用于对能够借助于线圈来运动的部件进行操控的方法和装置以及磁阀制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于对能够借助于线圈（104）来运动的部件（102）进行操控的方法。在此，对流经所述线圈（104）的电流和/或施加在所述线圈（104）上的电压进行采样，以用于产生线圈信号（112）。在另一个步骤中，在使用所述线圈信号（112）的情况下求取至少一个代表着所述部件（102）的颤动运动的运动参数（116）。最后，可选通过所述运动参数（116）与至少一个目标值（120）的比较来改变用于产生颤动运动的抖动信号（122）的至少一个信号参数，以用于使所述颤动运动与所述目标值（120）相匹配。

Method and device for controlling components that can be moved by means of coils and magnetic valve

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对能够借助于线圈来运动的部件进行操控的方法和装置以及磁阀
本专利技术涉及根据独立权利要求所述类型的一种装置或一种方法。一种计算机程序也是本专利技术的主题。
技术介绍
已知无位移传感器的以电磁方式来操纵的阀，所述阀的阀芯或者电枢在运行中能够执行小的周期性的颤动运动-也被称为抖动运动，以用于降低通过静摩擦或者滞后所引起的干扰效应。如果所述颤动运动太大，那么这可能导致不受欢迎的大的泄漏或者大的能耗。相反，如果所述颤动运动太小或者电枢甚至停止不动，那么滞后性能和阀的动力就会明显变差。用于这样的阀的典型的实例是液压的调压阀或者是无位移测量的简单的液压的连续式阀。
技术实现思路
面临这种背景，用这里所介绍的方案来介绍按照主权利要求所述的一种用于对能够借助于线圈来运动的部件进行操控的方法、此外一种使用这种方法的装置、一种电磁阀以及最后一种相应的计算机程序。通过在从属权利要求中所列举的措施能够实现在独立权利要求中所说明的装置的有利的拓展方案和改进方案。介绍一种用于对能够借助于线圈来运动的部件、比如电磁阀进行操控的方法，其中所述方法包括以下步骤：对流经线圈的电流和/或施加在线圈上的电压进行采样和滤波，以用于产生线圈信号；并且在使用所述线圈信号的情况下求取至少一个代表着所述部件的颤动运动的运动参数。在可选的改变步骤中，通过所述运动参数与至少一个目标值的比较来改变用于产生颤动运动的抖动信号的至少一个信号参数，以用于使所述颤动运动与所述目标值相匹配。“线圈”能够是指用于产生磁场的、形成电感的电结构元件。“部件、比如阀件”能够是指用于直接地或者间接地将比如电磁阀打开或者关闭的部件。所述部件比如能够构造为棒形或者冲头形并且以能移动的方式布置在所述线圈的里面或上面。另外，所述部件比如能够与复位弹簧相耦合。在电磁阀的使用情况中，所述电磁阀比如能够是直接控制的、预控制的、强制控制的或者压力控制的液压的或者气动的阀。所述电磁阀也能够作为驱动磁体与液压部件的结构上的组合来构成。所述采样和滤波能够用两种方法来实施。在第一种方法中，用低通滤波器以大于抖动频率、典型地比最大出现的抖动频率大了1.5倍的极限频率对线圈信号（电流及电压测量或者电流测量以及所计算的电压信号）进行平滑处理并且此后对其进行采样。有利的是每个抖动周期用20到40个点进行PWM同步的采样，有利的是每个抖动周期30个点的数值。随后为了准备求取而对这个信号进行数字式滤波，以用于产生所述信号的导数。在这种情况下，有利的是相应于抖动频率的滤波角频率。在第二种方法中，每个PWM周期用至少7个采样点直接地并且PWM同步地对线圈信号进行采样。通过滑顺的平均值形成精确地在一个PWM周期的长度上进行滤波。随后，为了准备求取而对这个信号进行数字式滤波，以用于产生信号的导数。在这种情况下，又有利的是相应于抖动频率的滤波角频率。“运动参数”比如能够是指所述部件的在颤动运动中的速度或者位移。“抖动信号的信号参数”能够是抖动信号的幅度、频率或者信号形状。抖动信号能够比如通过脉宽调制来产生并且具有任意的周期性的信号形状。“目标值”比如能够是关于颤动运动的速度预先给定或者抖动信号的最大幅度。为了比如驱动电磁阀，在线圈上典型地施加具有3.125kHz的矩形的脉宽调制的电压信号，用所述电压信号来产生取决于时间的电流基础信号。也能够考虑处于500Hz与5kHz之间的PWM频率。通过对于电压信号的脉宽的调节，向基础信号加调制具有处于30Hz到250Hz的范围内的频率的周期性的抖动信号。也能够考虑将30Hz到250Hz的频率范围内的低频PWM直接用作抖动信号。这里所介绍的方案基于以下认识，即：为了无传感器地确定并且调节电磁阀、比如液压阀中的比如磁电枢的运动状态，能够对线圈电流和/或线圈电压进行采样并且将其换算为相应的运动参数、像比如速度或者位移。物理的模型方程式包含线圈上的电压和流经线圈的电流。这二者按照一种实施方式应该已知，以用于确定运动状态。能够对线圈上的电压进行采样或者能够从电池电压和脉宽调制的占空程度中计算线圈上的电压。借助于这样的方法，能够在不借助于额外的传感器的情况下检测磁电枢的颤动运动并且以合适的方法使其与目标预先给定相匹配。由此，在调节颤动运动时有利地考虑到当前的液压负载的影响或者老化效应、比如提高的摩擦。所述方法证实特别有利，如果所述部件的密封间隙中的沉积物阻碍了抖动运动。通过采样、求取及改变这些步骤，能够不断地如此对抖动参数进行调整，从而在不取决于阀的污染程度的情况下出现所期望的抖动运动。比如能够在采样步骤中，用取决于信号的PWM频率和/或PWM周期的采样率对电流和/或电压进行采样。在此，能够每个PWM周期对电流和/或电压至少采样七次。比如能够对电流进行采样并且从电池电压和脉宽调制信号的占空程度中计算电压。能够用低通滤波器对线圈信号进行滤波，所述低通滤波器的极限频率大于最大的出现的抖动频率。能够对线圈信号或者经过预滤波的线圈信号进行数字式低通滤波，其中滤波的极限频率处于抖动信号的数量级中，以用于产生线圈信号或者经过预滤波的线圈信号的时间导数。按照一种实施方式，取代对于电池电压U_batt的测量而PWM同步地从占空比和二极管电压中计算所施加的电压。按照另一种实施方式，能够在改变步骤中通过对PWM信号的占空程度进行调整这种方式来改变信号参数。由此能够特别有效地产生抖动信号。此外有利的是，在求取步骤中在使用至少一个模仿颤动运动的模型函数的情况下求取运动参数。“模型函数”能够是指基于比如通过经验获取的物理模型的函数方程式，所述函数方程式用于根据时间来描述运动参数。由此能够以高的精度和可靠性用较小的计算开销来求取运动参数。此外，能够在平均步骤中对线圈信号求平均，以用于产生经过平均的线圈信号。与此相对应，能够在求取步骤中在使用经过平均的线圈信号的情况下求取运动参数。比如所述经过平均的线圈信号能够代表着电流和/或电压平均值。由此，能够降低方法的误差偏向。按照另一种实施方式，能够在求取步骤中作为运动参数来求取速度或者作为补充方案或者替代方案求取部件的位移。由此，能够以小的计算开销和足够的精度来求取运动参数。能够在改变步骤中作为信号参数来改变抖动信号的幅度或者作为补充方案或者替代方案改变抖动信号的频率。由此能够精确地、有效地并且灵活地使抖动信号与目标值相匹配。这种方法比如能够以软件或者硬件方式或者以由软件和硬件构成的混合形式比如在控制器中来实施。此外，这里所介绍的方案提供一种装置，该装置构造用于在相应的机构中实施、操控或者实现这里所介绍的方法的一种变型方案的步骤。通过本专利技术的这种以装置的形式实现的实施变型方案，也能够快速而有效地解决本专利技术的任务。为此，所述装置能够具有至少一个用于对信号或者数据进行处理的计算单元、至少一个用于存储信号或数据的存储单元、至少一个相对于传感器或者执行器的用于从传感器中读入传感器信号或者用于将数据信号或者控制信号输出给所述执行器的接口和/或至少一个用于读入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 用于对能够借助于线圈（104）来运动的部件（102）进行操控的方法（300），其中所述方法（300）包括以下步骤：/n对流经所述线圈（104）的电流（126）和/或施加在所述线圈（104）上的电压（202）进行采样（310），以用于产生线圈信号（112）；并且/n在使用所述线圈信号（112）的情况下求取（320）至少一个代表着所述部件（102）的颤动运动的运动参数（116）。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170623 DE 102017210607.71.用于对能够借助于线圈（104）来运动的部件（102）进行操控的方法（300），其中所述方法（300）包括以下步骤：
对流经所述线圈（104）的电流（126）和/或施加在所述线圈（104）上的电压（202）进行采样（310），以用于产生线圈信号（112）；并且
在使用所述线圈信号（112）的情况下求取（320）至少一个代表着所述部件（102）的颤动运动的运动参数（116）。


2.根据权利要求1所述的方法（300），具有通过所述运动参数（116）与至少一个目标值（120）的比较来改变用于产生颤动运动的抖动目标信号（121）的至少一个信号参数的步骤（330），以用于使所述颤动运动与所述目标值（120）相匹配。


3.根据权利要求1或2所述的方法（300），其中在采样步骤（310）中用取决于所述抖动信号（121）的抖动频率和/或抖动周期的采样率来对所述电流（126）和/或电压（202）进行采样。


4.根据权利要求3所述的方法（300），其中在采样步骤（310）中每个抖动周期对所述电流（126）和/或电压（202）采样20到40次。


5.根据权利要求1或2所述的方法（300），其中在采样步骤（310）中用取决于所述信号（130）的PWM频率和/或PWM周期的采样率对所述电流（126）和/或电压（202）进行采样。


6.根据权利要求5所述的方法（300），其中在采样步骤（310）中每个PWM周期对所述电流（126）和/或电压（202）采样至少七次。


7.根据权利要求1或2所述的方法（300），其中对所述电流（126）进行采样并且从电池电压和脉宽调制信号的占空程度中计算所述电压（202）。


8.根据权利要求1或2所述的方法（300），其中用低通滤波器对线圈原信号（111）进行滤波，所述低通滤波器的极限频率大于最大的出现的抖动频率。


9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：T贝格尔，D赛勒图尔，M希尔施，C奥特，T毛克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE