JP5535971B2 - 駆動電流を検出する測定要素を備えるアクチュエータ - Google Patents
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Description
量Qは、制御部の範囲において勿論調整が困難でありかつ特に、差圧ΔPと、弁の磁気コイルを流れる電流Iに依存する。勿論、この依存性は、直接一度確定した特性界においては決定されない、そのわけは、既に弁構成部材の製造上の小さな公差が流れと駆動電流との間の関数関係に大きな影響を有するからである。従って、弁の製造中、各弁それぞれに対して、特性界を決定しかつ特性界をアクチュエータの電子装置のメモリーに記憶させることが必要である。しかし、個々の特性界の設定のために、供給者又は自動車メーカでは製造ラインの端でアクチュエータの特定された圧力付勢を行うコストのかかる測定方法が必要である。コストのかかる測定方法によって検出された特性界は、例えば、国際特許出願公開WO01/98124A1(P9896)明細書に記載されているように、所望の圧力勾配の調整のために、使用されることができる。
1
Fmagn=―――――――――――×Φ2
2×μ0×AAnker
その際、μ0は、透磁率(空気)、AAnkerは可動コア面積、そしてΦは磁束である。
Θ
Φ=―――――――― ここで、Θ=I×N,
RMgesamt
その際、Iはコイル電流、Nは弁コイルの巻数、そしてRMgesamtは弁における磁気回路の全磁気抵抗である。
Uind=−N×―― 並びに Φ=−∫0 tUinddt.
dt N
図1において弁電流Iの遮断の際に、弁1内の磁束Φの変化が生じ、その変化は弁1と接続した測定装置4によって誘起起電力Uindが測定されることができる。測定装置は、誘起された電圧Uindの曲線についての時間的についての積分を行いかつマイクロコントローラ18に積分された信号を供給する。この信号は、弁コイルによって発生する磁束Φに比例する。この積分値の決定のための交互の測定装置は、更に以下図9と関連して記載される。
値RMgesamtは、閉鎖された状態で測定されかつ値RMLuftは、公式
l
RMLuft=―――――――――
μ0×AAnker,
から得られ、その際、AAnkerは、弁構造に特有の可動コア7(弁構造に特有の特性値KGall)の磁気作用面積であり、lはタペットストロークである。固有の測定方法は,直接RMLuftの値を検出するのではなく、完全に開放された弁では磁気抵抗の測定を介して、及び閉鎖された弁の磁気抵抗の減算を介して検出される。この方法でタペットストローク1も決定される。
Θist
RMist gesamt=――――
Φist・
である。この値は、割り算器17によって計算される。割り算器17の出力は、差形成部5と連結している。値Φistは、測定コイルで検出されかつ積分段4によって時間について積分された電圧曲線を介して決定される。この値は、差圧に比例する。RMgesamtは、タペットストロークに比例するので、RMgesamtの図示の制御がタペットストロークlの直接的な制御に繋がる。その際、計算ユニットμCは、所定の流動横断面における必要な圧力勾配若しくはタペットストロークとを変換し、従って、目標磁気抵抗RMsollに変換する。計算の根拠は、それ自体公知の液圧動的特性値KGall並びに弁に特有な特性値KGindであり、液圧動的特性値は全弁構造を通して一様であり、従って、計算ユニットμCにおいて固定的に記憶されることができ、並びに弁に特有の特性値KGindは、個別にここでは同様に記載された方法で検出される。この弁に特有の特性値は、例えば、閉鎖された弁の全磁気抵抗とばね力(ブロック16参照)である。さらに、調整のために、既に上記したように、実際の差圧が必要である。同時に、実際の弁電流が決定されかつ励磁コイルの巻数倍される。積は磁束(磁気起電力Θ)である。実際の磁気起電力は、実際の磁束によって割り算される。結果は実際の磁気抵抗である。調整のために、目標値/実測値比較が実施されかつそれから補正量I(コイル電流)が発生する。
FFeder+FHydraulik=Fmagn
従って、この公式から弁シール面積とシール横断面積とを考慮して不連続の差圧(弁における流量なしに)のための差圧に依存する保持電流が比較的正確に計算される。
平衡等式FFeder+FHydraulik=Fmagnに基づいて所定の圧力差で検出されるいわゆる保持電流は、弁の開放のために実際に必要な開放電流と一致しない、そのわけは、保持電流は、電流降下によって計算された保持電流よりも常に幾分低いからである。正確な開放電流特性曲線IOffnung(ΔP)が好ましくは,保持電流特性曲線IHalte(ΔP)の必要な圧力差領域において一定の負の電流IKorr constが追加されることによって検出され得ることが示される。この電流オフセットは好適な試験によって直接検出される。
B)磁気的補正
しかし、保持電流曲線のさらに上記の計算は、磁気抵抗は弁が閉鎖されている場合に電流に依存しないという簡単な仮定から出発する。弁の磁気回路中に存在する強磁性材料に影響に基づいて、精度の向上のために、「鉄路」のかかる影響を補正することができる補正項が有意義である。この影響の補正のために、特に、第1近似において閉じた弁に対しては、磁気抵抗の抵抗曲線の直線等式RM(I)=m×I+bが仮定される。この曲線は、相異なる電流I1,I2,InにおけるRMの測定によって決定され、その際全てのInは各弁の閉鎖電流よりも大きい。存在する例において、106VS/Iの領域におけるmの増大が生ずる。Fmagnの計算のための公式への記載の補正項の代入によって、補正された保持電流特性曲線が検出IHalteされることができ、保持電流特性曲線は今日磁性材料の影響とは無関係にされる。
図5のボックス内に記載した公式から分かるように、磁気抵抗RMgesは1/Rに比例し、その際,簡単化のために、電気回路の抵抗は専らコイル抵抗によって決定されることから出発する場合、RLはコイル抵抗である。さらに上記の方法において、従来常に、RLは、考慮される必要のない弁構造に特有の特性値から出発した。しかし、コイル抵抗を介してコイルの温度変化が不所望に測定された磁気抵抗にも影響を及ぼす。従って、これらの影響を除去する補正項が、さらに改善された計算法に繋がる、測定された磁気抵抗のそのような熱的補正は、好ましくは、パルス幅変調された弁制御のデューティサイクルが決定されることによって得られることができる。コイル抵抗の決定のための好適な方法は、国際特許公開WO03/0743383A1号明細書に記載されている。
uL=L×――
dt
時点t0とt1との間ULが一定に保持される特殊な制御によって、コイルの誘電率の決定のための計算されるべき電流についての時間についての積分が特別に簡単になる。弁ンコイルの誘電率は、それによって特別に簡単に検出されることができる。
L=――――――――――――
( uL )
ln――――――――――
(I0・RL+uL)
ΔP 差圧
Claims (8)
- 電磁コイル(6)と、可動コア(7)によって移動されるタペット(8)とを有する電磁的に駆動可能な少なくとも1つの液圧弁を備えるアクチュエータ、すなわち液圧によるブレーキ制御装置であって、前記可動コアが、前記アクチュエータを開放及び/又は閉鎖するために電流によって影響されて移動される当該アクチュエータにおいて、
前記アクチュエータが、磁束を測定するための1つ又は複数の追加の測定要素(2)を備えること、
前記測定要素(2)は、ホールセンサ又はMRセンサーであること、及び
再較正を自動的に実行するため、積分段(4)によって発生された積分値から得られる信号(Φist)が、差形成部(5)内で信号(Φsoll)と結合されて、弁ドライバー(3)のための目標値を生成することを特徴とするアクチュエータ。 - 前記測定要素は、少なくとも1つのアクチュエータ構成部分の磁束を測定することを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ。
- 電気的に駆動可能なアクチュエータ、すなわち請求項1又は2に記載のアクチュエータによって開放位置及び/又は流れを調整するための方法において、
少なくとも1つの測定要素(2)が、前記アクチュエータの範囲内に配設されていて、前記測定要素の測定信号が、駆動電流を制御するために使用されることを特徴とする方法。 - 前記測定要素(2)の測定信号は、さらに積分される電圧であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 磁束が、当該積分された電圧から算定され、磁力及び/又はタペットストロークが、当該算定された磁束から算定されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記弁を開放する電流が、強磁性体の回路の電流に反応する影響も考慮する補正項によって補正されることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記弁を保持する電流が、最初に算定され、この弁を開放する電流が、追加の補正項又はオフセットを用いることによって当該算定された前記弁を保持する電流から算定されることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記アクチュエータは、パルス幅変調(PWM)された電流によって駆動され、コイル抵抗が、PWM制御部のデューティサイクルによって算定されること、及び、前記コイル抵抗が、個々のアクチュエータのパラメータKGindの計算でも考慮されることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載の方法。
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