliegenden Stellung auffangen soll, zum Zeit
punkt T1, also relativ früh eingeschaltet, um sicher zu gehen, daß genügend Ma
gnetkraft am Hubende vorliegt. Entsprechend dem gestrichelten Verlauf 40 des Hu
bes liegt beim Einlaufen in das Regelband mit den Grenzen SH1 und SH2 eine end
liche Geschwindigkeit vor, was bewirkt, daß der Anker auf die Pole aufschlägt. Der
Magnet wird zum Zeitpunkt T11 im mittleren Teil des Regelbandes abgeschaltet.
Zum Zeitpunkt T Referenz in Fig. 4 wird die entsprechende Hubstellung ST1 oder die
Geschwindigkeit ausgewertet. Dies ist ein Maß für die anschließende Korrektur des
Einschaltzeitpunktes im folgenden Regelzyklus. Der Zeitabstand des Einschaltzeit
punkts T1, der beim ersten Regelzyklus t1 vor t0 war, wird soweit verändert, bis letzt
lich zum Zeitpunkt T2 mit Zeitabstand t2 von T0 ausgehend der Sollwertverlauf, (aus
gezogene Kurve 41), erreicht wird. Dieser zeichnet sich dadurch aus, daß der Ma
gnetanker in das Regelband ein läuft ohne den Anschlag zu treffen. Im Regelband
erfolgt dann die Stellungsregelung, die anhand der vergrößerten Fig. 4a unten de
tailliert beschrieben wird.
Der Hub ST2 ist dem optimierten Stromverlauf zugeordnet, der bei T2 startet. Ent
sprechend der kleineren Magnetkrafteinleitung ist zum Referenzzeitpunkt tReferenz ein
entsprechend kleinerer Hub vorhanden. Die Werte des Mittelwerts SH des Regel
bandes und dessen Abstand vom Anschlag 42 sind jeweils von der Motortemperatur
und dem Betriebszustand des Motors abhängig. Die Werte SH1 und SH2 begrenzen
das Regelband.
Die Hubmessung und zwar Weg oder Geschwindigkeit zum Zeitpunkt T Referenz
kann zur Korrektur der Abschaltung des Magneten verwendet werden. Die Zeitver
längerung ΔT kann, als Folge der Korrektur; eine Funktion dieser Hubposition oder
auch der entsprechenden Hubgeschwindigkeit sein.
Die Fig. 4a zeigt im vergrößerten Maßstab die eben beschriebenen Vorgänge. Im
oberen Bildteil wird der Hubverlauf 40 und 41 über der Zeit mit und ohne die be
schriebene Adaption gezeichnet. Der Mittelwert des Regelbandes ist wieder mit SH
bezeichnet, die Grenzen mit SH1 und SH2. Im mittleren Bildteil ist der Stromverlauf
und im unteren Bildteil die Geschwindigkeit über der Zeit dargestellt. Die gestrichelte
Kurve zeigt wiederum den ersten Regelzyklus. Zum Zeitpunkt T11, d. h. bei Errei
chen von SH wird der Strom (Kurve 43) abgeschaltet, welcher anschließend den ge
strichelten Verlauf nimmt. Wahlweise kann auch nach einer Zeitverlängerung Δt ab
geschaltet werden, was insbesondere vorteilhaft ist beim ersten Regelzyklus oder
wenn sich die Betriebszustände ändern. Dies soll bewirken, daß in jedem Fall der
Anker in der Endstellung eingefangen wird. Zum Zeitpunkt T1A trifft der Anker auf
den Anschlag 42 in der Regel auf die Polfläche oder auf den Anschlag der Ventilfe
der 9b in Fig. 1 auf. Der Strom wird anschließend weiter reduziert, bis zum Zeitpunkt
T111 eine Geschwindigkeitszunahme (Kurve 44) erfolgt ist, welche durch eine kleine
Differenzgeschwindigkeit ΔV gegeben ist. Anschließend erfolgt ein Stromanstieg bis
in den Bereich von Geschwindigkeit 0 mit anschließendem Stromabfall. Auch hier
kann fallweise abhängig vom Zeitverhalten des Systems der Stromanstieg noch um
eine kleine Zeit ΔT verlängert werden. Der stattgefundene Stromanstieg bewirkt eine
Abnahme der Geschwindigkeit, die zur Folge haben kann, daß das untere Regel
band SH2 geringfügig überschritten wird. Um sicher zu stellen, daß der anschlie
ßende Regelzyklus im Regelband stattfindet, wird der Strom abgesenkt bis nach
dem Geschwindigkeitsumkehrpunkt wieder eine kleine Differenzgeschwindigkeit ΔV
aufgelaufen ist. Der anschließend gestrichelte Verlauf von Hub und Strom zeigen,
daß nun mehr die Regelung im Regelband erfolgt. Dann erfolgt die Umschaltung
immer bei V = 0 oder nahe 0. Der adaptierte Verlauf der Hubkurve 41 im folgenden
Zyklus zeigt den gewünschten weichen Einlauf in das Regelband mit der Ge
schwindigkeitsumkehrung in diesem Band. Hierbei wird bereits nach Erreichen des
Regelbandes der Strom abgeschaltet oder auch geringfügig verlängert. Nach der
beschriebenen Geschwindigkeitsumkehrung folgt wiederum der Stromanstieg, wel
cher zur Folge haben kann, daß der obere Grenzwert des Regelbandes SH1 über
schritten wird. Auch hier erfolgt dann der Stromanstieg bis nach dem Nulldurchgang
der Geschwindigkeit eine kleine Differenzgeschwindigkeit AV aufgelaufen ist. An
schließend verläuft die Regelung im Regelband mit Umschaltung jeweils bei V = 0
oder nahe 0.
In Fig. 5 sind drei Stellungen des Ankers bei "Ventil geschlossen" gezeigt, die durch
unterschiedliche Bestromung erreicht werden. Hier wird auch auf das Verhalten der
Ventilfeder eingegangen.
Fig. 5 beschreibt mit Stellung 1 die Phase des Arbeitstaktes, wenn im Auspuff durch
Druckschwingungen kurzzeitig ein hoher Abgasdruck entsteht. Damit das Ventil
nicht öffnet, befindet sich die Ventilfeder auf Anschlag mit entsprechend steilem
Kraftanstieg und der Magnet wird kurzzeitig stark bestromt, um neben der Rück
stellfederkraft die Gaskraft zu bewältigen. Die jeweils geregelte Arbeitsposition 2
wird benutzt, wenn die Gaskräfte geringer sind, z. B. bei niedrigeren Drehzahlen,
beim Auslaßventil oder auch nach dem Ansaugvorgang nach Schließen des Einlaß
ventils. Die Wirkung des Zylinderdruckes mit der entsprechenden Ventilkraft Fv ist
qualitativ dargestellt.
Die Arbeitsposition 3 wird benutzt, wenn in der Kompressionsphase der Zylinder
druck größer ist, als die Rückstellfederkraft des Systems. Man kann in dieser Phase
den Magneten doch gering bestromen, was vorteilhaft ist für den anschließend
schnelleren Kraftaufbau in der Hysterese im Magneten. Die Änderung der Bestrom
ung wird abhängig vom Kurbelwellenwinkel gesteuert.
In Fig. 6 sind die Federkennlinie FF und die Magnetkräfte FM über dem Ventilhub bei
"Ventil geschlossen" dargestellt, wie sie bereits in Fig. 2 gezeigt wurde und zwar bei
unterschiedlichem Betriebsverhalten des Motors. Hier sind die Regelbereiche dar
gestellt, die aus dem Betriebsverhalten des Motors mit unterschiedlicher Län
genausdehnung des Ventils herrühren. Die Stellung SHKN ist der Sollwert für Halten
im kalten Zustand beim neuem Ventil und ohne Ventilverschleiß. Da sich das Ventil
bei laufender Verbrennung sehr schnell erwärmt und ausdehnt, wird in wenigen
Minuten die Stellung SHWN, das heißt Warm/Neu erreicht. Infolge Ventilverschleiß
im Teller und Sitz wird endlich die Stellung SHWV erreicht, das heißt Stellung bei
warmem Ventil und Verschleiß nach längerer Laufzeit des Motors. Dementspre
chend muß das adaptive System sich fortlaufend auf neue Sollwerte für das Halten
(SH) einstellen. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist das Regelband begrenzt durch SH1 und
SH2. Hierbei kann SH2 zugleich auch den Anschlag A bilden, da dies beim Ventil
schließen der Endpunkt des Wirkens der Ventilfeder 9 ist, das heißt dann der An
schlag 9b wirksam ist. SHWV hat noch einen Sicherheitsabstand zum
Magnetpolaufsetzen Ap.
In Fig. 5 ist die Wirkung der Ventilfeder gezeigt. Diese hat den Vorteil, daß beim Auf
setzen des Ventils nur die Ventilmasse den Ventilsitz belastet. Weiterhin kann bei
mittleren Gaskräften bei Arbeitsposition 2 die Ventilfeder genügende Schließkraft
erzeugen. In der Arbeitsposition 3 wird, wie beschrieben, der Magnet geringfügig be
stromt, was zur Folge hat, daß der Ankerhubsensor vom mittleren Regelbereich oder
Anschlag die Wegänderung Δf erfaßt, (s. Fig. 6). Dadurch ist es möglich laufend die
Ventilposition zu erfassen.
In Fig. 6 sind an der linken Federkennlinie die Arbeitspunkte der drei Stellungen 1, 2
und 3 eingezeichnet. Im Punkt 3 mit kleiner Magnetkraft ist die Ventilfeder nicht be
ansprucht, was der Position 3 in Fig. 5 entspricht. Im Punkt 2 ist die Ventilfeder be
ansprucht und eine mittlere Bestromung notwendig. Schließlich ist im Arbeitspunkt 1
der Anschlag 9a wirksam und eine hohe Bestromung notwendig. Der Arbeitspunkt 1
wird jedoch nur kurzfristig beansprucht. In den anderen Arbeitspunkten sind ent
sprechend kleinere Werte notwendig. Im Arbeitspunkt 3 kann der Verbrennungs
druck über eine Ventillängenänderung bei einem elastischen Ventilteller und den
Hubsensor gemessen werden. Als Meßpunkt dient der entsprechende Kurbelwel
lenwinkel. Auch kann der Druckverlauf ausgewertet werden, was wesentliche Rück
schlüsse über die Verbrennung erlaubt. Die Darstellung zeigt die Notwendigkeit ei
ner adaptiven Stellungsregelung in der Hubendlage.
Fig. 7 zeigt die Regelung zum Anschwingen des Systems. Es ist hier der Ankerweg
S, die Geschwindigkeit V und die Ansteuerung U gezeigt. Zum Zeitpunkt TS wird der
Magnet M1 bestromt, was zu einer Auslenkung führt mit entsprechender Geschwin
digkeitsänderung, bis im Wegumkehrpunkt die Geschwindigkeit 0 erreicht ist. Hier
ist Feder- und Magnetkraft im Gleichgewicht. Phasenversetzt erfolgt die Ansteue
rung des gegenüberliegenden Magneten, der wiederum so lange angesteuert bleibt,
bis der Wegumkehrpunkt auf der gegenüberliegenden Seite und die Geschwindig
keit 0 wieder erreicht ist. Dieses setzt sich fort bis der Endlagenbereich SHz (ge
schlossenes Ventil) oder SH0, (offenes Ventil) wie in Fig. 4 beschrieben, erreicht
wird. In dieser Stellung verharrt das Ventil entweder in der geschlossenen oder
offenen Stellung entsprechend der Vorgabe der Motorsteuerung. Beide Möglichkei
ten sind angedeutet. Dies bedeutet eine weitere Möglichkeit einer adaptiven Rege
lung, da sich die Hubendlage beim Anschwingen laufend vergrößert. Auch hier wird
vorteilhafterweise der Hubsensor zur geschwindigkeitsabhängigen Ansteuerung der
Magnete genutzt.
Im Gegensatz zur Steuerung sind bei dieser Methode alle Streuungen im Magnet-
und Federsystem einschließlich der Reibung erfaßt.
Mittels einer Testschaltung kann man den Ventilhub ermitteln und den Hubsensor
eichen und damit alle Toleranzen eliminieren. Die Position "Ventil offen" wird durch
eine solche Bestromung erreicht, bei der der Anker an den Magnetpolen anschlägt.
Die Ventilstellung "Ventil zu" ist erreicht, wenn sich bei Erhöhen der Bestromung
keine Wegänderung mehr ergibt, also die Ventilfeder auf Anschlag ist. Vorzugs
weise werden diese Werte mittels einer Testschaltung laufend ermittelt. Durch Kor
relationsmessung Strom und Ankerhub kann man den Hubsensor im Neuzustand
bei der ersten Justierung der Ventile eichen. Damit kann später über den Strom bei
Position 2 auf den Ankerhub oder Abstand zum Magnetpol Ap oder auch Verschleiß
geschlossen werden.
Als Alternative zur wechselseitigen Ansteuerung kann auch nur mit einem Magnet
angeschwungen werden. Die Hochlaufzeit bis zur Erreichung der Endlage ist ge
ringfügig länger.
Zum Anschwingen kann auch über einen DC/DC Konverter eine höhere Spannung
(z. B. um Faktor 2 erhöht) und damit höhere Magnetkraft verwendet werden. Dies
kann auch in Grenzfällen der Stellungsregelung verwendet werden, wenn durch die
höhere Spannung eine kürzere Zeit für den Stromanstieg erreicht wird.
Claims (14)
1. Elektromagnetische Stelleinrichtung mit zwei Elektromagneten, deren Polflä
chen zumindest teilweise einander zugewandt sind und einem verschiebbar
gelagerten, zwischen den Polflächen durch die Elektromagnete hin- und her
bewegbaren Anker, der ohne Ansteuerung einer Wicklung eines der Elektro
magnete durch zwei entgegengesetzt gerichtete Federkräfte in einer Zwi
schenstellung gehalten wird und nach Erreichen einer Endstellung wenig
stens in der Nähe der Polflächen eines der Elektromagnete durch Magnet
kraft festgehalten wird, wobei bei Erreichen einer Endstellung zum Halten
des Ankers in dieser Endstellung der Strom getaktet wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Hubsensor (6, 7) vorgesehen ist, mit dem das Bewe
gungsverhalten des Ankers (3) feststellbar ist und daß in der Hubendlage
das jeweilige Ein- und Ausschalten des Ansteuerstroms (i) durch das Fest
stellen einer Ankergeschwindigkeit bei einem Wert 0 oder nahe 0, bzw. nach
Auflaufen eines Geschwindigkeitswerts ΔV oder eines kleinen Hubs nach
Ankergeschwindigkeit 0 oder nahe 0 vorgenommen wird.
2. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ansteuerzeit (T1, T2) des Magneten (M1 oder M2), auf
den sich der Anker (3) zu bewegt, im Sinne eines weichen Einlaufens in die
Endlage (innerhalb eines Regelbands) ohne Auftreffen auf einem Anschlag
variiert wird.
3. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß während der Ankerbewegung von der einen Endstellung in die
andere Endstellung zu einem Referenzzeitpunkt treferenz der zurückgelegte
Hub des Ankers (3) festgestellt wird und daß die Abweichung dieses Hub
werts von einem gegebenen Sollwert zur Beeinflussung des Einschaltzeit
punkts des Magneten (M1 oder M2) im nächsten Zyklus benutzt wird.
4. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß während der Ankerbewegung von der einen Endstellung in die
andere Endstellung zu einem Referenzzeitpunkt treferenz die augenblickliche
Geschwindigkeit des Ankers festgestellt wird und daß die Abweichung die
ses Geschwindigkeitswerts von einem gegebenen Sollwert zur Beeinflus
sung des Einschaltzeitpunkts des Magneten (M1 oder M2) im nächsten Zy
klus benutzt wird.
5. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Regelband (SH1-SH2) vorgesehen ist, und daß bei
Erreichen der Ankergeschwindigkeit 0 oder nahe 0 innerhalb des Regel
bands die Ankergeschwindigkeit 0 oder nahe 0 die Umschaltung bewirkt und
daß bei Erreichen der Ankergeschwindigkeit 0 oder nahe 0 außerhalb des
Regelbands erst nach Auflaufen des Geschwindigkeitswerts AV oder eines
kleinen Hubs umgeschaltet wird.
6. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerzeiten (T1, T2) für den jeweils
anziehenden Magneten (M1 oder M2) bei gegebenen Umständen im Sinne
einer stabilen Regelung verlängerbar ist.
7. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß zum sicheren Einfangen des Ankers in seiner ersten
Endstellung, die Ansteuerzeit des entsprechenden Magneten (M1 oder M2)
groß gewählt ist zum Aufschlagen des Ankers auf einen Anschlag.
8. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß zu ihrem Anschwingen der Strom wenigstens eines der
Magneten (M1 oder M2) abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird und daß
die Umschaltung jeweils bei einer Ankergeschwindigkeit 0 oder nahe 0 er
folgt, wobei bei Einsatz nur eines Magneten, der benutzt wird, der die erste
Endlage bestimmt.
9. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß abhängig von in der Schließstellung des Ventils auftre
tenden, unterschiedlichen großen, auf den Ventilteller wirkenden Kräften die
Größe der Bestromung des entsprechenden Magneten (M2), abhängig vom
Kurbelwellenwinkel, unterschiedlich bemessen wird.
10. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei Inbetriebnahme oder während des normalen Betrie
bes kurzzeitig der Hubsensor (7) durch Auswertung des Gesamthubes von
Anschlag zu Anschlag geeicht wird.
11. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Korrelationsmessung Stromstärke
am Anschlag und Hub auf den Restluftspalt des Ankers geschlossen wird.
12. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hubsensor eine Gabellichtschranke
(11, 12) ist.
13. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Blende (11) der Gabellichtschranke (11, 12) schräge
Flächen aufweist. .
14. Elektromagnetische Stelleinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abschaltung des Stroms des den Anker (3) anzie
henden Magneten (M1 oder M2) bei Erreichen einer Hubschwelle nahe der
Endlage erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813395A DE19813395A1 (de) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | Elektromagnetische Stelleinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813395A DE19813395A1 (de) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | Elektromagnetische Stelleinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19813395A1 true DE19813395A1 (de) | 1999-09-30 |
Family
ID=7862445
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813395A Withdrawn DE19813395A1 (de) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | Elektromagnetische Stelleinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19813395A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10011577A1 (de) * | 2000-03-09 | 2001-09-13 | Heinz Leiber | Verfahren zur Steuerung einer elektromagnetischen Stelleinrichtung |
FR2813703A1 (fr) * | 2000-09-06 | 2002-03-08 | Daimler Chrysler Ag | Dispositif avec un actionneur electromagnetique |
EP1344903A3 (de) * | 2002-03-14 | 2007-01-17 | Ford Global Technologies, Inc. | Vorrichtung und Verfahren zum weichen Absetzen einer Elektromagnetischer Aktor |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2057641A1 (de) * | 1969-11-25 | 1971-06-16 | Ultra Electronics Ltd | Stellvorrichtung fuer ein Treibstoffventil |
DE2114690A1 (de) * | 1971-03-26 | 1972-10-05 | Thomas Fa Robert | Magnetischer Stellantrieb |
DE3524024A1 (de) * | 1985-07-05 | 1987-01-15 | Fleck Andreas | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine |
DE19518056A1 (de) * | 1995-05-17 | 1996-11-21 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Einrichtung zur Steuerung der Ankerbewegung einer elektromagnetischen Schaltanordnung und Verfahren zur Ansteuerung |
DE19521078A1 (de) * | 1995-06-09 | 1996-12-12 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Energiesparende elektromagnetische Schaltanordnung |
DE19531435A1 (de) * | 1995-08-26 | 1997-02-27 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Anpassung der Steuerung eines elektromagnetischen Aktuators an betriebsbedingte Veränderungen |
DE19544207A1 (de) * | 1995-11-28 | 1997-06-05 | Univ Dresden Tech | Verfahren zur modellbasierten Messung und Regelung von Bewegungen an elektromagnetischen Aktoren |
DE19605974A1 (de) * | 1996-02-06 | 1997-08-07 | Kloeckner Moeller Gmbh | Elektronische Schaltmagnetansteuerung zum Einschalten und Halten eines Schützes |
-
1998
- 1998-03-26 DE DE19813395A patent/DE19813395A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2057641A1 (de) * | 1969-11-25 | 1971-06-16 | Ultra Electronics Ltd | Stellvorrichtung fuer ein Treibstoffventil |
DE2114690A1 (de) * | 1971-03-26 | 1972-10-05 | Thomas Fa Robert | Magnetischer Stellantrieb |
DE3524024A1 (de) * | 1985-07-05 | 1987-01-15 | Fleck Andreas | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine |
DE19518056A1 (de) * | 1995-05-17 | 1996-11-21 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Einrichtung zur Steuerung der Ankerbewegung einer elektromagnetischen Schaltanordnung und Verfahren zur Ansteuerung |
DE19521078A1 (de) * | 1995-06-09 | 1996-12-12 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Energiesparende elektromagnetische Schaltanordnung |
DE19531435A1 (de) * | 1995-08-26 | 1997-02-27 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Anpassung der Steuerung eines elektromagnetischen Aktuators an betriebsbedingte Veränderungen |
DE19544207A1 (de) * | 1995-11-28 | 1997-06-05 | Univ Dresden Tech | Verfahren zur modellbasierten Messung und Regelung von Bewegungen an elektromagnetischen Aktoren |
DE19605974A1 (de) * | 1996-02-06 | 1997-08-07 | Kloeckner Moeller Gmbh | Elektronische Schaltmagnetansteuerung zum Einschalten und Halten eines Schützes |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10011577A1 (de) * | 2000-03-09 | 2001-09-13 | Heinz Leiber | Verfahren zur Steuerung einer elektromagnetischen Stelleinrichtung |
FR2813703A1 (fr) * | 2000-09-06 | 2002-03-08 | Daimler Chrysler Ag | Dispositif avec un actionneur electromagnetique |
US6661219B2 (en) | 2000-09-06 | 2003-12-09 | Daimlerchrysler Ag | Apparatus having an electromagnetic actuator including an armature and at least one inductive element connected to the armature for determining the position of the armature |
EP1344903A3 (de) * | 2002-03-14 | 2007-01-17 | Ford Global Technologies, Inc. | Vorrichtung und Verfahren zum weichen Absetzen einer Elektromagnetischer Aktor |
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