EP1019624B1 - Method for controlling an electro mechanical regulating device - Google Patents

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EP1019624B1
EP1019624B1 EP98951261A EP98951261A EP1019624B1 EP 1019624 B1 EP1019624 B1 EP 1019624B1 EP 98951261 A EP98951261 A EP 98951261A EP 98951261 A EP98951261 A EP 98951261A EP 1019624 B1 EP1019624 B1 EP 1019624B1
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coil
predetermined
armature plate
capture
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Nikolaus Müller
Achim Koch
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Siemens AG
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Abstract

The regulating device comprises a regulating member and an actuator. The actuator has at least one electromagnet with a coil and a movable retaining plate. A first capture value (I_F1) is preset as a set value of the current by means of a first or a second coil (113, 115). A second capture value (I_F2) is preset as a set value when a first condition is met. A holding value (I_H) is preset as a set value when a second condition is met.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts. Sie betrifft insbesondere ein Stellgerät zum Steuern einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for controlling an electromechanical Adjusting device. It particularly affects one Actuator for controlling an internal combustion engine.

Ein bekanntes Stellgerät (DE 195 26 683 A1) hat ein Stellglied, das als Gaswechselventil ausgebildet ist, und einen Stellantrieb. Der Stellantrieb weist zwei Elektromagnete auf, zwischen denen jeweils gegen die Kraft eines Rückstellmittels eine Ankerplatte durch Abschalten des Spulenstroms am haltenden Elektromagneten und Einschalten des Spulenstroms am fangenden Elektromagneten bewegt werden kann. Der Spulenstrom des jeweils fangenden Elektromagneten wird auf einen vorgegebenen Fangwert I_MAX während einer vorgegebenen Zeitdauer konstant gehalten, dann für eine vorgegebene Abschaltzeit abgeschaltet und anschließend von einem Zweipunktregler mit Hysterese auf einen Haltewert geregelt. Aus dem zeitlichen Verlauf des Spulenstroms während der Abschaltzeit wird ein Prellen der Ankerplatte an dem jeweiligen Elektromagneten erkannt und eine entsprechende Korrektur des Fangwertes vorgenommen. Der Spulenstrom kann jedoch erst bei dem nächsten Fangvorgang auf den korrigierten Fangwert eingestellt werden. So kann sich die Ankerplatte während der Abschaltzeit gegebenenfalls soweit von dem einfangenden Elektromagneten wegbewegen, daß durch den Haltestrom nicht mehr eine ausreichende Kraft aufgebracht werden kann, um die Ankerplatte in Anlage mit dem einfangenden Elektromagneten zu bringen.A known actuator (DE 195 26 683 A1) has an actuator, which is designed as a gas exchange valve, and one Actuator. The actuator has two electromagnets, between which each against the force of a restoring means holding an armature plate by switching off the coil current Electromagnets and switching on the coil current at the trap Electromagnet can be moved. The coil current each of the catching electromagnets is set to a predetermined one Catch value I_MAX during a specified period of time kept constant, then switched off for a predetermined switch-off time and then from a two-position controller with hysteresis regulated to a hold value. From the course of time of the coil current during the switch-off time is a bounce the armature plate recognized on the respective electromagnet and a corresponding correction of the catch value is carried out. However, the coil current can only be used during the next capture process be adjusted to the corrected catch value. So can if necessary, the anchor plate during the switch-off time move as far away from the capturing electromagnet that a sufficient force is no longer applied by the holding current can be used to attach the anchor plate to the to capture electromagnets.

Ein weiteres bekanntes Stellgerät (US 5650909) hat ein Stellglied, das als Einspritzventil ausgebildet ist und einen Stellantrieb. Der Stellantrieb weist einen Elektromagnet, einen Anker und ein Rückstellmittel auf. Durch ein Bestromen in einer Spule des Elektromagneten kann die Ankerplatte gegen die Kraft des Rückstellmittel in Anlage mit dem Elektromagneten gebracht werden. Dem Stellantrieb ist ein Regler zugeordnet, dessen Regelgröße der Strom durch die Spule des Elektromagneten ist. Um den Anker von einer ersten Stellung zur Anlage an dem Elektromagneten zu bringen, wird als Sollwert des Stroms durch die Spule ein Maximalwert vorgegeben, bis der Anker beginnt sich zu bewegen. Anschließend wird als Sollwert ein Öffnungswert vorgegeben, der niedriger ist als der Maximalwert. Wenn der Anker in Anlage mit dem Elektromagneten ist, wird als Sollwert ein Haltewert vorgegeben, der niedriger ist als der Öffnungswert. Falls der Öffnungswert niedrig gewählt wird, wie dies im Sinne eines geringen Energieverbrauchs vorteilhaft ist, kann dies dazu führen, daß die Ankerplatte abfällt und nicht zur Anlage mit dem Elektromagneten gelangt. Aus der EP 0724067A1 ist ein weiteres Stellgerät bekannt mit einem Stellglied, das als Gaswechselventil ausgebildet ist. Zum Erfassen der Position des Gaswechselventils ist ein Positionssensor vorgesehen.Another known actuator (US 5650909) has an actuator, which is designed as an injection valve and one Actuator. The actuator has an electromagnet, one Anchor and a restoring device. By energizing in The armature plate can counter a coil of the electromagnet the force of the restoring means in contact with the electromagnet to be brought. A controller is assigned to the actuator whose controlled variable is the current through the coil of the electromagnet is. To the anchor from a first position to the system to bring to the electromagnet is the setpoint of the Current through the coil is a maximum value until the Anchor begins to move. It is then used as the setpoint specified an opening value that is lower than the maximum value. When the armature is in contact with the electromagnet a hold value is specified as the setpoint, which is lower is as the opening value. If the opening value is low is chosen as this in terms of low energy consumption is advantageous, this can lead to the anchor plate falls off and does not come into contact with the electromagnet arrives. Another actuating device is known from EP 0724067A1 known with an actuator that is designed as a gas exchange valve is. To detect the position of the gas exchange valve a position sensor is provided.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern eines Stellgeräts zu schaffen, das einfach ist und das ein Einfangen der Ankerplatte gewährleistet.The object of the invention is a method for control to create an actuator that is simple and that one Capture of the anchor plate guaranteed.

Die Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Lösung hat den Vorteil, daß der Fangwert derart vorgegeben werden kann, daß sich ein gewünschter Geschwindigkeitsverlauf der Ankerplatte einstellt, und daß der zweite Fangwert derart einstellbar ist, daß der Anker sicher eingefangen wird und ein Abfallen des Ankers in eine Ruheposition verhindert wird.The invention is characterized by the features of claim 1 solved. The solution has the advantage that the catch value can be specified such that a desired speed curve the anchor plate adjusts, and that the second catch value is adjustable so that the anchor is safe is captured and the anchor falls into a rest position is prevented.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hängt der zweite Fangwert von der Geschwindigkeit der Ankerplatte vor dem Überschreiten des Schwellenwertes ab. Dies hat den Vorteil, daß der zweite Fangwert derart vorgegeben werden kann, daß einerseits eine geringe Verlustwärme erzeugt wird, andererseits die Ankerplatte aber sicher eingefangen wird.In an advantageous embodiment of the invention, the second catch value from the speed of the anchor plate from exceeding the threshold. This has the advantage that the second catch value can be specified in such a way that on the one hand a low heat loss is generated, on the other hand but the anchor plate is captured safely.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der zweite Fangwert als Sollwert vorgegeben, wenn die Position der Ankerplatte einen weiteren Schwellenwert, dessen Betrag kleiner ist als der Schwellenwert K0, K5, länger als eine vorgegebene weitere Zeitdauer überschreitet. Dadurch ist gewährleistet, daß die Ankerplatte sicher eingefangen wird, wenn die durch den ersten Fangwert hervorgerufene Kraft nicht ausreicht, daß die Position der Ankerplatte den Schwellenwert K0, K5 überschreitet.In a further advantageous embodiment of the invention the second capture value is specified as the setpoint when the Position of the anchor plate another threshold, whose Amount is less than the threshold K0, K5, longer than exceeds a predetermined period of time. This is ensures that the anchor plate is securely caught, if the force caused by the first catch value is not is sufficient that the position of the anchor plate meets the threshold K0, K5 exceeds.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are in marked the subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1
eine Anordnung eines Stellgeräts in einer Brennkraftmaschine,
Figur 2
die Position der Ankerplatte und Ausgangssignale einer Komperatoreinrichtung aufgetragen über die Zeit t,
Figur 3
ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung zum Steuern des Stellgeräts,
Figur 4
den zeitlichen Verlauf der Spannungen und des Stroms durch die erste und die zweite Spule und die Position der Ankerplatte und
Figur 5
eine Kennlinie eines zweiten Fangwertes.
Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the schematic drawings. Show it:
Figure 1
an arrangement of an actuator in an internal combustion engine,
Figure 2
the position of the anchor plate and output signals of a comparator device plotted over time t,
Figure 3
2 shows a block diagram of a control device for controlling the control device,
Figure 4
the time course of the voltages and the current through the first and the second coil and the position of the armature plate and
Figure 5
a characteristic curve of a second catch value.

Elemente gleicher Konstruktion und Funktion werden figurenübergreifend mit gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction and function are used across all figures provided with the same reference numerals.

Ein Stellgerät 1 (Figur 1) umfaßt einen Stellantrieb 11 und ein Stellglied, das beispielsweise als Gaswechselventil ausgebildet ist und einen Schaft 121 und einen Teller 122 hat. Der Stellantrieb 11 hat ein Gehäuse 111, in dem ein erster und ein zweiter Elektromagnet angeordnet sind. Der erste Elektromagnet hat einen ersten Kern 112, in dem in einer ringförmigen Nut eine erste Spule 113 eingebettet ist. Der zweite Elektromagnet hat einen zweiten Kern 114, in dem in einer weiteren ringförmigen Nut eine zweite Spule 115 eingebettet ist. Der erste Kern 112 hat eine Ausnehmung 116a, die eine Führung für den Schaft 121 bildet. Der zweite Kern 114 hat eine weitere Ausnehmung 116b, die auch als Führung des Schafts 121 dient. Eine Ankerplatte 117 ist in dem Gehäuse 111 beweglich zwischen dem ersten Kern 112 und dem zweiten Kern 114 angeordnet. Eine erste Feder 118a und eine zweite Feder 118b spannen die Ankerplatte in eine vorgegebene Ruheposition R vor.An actuator 1 (Figure 1) comprises an actuator 11 and an actuator, which is designed, for example, as a gas exchange valve and has a shaft 121 and a plate 122. The actuator 11 has a housing 111 in which a first and a second electromagnet are arranged. The first Electromagnet has a first core 112, in which in a annular groove a first coil 113 is embedded. The second electromagnet has a second core 114, in which in a second coil 115 is embedded in a further annular groove is. The first core 112 has a recess 116a that forms a guide for the shaft 121. The second core 114 has a further recess 116b, which is also used as a guide for the Shaft 121 serves. An anchor plate 117 is in the housing 111 movable between the first core 112 and the second Core 114 arranged. A first spring 118a and a second Spring 118b tension the anchor plate in a predetermined rest position R before.

Das Stellgerät 1 ist mit einem Zylinderkopf 21 starr verbunden. Dem Zylinderkopf 21 ist ein Ansaugkanal 22 und ein Zylinder 23 mit einem Kolben 24 zugeordnet. Der Kolben 24 ist über eine Pleuelstange 25 mit einer Kurbelwelle 26 gekoppelt.Actuator 1 is rigidly connected to a cylinder head 21. The cylinder head 21 is an intake port 22 and a cylinder 23 associated with a piston 24. The piston 24 is coupled to a crankshaft 26 via a connecting rod 25.

Eine Steuereinrichtung 3 ist vorgesehen, die Signale von den Sensoren erfaßt und Stellsignale für.das Stellgerät erzeugt. Die Sensoren sind als ein Positionsgeber 4, der eine Position X der Ankerplatte 117 erfaßt, als ein erster Strommesser 5a, der den Ist-Wert I_AV1 des Stroms durch die erste Spule 113 erfaßt, ein zweiter Strommesser 5b, der einen Ist-Wert I_AV2 des Stroms durch die zweite Spule 115 erfaßt, als ein Drehzahlgeber 27, der die Drehzahl N der Kurbelwelle erfaßt, oder als ein Lasterfassungssensor 28 ausgebildet, der vorzugsweise ein Luftmassenmesser oder ein Drucksensor ist. Neben den erwähnten Sensoren können auch weitere Sensoren vorhanden sein.A control device 3 is provided, the signals from the Detects sensors and generates control signals for the actuator. The sensors are as a position sensor 4, which is a position X of the anchor plate 117 is detected as a first ammeter 5a, which is the actual value I_AV1 of the current through the first coil 113 detects a second ammeter 5b, which has an actual value I_AV2 of the current through the second coil 115 is sensed as a speed sensor 27, which detects the rotational speed N of the crankshaft, or formed as a load detection sensor 28, which preferably is an air mass meter or a pressure sensor. In addition to the mentioned Sensors may also have other sensors.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist eine Komparatoreinrichtung 7 vorgesehen, die abhängig von der erfaßten Position X und vorgegebenen Schwellenwerten ein Pulssignal erzeugt. Die Funktion der Komperatoreinrichtung 7 wird weiter unten anhand von Figur 2 näher erläutert. Ein Zeitgiied 8, das vorzugsweise als "CAPCOM"-Einheit ausgebildet ist, erfaßt die Pulsdauern des von der Komperatoreinrichtung 7 erzeugten Pulssignals und leitet die den Pulsdauern zugeordneten Zeitdauern T_C2, T_O2, T_C3, T_O3 als digitale Daten an die Steuereinrichtung 3 weiter.In the exemplary embodiment according to FIG. 1 there is a comparator device 7 provided depending on the detected Position X and predetermined threshold values a pulse signal generated. The function of the comparator device 7 continues explained in more detail below with reference to FIG. 2. A Zeitgiied 8, which is preferably designed as a "CAPCOM" unit the pulse durations of that generated by the comparator device 7 Pulse signal and directs the time periods assigned to the pulse durations T_C2, T_O2, T_C3, T_O3 as digital data to the control device 3 further.

Treiber 6a, 6b sind vorgesehen, die die Stellsignale der Steuereinrichtung 3 verstärken.Drivers 6a, 6b are provided which control the control signals Reinforce control device 3.

In Figur 2a ist der zeitliche Verlauf der Position X der Ankerplatte aufgetragen. Die Komperatoreinrichtung 7 hat sechs analoge Schwellenwertvergleicher, die jeweils bei einem der Schwellenwerte K0, K1, K2, K3, K4, K5 ihr Ausgangssignal ändern. Durch eine logische Verknüpfung der Schwellenwertvergleicher entstehen dann die in den Figuren 2b und 2c aufgetragenen Pulssignale der Komparatoreinrichtung. Die Schwellenwerte K0, K1, K2 sind im gleichen Abstand zu der Ruheposition R der Ankerplatte wie die Schwellenwerte K3, K4 bzw. K5 vorgegeben. Die Schwellenwerte liegen beispielsweise bei folgenden relativen Abstandswerten, die bezogen sind auf den Abstand der Anlagefläche der Ankerplatte bei dem ersten Elektromagneten und der Anlagefläche der Ankerplatte bei dem zweiten Elektromagneten: K0 bei 2%, K1 bei 5%, K2 bei 20%, K3 bei 80%, K4 bei 95% und K5 bei 98%. In Figure 2a is the time course of position X of the anchor plate applied. The comparator device 7 has six analog threshold comparators, each at one of the Threshold values K0, K1, K2, K3, K4, K5 change their output signal. By logically linking the threshold comparators then arise the plotted in Figures 2b and 2c Pulse signals from the comparator device. The thresholds K0, K1, K2 are at the same distance from the rest position R of the anchor plate like the threshold values K3, K4 or K5 specified. The threshold values are, for example, the following relative distance values related to the distance the contact surface of the armature plate in the first electromagnet and the contact surface of the anchor plate in the second electromagnet: K0 at 2%, K1 at 5%, K2 at 20%, K3 at 80%, K4 at 95% and K5 at 98%.

Das Zeitglied 8 ermittelt die Pulsdauern der Pulse der Pulssignale. Der Pulsdauer des Pulses, der durch die Schwellenwerte K3 und K4 vorgegeben ist, wird die Zeitdauer T_C2 zugeordnet. In erster Näherung ist die Zeitdauer T_C2 ein Maß für die mittlere Geschwindigkeit des Ankers zwischen den Schwellenwerten K3 und K4. Ebenso ermittelt das Zeitglied die Zeitdauer T_C3, die durch den zeitlichen Abstand des Überschreitens der Position X von den Schwellenwerten K4 und K5 vorgegeben ist. Das Ermitteln der Zeitdauer T_O2, T_O3 erfolgt analog zur Ermittlung der Zeitdauer T_C2 und T_C3.The timer 8 determines the pulse durations of the pulses of the pulse signals. The pulse duration of the pulse, determined by the threshold values The period T_C2 is assigned to K3 and K4. In a first approximation, the time period T_C2 is a measure of the average speed of the anchor between the thresholds K3 and K4. The timer also determines the duration T_C3 by the time interval of exceeding the position X from the threshold values K4 and K5 is. The time period T_O2, T_O3 is determined similar to the determination of the time period T_C2 and T_C3.

Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung 3 zum Steuern des elektromechanischen Stellgeräts 1. In einem Block B1 wird ein erster Fangwert I_F1 aus einem Kennfeld ermittelt und zwar abhängig von der Drehzahl N und dem Luftmassenstrom MAF. Die Werte des Kennfelds sind an einem Motorprüfstand oder durch Simulationen so ermittelt, daß Wärmeverluste in der jeweiligen Spule gering sind.Figure 3 shows a block diagram of the control device 3 for Controlling the electromechanical actuator 1. In one block B1, a first catch value I_F1 is determined from a map depending on the speed N and the air mass flow MAF. The values of the map are on an engine test bench or determined by simulations so that heat losses in of the respective coil are small.

In einer Summierstelle S1 wird die Differenz einer tatsächlichen Zeitdauer T_C3 und des Sollwertes T_C3* der Zeitdauer ermittelt. In einem Block B2 wird dann ein vorgegebener Sollwert T_C2* abhängig von der Differenz adaptiert, die in der Summierstelle S1 ermittelt wurde. In einer Summierstelle S2 wird die Differenz des Sollwertes T_C2* und der tatsächlichen Zeitdauer T_C2 berechnet.In a summing point S1, the difference between an actual Duration T_C3 and the setpoint T_C3 * the duration determined. A predetermined target value is then set in a block B2 T_C2 * adapted depending on the difference in the Summing point S1 was determined. In a summing point S2 the difference between the setpoint T_C2 * and the actual Time period T_C2 calculated.

Ein Block B3 umfaßt einen Integrator, der abhängig von der Differenz des Sollwertes T_C2* und der tatsächlichen Zeitdauer T_C2 einen Korrekturwert berechnet, mit dem in der dritten Summierstelle der erste Fangwert I_F1 korrigiert wird.A block B3 comprises an integrator which depends on the Difference between the setpoint T_C2 * and the actual duration T_C2 calculates a correction value with which in the third Summing point the first catch value I_F1 is corrected.

In einem Block B4 wird ein zweiter Fangwert I_F2 ermittelt. Der zweite Fangwert I_F2 ist entweder fest vorgegeben oder in einer Kennlinie abhängig von der Differenz der tatsächlichen Zeitdauer T_C3 und des Sollwertes T_C3* der Zeitdauer abgelegt. Ist der zweite Fangwert I_F2 fest vorgegeben, so hat dies den Vorteil, daß die Ermittlung des zweiten Fangwertes I_F2 weniger rechenintensiv ist. Wird der zweite Fangwert I_F2 über die Kennlinie abhängig von der Differenz der tatsächlichen Zeitdauer T_C3 und des Sollwertes T_C3* der Zeitdauer ermittelt, so sind die Wärmeverluste von der jeweils bestromten Spule deutlich verringert.A second catch value I_F2 is determined in a block B4. The second catch value I_F2 is either fixed or in a characteristic curve depending on the difference of the actual Time period T_C3 and the setpoint T_C3 * of the time period are stored. If the second catch value I_F2 is fixed, it has this has the advantage that the determination of the second catch value I_F2 is less computationally intensive. Will be the second catch value I_F2 over the characteristic curve depending on the difference of the actual Duration T_C3 and the setpoint T_C3 * the duration determined, so are the heat losses from each energized coil significantly reduced.

Die Kennlinie hat vorzugsweise die in der Figur 5 dargestellten Form. Ist die Differenz der tatsächlichen Zeitdauer T_C3 und des Sollwertes T_C3* der Zeitdauer gleich Null, so hat der zweite Fangwert I_F2 einen minimalen Wert. Wird die Differenz kleiner als Null, so steigt der zweite Fangwert I_F2 an um eine ausreichende Kraft zu erzeugen, die einen Prellvorgang dämpft und ein Abfallen durch das Prellen des Ankers in die Ruhelage verhindert. Wird die Differenz größer Null, so wird der zweite Fangwert auch erhöht, um ein Abfallen der Ankerplatte in die Ruheposition R zu vermeiden.The characteristic curve preferably has that shown in FIG. 5 Shape. Is the difference of the actual time period T_C3 and the target value T_C3 * of the time period equal to zero the second catch value I_F2 a minimum value. Will the difference less than zero, the second catch value I_F2 increases to generate sufficient force to cause a bounce dampens and a drop from the bouncing of the anchor prevented in the rest position. If the difference is greater than zero, the second catch value is also increased so that the Avoid anchor plate in the rest position R.

In einem Block B5 wird ein Haltewert I_H abhängig von der Drehzahl N und einem Luftmassenstrom MAF aus einem Kennfeld ermittelt. In einem Block B6 wird eine Zeitdauer T_F_OFF ermittelt und zwar abhängig von der Differenz des Sollwertes T_C2* und der tatsächlichen Zeitdauer T_C2.In a block B5, a hold value I_H is dependent on the Speed N and a mass air flow MAF from a map determined. A time period T_F_OFF is determined in a block B6 depending on the difference in the setpoint T_C2 * and the actual time period T_C2.

In einem Block B7 wird abhängig von der Position der Ankerplatte, der Zeitdauer T_MAX, der Zeitdauer T_F_OFF und weiteren Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelt, ob der erste Fangwert I_F1, der zweite Fangwert I_F2, der Haltewert I_H oder ein Nullwert der Sollwert für einen Regler B8 ist. Die Position X der Ankerplatte wird dabei indirekt über die tatsächlichen Zeitdauern T_C2, T_C3, T_O2, T_O3 ermittelt.In a block B7, depending on the position of the anchor plate, the period T_MAX, the period T_F_OFF and others Operating variables of the internal combustion engine determines whether the first catch value I_F1, the second catch value I_F2, the hold value I_H or a zero value is the setpoint for a controller B8. The position X of the anchor plate is indirectly via the actual time periods T_C2, T_C3, T_O2, T_O3 determined.

Sobald eine vorgegebene erste Bedingung erfüllt ist, wechselt der Sollwert für den Regler B8 von dem ersten Fangwert I_F1 auf den zweiten Fangwert I_F2. Die erste Bedingung ist vorzugsweise erfüllt, wenn der Betrag der Position X der Ankerplatte Schwellenwert K5, K0 überschreitet, dies wird indirekt daran erkannt, daß das Zeitglied 8 eine neue tatsächliche Zeitdauer T_C3 an die Steuereinrichtung 3 weitergeleitet hat.As soon as a predetermined first condition is met, changes the setpoint for controller B8 from the first capture value I_F1 to the second catch value I_F2. The first condition is preferred met if the amount of position X of the anchor plate Threshold K5, K0 exceeds, this becomes indirect recognized that the timer 8 a new actual Has passed time period T_C3 to the control device 3.

Die Regelgröße des Reglers B8 ist der Strom durch die jeweils zu bestromende Spule 113, 115. Die Differenz des in Block B7 ermittelten Sollwertes und des tatsächlichen Stroms I_AV1, I_AV2 durch die Spule 113, 115 ist die Regeldifferenz des Reglers B8. Der Regler ist vorzugsweise als Zweipunktregler mit Hysterese ausgebildet. Die Stellgröße des Reglers ist ein Spannungssignal U1, U2, das dem Treiber 6a bzw. 6b zugeführt wird, der es verstärkt und der ersten bzw. zweiten Spule 113, 115 zuführt.The controlled variable of controller B8 is the current through each coil 113, 115 to be energized. The difference of the in Block B7 determined target value and the actual current I_AV1, I_AV2 through the coil 113, 115 is the control difference of controller B8. The controller is preferably a two-point controller trained with hysteresis. The manipulated variable of the controller is a voltage signal U1, U2, which is supplied to the driver 6a or 6b the first and second coil 113, 115 feeds.

In Figur 3 ist das Blockschaltbild beispielhaft für die Berechnung des Stellsignals für die erste Spule 113 dargestellt. Die Berechnung des Stellsignals für die zweite Spule 115 erfolgt analog, lediglich die Zeitdauern T_C2 und T_C3 sind durch die Zeitdauern T_O2 und T_O3 zu ersetzen.In Figure 3, the block diagram is an example of the calculation of the control signal for the first coil 113. The calculation of the control signal for the second coil 115 is carried out analogously, only the time periods T_C2 and T_C3 are to be replaced by the time periods T_O2 and T_O3.

Figur 4a zeigt die Stellgröße des Reglers B8, die ein erstes Spannungssignal U1 ist, mit dem die erste Spule 113 erregt wird, bzw. ein zweites Spannungssignal U2 ist, mit dem die zweite Spule 115 erregt wird.Figure 4a shows the manipulated variable of controller B8, which is a first Is voltage signal U1 with which the first coil 113 is excited is, or a second voltage signal U2 with which the second coil 115 is excited.

Figur 4b zeigt den zugeordneten zeitlichen Verlauf des Istwertes I_AV1 des Stroms durch die erste Spule 113, und punktiert den zeitlichen Verlauf des Istwertes I_AV2 des Stroms durch die zweite Spule 115. Figur 4c zeigt die Position X der Ankerplatte aufgetragen über die Zeit t.FIG. 4b shows the assigned time profile of the actual value I_AV1 of the current through the first coil 113, and punctured the time course of the actual value I_AV2 of the current through the second coil 115. Figure 4c shows the position X of the Anchor plate plotted over time t.

Von einem Zeitpunkt t1 ist zu einem Zeitpunkt t2 ist der Sollwert für den Strom durch die erste Spule 113 der erste Fangwert I_F1. Zu dem Zeitpunkt t2, der vorzugsweise kurz vor dem erwarteten Auftreffen der Ankerplatte 117 auf den ersten Kern 112 liegt, wird dann als Sollwert für den Regler B8 der zweite Fangwert I_F2 als Sollwert vorgegeben. Während der Zeitdauer T_F2 ist der Sollwert des Reglers B8 der zweite Fangwert. Eine zweite Bedingung ist erfüllt, wenn die Zeitdauer ab der Vorgabe des zweiten Fangwertes I_F2 größer ist als die Zeitdauer T_F2. Eine besonders hohe Zuverlässigkeit und gleichzeitig geringe Wärmeverluste bei der Steuerung des Stellgliedes sind gewährleistet, wenn die Zeitdauer T_F2 abhängt von der Geschwindigkeit der Ankerplatte 117 vor dem Überschreiten des Schwellenwerts K5. Die Zeitdauer T_C3 ist ein Maß für die Geschwindigkeit der Ankerplatte vor dem Überschreiten des Schwellenwertes K5. Der zweite Fangwert I_F2 wird vorteilhaft größer als der erste Fangwert I_F1 gewählt. So ist gewährleistet, daß die Ankerplatte sicher von dem ersten Elektromagneten gefangen wird.From a time t 1 to a time t 2 , the target value for the current through the first coil 113 is the first catch value I_F1. At the point in time t 2 , which is preferably shortly before the expected impact of the anchor plate 117 on the first core 112, the second catch value I_F2 is then specified as the target value for the controller B8. During the period T_F2, the setpoint of the controller B8 is the second catch value. A second condition is met if the time period from the specification of the second catch value I_F2 is greater than the time period T_F2. A particularly high level of reliability and at the same time low heat losses in the control of the actuator are ensured if the time period T_F2 depends on the speed of the armature plate 117 before the threshold value K5 is exceeded. The time period T_C3 is a measure of the speed of the anchor plate before the threshold value K5 is exceeded. The second catch value I_F2 is advantageously chosen to be larger than the first catch value I_F1. This ensures that the armature plate is securely caught by the first electromagnet.

Sobald die zweite Bedingung erfüllt ist- dies ist der Fall an einem Zeitpunkt t3 - wird bis zu einem Zeitpunkt t4 als Sollwert für den Regler B8 der Haltewert I_H vorgegeben. Der Haltewert kann sehr niedrig gewählt werden und zwar niedriger als der zweite Fangwert I_F2, da der Anker statisch an dem ersten Elektromagneten anliegt, während der Haltewert I_H der Sollwert für den Regler B8 ist.As soon as the second condition is fulfilled - this is the case at a time t 3 - the hold value I_H is specified as a setpoint for the controller B8 up to a time t 4 . The hold value can be selected to be very low, namely lower than the second catch value I_F2, since the armature is statically applied to the first electromagnet, while the hold value I_H is the setpoint for the controller B8.

Ab dem Zeitpunkt t4 ist als Sollwert für den Strom durch die erste Spule 113 der Nullwert (zum Beispiel Null Ampere) vorgegeben. Die Ankerplatte schwingt dann in Richtung auf den zweiten Elektromagneten. Zum Einfangen der Spule durch den zweiten Elektromagneten wird dann vom Zeitpunkt t5 an die zweite Spule bestromt und zwar wird dem Regler B8 als Sollwert der erste Fangwert I_F1 vorgegeben, der Regler B8 erzeugt dann das zweite Spannungssignal U2.From time t 4 , the zero value (for example zero amperes) is specified as the target value for the current through the first coil 113. The armature plate then swings in the direction of the second electromagnet. To catch the coil by the second electromagnet, current is then supplied to the second coil from time t 5 , namely that the first catch value I_F1 is specified as the setpoint for the controller B8, and the controller B8 then generates the second voltage signal U2.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann das Stellglied auch als Einspritzventil ausgebildet sein. Das Verfahren kann als Programm von einem Mikroprozessor abgearbeitet werden. Es kann aber ebenso auch durch eine Logikschaltung oder eine Analogschaltungsanordnung realisiert werden. The invention is not based on the described embodiment limited. For example, the actuator can also be used as Injector may be formed. The process can be done as a program processed by a microprocessor. It can but also also by a logic circuit or an analog circuit arrangement will be realized.

Der Regler kann beispielsweise auch als ein Einpunktregler mit einem Zeitglied oder als ein Pulsweitenmodulations-Regler ausgebildet sein. Es kann auch je ein Regler für jede Spule 113,115 vorgesehen sein.
Alternativ kann auch ein Gleichrichter vorgesehen sein, der das Signal des Positionsgebers 4 gleichrichtet, wobei dann die Ruheposition R den Wert Null hat. Die Komparatoreinrichtung weist dann dementsprechend nur drei Schwellenwertvergleicher auf, die jeweils bei dem Schwellenwert K0 bzw. K1 bzw. K3 ihr Ausgangssignal ändern.The controller can also be designed, for example, as a single-point controller with a timing element or as a pulse width modulation controller. A controller can also be provided for each coil 113, 115.
Alternatively, a rectifier can also be provided, which rectifies the signal of the position transmitter 4, the rest position R then having the value zero. Accordingly, the comparator device has only three threshold value comparators, each of which changes its output signal at the threshold value K0 or K1 or K3.

Die Vorgabe des Haltewertes als Sollwert für den Strom durch die erste Spule kann auch erfolgen nach einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Vorgeben des Nullwertes als Sollwert des Stroms durch die zweite Spule.The specification of the hold value as the setpoint for the current through the first coil can also be made according to a predetermined one Time after specifying the zero value as the setpoint of the Current through the second coil.

Eine besonders niedrige Auftreffgeschwindigkeit der Ankerplatte auf den jeweiligen Kern 112, 114 läßt sich erreichen, wenn der erste Fangwert I_F1 für die Zeitdauer T_F_OFF nach einem Zeitpunkt t1a auf den Nullwert gesetzt wird. Die Zeitdauer T_F_OFF wird in dem Block B6 abhängig von der Differenz des Sollwertes T_C2* und der tatsächlichen Zeitdauer T_C2 berechnet. Da die Abweichung der tatsächlichen Zeitdauer T_C2 von dem Sollwert T_C2* ein Maß für die Abweichung der erwarteten Auftreffgeschwindigkeit ist, läßt sich durch ein Abschalten des Stromes durch die Spule für die Zeitdauer T_F_OFF die Auftreffgeschwindigkeit des Ankers auf den Kern auf den gewünschten Wert einstellen.A particularly low impact speed of the anchor plate on the respective core 112, 114 can be achieved if the first catch value I_F1 is set to the zero value for a period T_F_OFF after a time t 1a . The time period T_F_OFF is calculated in block B6 depending on the difference between the target value T_C2 * and the actual time period T_C2. Since the deviation of the actual time period T_C2 from the target value T_C2 * is a measure of the deviation of the expected impact speed, the impact speed of the armature on the core can be set to the desired value by switching off the current through the coil for the time period T_F_OFF.

Claims (7)

  1. Method for controlling an electromechanical actuator, which has an actuating element (12) and an actuating drive (11), which has:
    at least one electromagnet having a coil (113, 115),
    a moving armature plate (117),
    at least one resetting means, which prestresses the armature plate (117) into a predetermined rest position (C) with the actuating drive (12) having an associated regulator (B8) whose controlled variable is the current through the coil (113, 115), having the following steps:
    a first capture value (I_F1) is predetermined as a set value of the current through the coil (113, 115),
    a second capture value (I_F2), which is greater than a holding value (I_H), is predetermined as a set value when a predetermined first condition is satisfied,
    the holding value (I_H) is predetermined as a set value when a predetermined second condition is satisfied, characterized in that the second capture value (I_F2) is greater than the first capture value (I_F1).
  2. Method according to Claim 1, with a position sensor (6) being provided in order to detect the position (X) of the armature plate (117), characterized in that the first condition is satisfied when the magnitude of the position (X) of the armature plate exceeds a predetermined threshold value (K5, K0).
  3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second capture value (I_F2) depends on the speed of the armature plate (117) before the threshold value (K5, K0) was exceeded.
  4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first condition is satisfied when the position of the armature plate exceeds a further threshold value (K1, K4), which is longer than a predetermined further time period (T_MAX) and with the magnitude of the further threshold value being less than the magnitude of the threshold value (K0, K5).
  5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second condition is satisfied when the second capture value (I_F2) is predetermined a time period (T_F2) as a set value.
  6. Method according to Claim 4, characterized in that the time period (T_F2) depends on the speed of the armature plate (117) before the threshold value (K5, K0) was exceeded.
  7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first capture value (I_F1) is corrected as a function of the speed of the armature plate (117) before the threshold value (K0, K5) was exceeded.
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