[发明专利]用于确定电控制阀的状态的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定至少暂时和/或至少部分地利用随时间变化的控制信号控制的电装置的至少一个状态特征值的方法。本发明还涉及一种用于至少暂时和/或至少部分地确定利用随时间变化的控制信号控制的电装置的至少一个状态特征值的电控制装置。

背景技术

目前，在使用电流的情况下控制最不同种类的电装置。

如果电装置例如依据确定的测量值和/或在不同的时间点处于不同的状态，则可以在使用随时间变化的控制信号的条件下进行电装置的控制。于是，电装置通常根据施加的控制信号的类型而处于确定的状态。在此可能的是，在施加对于电装置的确定状态所需的或有意义的控制值和最终处于相应的状态之间存在一定的持续时间（所谓的时间延迟）。时间延迟的大小在此不仅会与电装置的类型和结构有关，而且特别地也与电装置状态的变化大小有关。

在电装置的这样的控制中的问题尤其在于，想要知道电装置什么时候（和必要时是否）处于所希望的状态。由此例如可以出现：例如基于技术缺陷或基于作用于电装置的所不希望地大的反作用力，电装置完全不能处于期望的状态。但是即使当电装置在确定的时间点最终处于期望的状态时，时间延迟可以是不同大小的。但是在许多应用中希望具有（或不超过）确定的、限定的延迟时间。

由此，仅利用随时间变化的控制信号控制电装置在许多情况下被证明是不够的。

一种获得关于电装置的当前状态的信息的可能性在于，设置特殊的测量传感器，这些测量传感器将电装置的当前状态报告给控制单元。但是该方法在许多情况下是有问题的，因为测量传感器通常意味着一部分极大的成本开销。此外，由于狭窄的安装空间情况，通常不能或仅极其麻烦地安装测量传感器。

在许多情况下另一种基本的可能性在于，用于控制电装置的随时间变化的控制信号本身被用于至少近似地采集电装置的状态（并且由此电装置本身在一定程度上作为“本征测量传感器”使用）。在此可以将测量装置（或其部件）在一定程度上从特别不希望的（例如特别狭窄的）区域转移到相对于安装空间不太苛刻的区域。部分地，在这样的方法中也可以使用已经存在的或本来就要设置的部件，这可以降低成本。

这样的电装置的多个示例之一是用于阀的电执行器，其例如用于电动机和泵，特别是用于内燃机、液压电动机、压缩机和液压泵，或用于在不同的液压系统或流体传导的系统中的转换任务。在这种技术装置中想要不仅控制借助执行器控制的阀的不同转换状态，而且尤其获得关于转换过程是否实际地进行的反馈以及优选还获得关于转换过程什么时候进行（特别是基本上完成）转换。在获知这样的参数的条件下可以使用更好的控制算法并且在干扰的情况下实施合适的措施。

已经提出了如下电执行器，其位置可以通过“本征”传感器来测量。

于是，例如由M.F.Rahman、N.C.Cheung和K.W.Lim在出版物“Position Estimation in Solenoid Actuators”，IEEE Transactions on Industry Applications，第32卷,No.3,1996年5/6月中提出了一种用于估计在线圈中的磁电枢的位置的方法。在此作者描述了，线圈的电感依据在其中可移动地布置的磁电枢的位置而改变并且首先增加。从确定的点起，电感又由于饱和再次下降。基于对所施加的电流的测量，作者由此推断出在线圈内的磁电枢的位置。然而在那里描述的方法中的问题是，根据作者给出的结论所提出的测量方法本身仅提供对于准静止的系统可用的结果。但对于许多技术系统没有给出可用的结果。

另一个建议例如在美国专利申请US2008/0143346A1中给出。在此基于在电磁执行器上施加的电流的斜率特性推断出执行器的位置。但在那里描述的方法基于对确定的初始位置的认识。基于这些位置，在一定程度上对位置改变进行“积分”。利用所提出的方法实际上不能获知例如以不再完全打开或闭合的阀为形式的干扰。此外，在那里描述的方法同样仅适用于准静止的系统。

由此，和原来一样仍需要用于确定通过随时间变化的控制信号控制的电装置的状态的改进的方法，特别是在电控制的执行器的位置方面改进的方法。以类似的方式，还需要用于执行器的改进的控制装置。

发明内容

因此，本发明的目的是，提出一种用于确定至少暂时和/或至少部分地利用随时间变化的控制信号控制的电装置的至少一个状态特征值的、相对于现有技术改进的方法。此外，本发明的目的在于，提出一种用于至少暂时和/或至少部分地确定利用随时间变化的控制信号控制的电装置的至少一个状态特征值的、相对于现有技术改进的电控制装置。