本發(fā)明涉及一種用于求取磁促動器的銜鐵行程的方法，所述磁促動器具有至少一個氣隙和一個銜鐵，并且此外涉及一種適合用于執(zhí)行這類方法的設(shè)備。

背景技術(shù)：

這類的促動器可以例如使用在柴油噴射閥或者說燃油噴射器中，在其中，促動器的銜鐵與噴射器的閥針機(jī)械式地耦合，并且，銜鐵行程確定噴射器的打開特性和關(guān)閉特性并且因此確定噴射量劑量。然而，銜鐵行程可以在運行期間改變，由此也可以改變總體的噴射系統(tǒng)的性能。例如，在銜鐵行程太小的情況下，發(fā)生噴射閥的無意地節(jié)流，反之，在銜鐵行程設(shè)置得太大的情況下，例如由于磨損現(xiàn)象，所謂的關(guān)閉震顫以加強(qiáng)的程度出現(xiàn)，這會顯著地?fù)p害閥功能。

從de102010063009a1已知一種方法，該方法使用于求取用于機(jī)動車內(nèi)燃機(jī)的、具有線圈驅(qū)動裝置的燃油噴射器的運動開始時間點。為此，該方法包括檢測經(jīng)過線圈驅(qū)動裝置的線圈的電流變化曲線的步驟、檢測施加在線圈上的電壓的電壓變化曲線的步驟、基于所檢測的電流變化曲線和所檢測的電壓變化曲線確定磁滯曲線的步驟、比較該磁滯曲線與預(yù)先給定的第一磁滯曲線(所述第一磁滯曲線對于固定在第一端部位置中的燃油噴射器是特征性的)的步驟和基于所述比較步驟求取運動開始時間點的步驟。然而，在該現(xiàn)有技術(shù)中，僅僅求取燃油噴射器的銜鐵的打開運動或者說關(guān)閉運動的開始和結(jié)束，對此，必須分別檢測兩條不同的磁滯曲線，以便由此求取描述所述打開運動或者說關(guān)閉運動的特征的額定偏差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

具有權(quán)利要求1的特征的方法具有這樣的優(yōu)點：可以以相對小的測量技術(shù)的和計算的花費求取磁促動器的銜鐵行程。為此，所述方法包括確定磁促動器的磁滯曲線的步驟、在磁滯曲線中選擇具有銜鐵從穩(wěn)定的第一端部位置過渡到穩(wěn)定的第二端部位置中的特征的曲線區(qū)段的步驟、根據(jù)所選擇的曲線區(qū)段的變化曲線確定磁促動器在銜鐵的穩(wěn)定的第二端部位置中的磁能量狀態(tài)的步驟、在所選擇的曲線區(qū)段的區(qū)間中產(chǎn)生一曲線區(qū)段的步驟(其中，所產(chǎn)生的曲線區(qū)段模擬具有固定在其第一端部位置中的銜鐵的磁促動器，以便確定磁促動器的與之相對應(yīng)的磁能量狀態(tài))和基于所選擇的曲線區(qū)段的和所產(chǎn)生的曲線區(qū)段的變化曲線比較磁促動器的兩種能量狀態(tài)以便基于此求取銜鐵行程的步驟。根據(jù)本發(fā)明的方法也有利地適合用于構(gòu)造為噴射器的磁促動器，以便持續(xù)地控制或者說監(jiān)控在這樣的噴射器中的銜鐵行程并且因此控制或者說監(jiān)控所屬的噴射系統(tǒng)的性能。

由在從屬權(quán)利要求中所舉出的措施得出本發(fā)明的另外的有利的拓展方案和構(gòu)型。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的和可特別簡單地實施的構(gòu)型，為了比較兩種能量狀態(tài)而產(chǎn)生其差異。

優(yōu)選，為了確定磁促動器的磁滯曲線，根據(jù)經(jīng)過磁促動器的線圈的電流i檢測磁通鏈(verkettetemagnetischefluss)ψ。磁通鏈與積分∫uinddt成比例并且可以通過測量在磁促動器的測量線圈中通過感應(yīng)引起的電壓和接著在時間上積分而在測量技術(shù)上相對簡單地確定。

借助于至少一個多項式進(jìn)行曲線區(qū)段的產(chǎn)生，其中，這樣選擇多項式的系數(shù)和次數(shù)，使得在磁滯曲線的由所選擇的曲線區(qū)段的區(qū)間邊界預(yù)先給定的連接部位上分別實現(xiàn)平滑的過渡。在此，平滑的過渡可理解為，產(chǎn)生曲線區(qū)段的函數(shù)在到所檢測的磁滯曲線的過渡部位或者說格點或者說邊緣點上具有連續(xù)的一階導(dǎo)數(shù)。由此，所產(chǎn)生的曲線區(qū)段可以沒有不連續(xù)性地匹配磁滯曲線的連接部位。

本發(fā)明的一種有利的拓展方案設(shè)置，至少一個多項式的外推區(qū)間被分解為至少兩個部分區(qū)間，其中，部分區(qū)間之間的節(jié)點的位置由所選擇的曲線區(qū)段的一點在坐標(biāo)軸上的投影確定，其中，所述點大約與銜鐵到達(dá)其穩(wěn)定的第二端部位置的事件相對應(yīng)。由此可能的是，在所述部分區(qū)間中設(shè)置不同的多項式。此外，對于與所選擇的曲線區(qū)段和所產(chǎn)生的曲線區(qū)段相對應(yīng)的各能量狀態(tài)的比較而言，符合目的的是，在所選擇的曲線區(qū)段中僅僅考慮這樣的區(qū)域，在所述區(qū)域中，銜鐵位于其靜止位置中，即位于其穩(wěn)定的第二端部位置中；所產(chǎn)生的曲線區(qū)域的相應(yīng)地所配屬的部分區(qū)間與該區(qū)域相對置，以便可以從曲線變化之間的所述比較或者說差異求取銜鐵行程。

根據(jù)本發(fā)明的一種符合目的的實施變型，至少一個多項式在由所選擇的曲線區(qū)段的區(qū)間邊界預(yù)先給定的外推區(qū)間中構(gòu)造為立方樣條函數(shù)。

本發(fā)明的一種特別簡單地待實現(xiàn)的實施變型設(shè)置，選擇一曲線區(qū)段，該曲線區(qū)段具有銜鐵從其穩(wěn)定的第一端部位置脫離到其穩(wěn)定的第二端部位置的特征。銜鐵的脫離運動可在磁促動器的磁滯回線中明確地顯著地發(fā)現(xiàn)并且可識別為與之反向的銜鐵收回運動，因為后者典型地進(jìn)入磁滯回線的磁飽和區(qū)域中并且由于在那里相當(dāng)平的曲線變化而僅僅相對弱地顯示出來。

根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的構(gòu)型在于，借助于至少一個多項式所產(chǎn)生的曲線區(qū)段的變化曲線在第一部分區(qū)間中具有恒定的斜率，該斜率借助于描述磁促動器的銜鐵行程特性并且由商數(shù)δi/ψ定義的物理特性量確定，其中，δi表示電流強(qiáng)度差，該電流強(qiáng)度差由在銜鐵從穩(wěn)定的第一端部位置脫離時經(jīng)過磁促動器的電流i’和在銜鐵固定在穩(wěn)定的第一端部位置中時經(jīng)過磁促動器的電流i”之間的差定義，而用ψ表示對應(yīng)于電流強(qiáng)度差δi的磁通鏈。該物理特性量一方面是在理論上可推導(dǎo)的并且另一方面在實驗上可獲得的輔助量，通過該輔助量可以求取在第一部分區(qū)間中的多項式的系數(shù)。兩個測量系列足夠用于獲得這些特性量或者說輔助量，所述測量系列對于各種磁促動器類型一次地執(zhí)行。

為了求取銜鐵行程，考慮至少一個氣隙的總橫截面積，其方式是，根據(jù)以下等式計算銜鐵行程δh：

其中，用δe表示與所選擇的曲線區(qū)段和所產(chǎn)生的曲線區(qū)段相對應(yīng)的能量狀態(tài)之間的磁能量差，用n表示磁促動器的線圈的匝數(shù)，用μ0表示真空的導(dǎo)磁率，用ψ表示磁通鏈和用a1和a2表示氣隙的橫截面積。

適合用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)備包括用于調(diào)控磁促動器的信號產(chǎn)生裝置和用于確定所調(diào)控的磁促動器的磁滯曲線的探測裝置以及計算和分析處理裝置，其中，分析處理裝置構(gòu)造用于在磁滯曲線中選擇具有銜鐵從穩(wěn)定的第一端部位置過渡到穩(wěn)定的第二端部位置中的特征的曲線區(qū)段、用于根據(jù)所選擇的曲線區(qū)段的變化曲線確定磁促動器在銜鐵的穩(wěn)定的第二端部位置中的磁能量狀態(tài)、用于在所選擇的曲線區(qū)段的區(qū)間中產(chǎn)生曲線區(qū)段(其中，所產(chǎn)生的曲線區(qū)段模擬具有固定在其第一端部位置中的銜鐵的磁促動器，以便確定磁促動器的與之相對應(yīng)的磁能量狀態(tài))和用于基于所選擇的曲線區(qū)段和所產(chǎn)生的曲線區(qū)段比較磁促動器的兩種能量狀態(tài)，以便基于此求取銜鐵行程。

附圖說明

在以下的說明中和在附圖中詳細(xì)地解釋本發(fā)明的實施例。后者以示意性地處理的視圖示出：

圖1磁回路或者說磁促動器的磁滯特性曲線的變化曲線，其中，在對稱地調(diào)控磁回路時根據(jù)電流i描繪磁通鏈ψ，

圖2圖1的特性曲線的部分，

圖3a對于三種不同大地確定大小的氣隙，兩種磁芯材料的根據(jù)電流i的ψ特性曲線的曲線圖，

圖3b兩種磁芯材料的特性曲線的曲線圖，其中，根據(jù)h描繪磁場b，

圖4針對以不同的材料實施變型構(gòu)造的磁促動器的物理特性量根據(jù)磁通鏈ψ的變化曲線，

圖5根據(jù)本發(fā)明的方法的重要方法步驟的流程圖，

圖6用于對稱地調(diào)控磁促動器的調(diào)控曲線圖，其中，根據(jù)時間t描繪電壓或者說電流，

圖7a用于單側(cè)地調(diào)控磁促動器的調(diào)控曲線圖，和

圖7b根據(jù)圖7a的調(diào)控曲線圖調(diào)控的磁促動器的磁滯特性曲線的變化。

具體實施方式

為了說明根據(jù)本發(fā)明的方法的原理，圖1示出作為磁滯回線10的磁回路的根據(jù)電流i的ψ特性曲線的變化曲線。在此，在橫坐標(biāo)上描繪經(jīng)過磁回路的勵磁線圈的電流i，而在縱坐標(biāo)上描繪磁通鏈ψ。磁通鏈ψ通過在磁回路的測量線圈中感應(yīng)的電壓uind在時間t上的積分、即通過積分確定?，F(xiàn)在，本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識：銜鐵相對于氣隙的運動和因此磁回路或者說促動器的與之相聯(lián)系的轉(zhuǎn)換過程在磁滯回線10的曲線變化上表現(xiàn)出來。這類的銜鐵運動的特征通過銜鐵相對于促動器的氣隙的脫離或者說收回描述。例如，促動器的轉(zhuǎn)換過程——所述轉(zhuǎn)換過程與銜鐵從氣隙的區(qū)域中脫離相應(yīng)地相關(guān)聯(lián)——在磁滯曲線10的曲線區(qū)段上表明，并且根據(jù)在曲線圖第一象限中上方的、返回的曲線分支13的變化曲線中的凹陷11可見；例如在ψ和i的函數(shù)值為負(fù)的情況下，促動器的與之相比方向相反的運動、即銜鐵向氣隙的方向的收回在曲線圖的第三象限中的、上方的、返回的曲線分支13的變化曲線中根據(jù)在飽和區(qū)域15’附近以小的斜率延伸的曲線段14表現(xiàn)出來。由于對稱原因，在磁滯回線10的下方的先行的曲線分支16的變化曲線中可見銜鐵脫離運動和銜鐵收回運動。氣隙由于銜鐵的脫離、即從促動器的氣隙離開的銜鐵運動——當(dāng)電流強(qiáng)度i從飽和區(qū)域15或者說15’開始減小直到達(dá)到或者低于用附圖標(biāo)記17標(biāo)記的電流閾值，進(jìn)行所述銜鐵脫離運動——而增大，其中，磁通鏈ψ改變。氣隙由于銜鐵的收回、即氣隙減小的銜鐵運動——當(dāng)電流強(qiáng)度或者其數(shù)值朝向飽和區(qū)域15或者說15’提高直到達(dá)到或者超過用附圖標(biāo)記19標(biāo)記的電流閾值，進(jìn)行所述銜鐵運動——而減小，其中，磁通鏈ψ也改變。因此，磁滯回線10分別示出兩種銜鐵脫離運動和兩種銜鐵收回運動，總共即四種轉(zhuǎn)換過程，所述轉(zhuǎn)換過程的特征由局部的ψ變化描述。

圖2示出在圖1的曲線圖的第一象限中的磁回路或者說磁促動器的磁滯曲線或者說ψ特性曲線10的上方的或者說返回的曲線分支13。在電流強(qiáng)度低于飽和15的情況下，曲線分支13具有曲線區(qū)段20，該曲線區(qū)段具有銜鐵從其在磁芯上的端部位置朝向遠(yuǎn)離磁芯的端部位置或者說靜止位置脫離的特征。如根據(jù)表征性的凹陷11可見，該曲線區(qū)段20從磁滯曲線10的點p2(i2，ψ2)直到向下延伸至ψ＝0處的i軸線，即直到與矯頑場強(qiáng)(koerzitivfeldstaerke)等效的坐標(biāo)點k，并且代表在銜鐵從氣隙中脫離的情況下磁回路的能量狀態(tài)e1，所述點p2標(biāo)記在電流i2和磁流ψ2處銜鐵的脫離運動的開始。在此，可以確定該能量狀態(tài)e1，其方式是，曲線區(qū)段20的變化曲線和ψ軸線之間的面積通過在限界曲線區(qū)段20的區(qū)間邊界之內(nèi)進(jìn)行積分來計算，如以下還詳細(xì)地解釋。

此外，在圖2中示出借助于近似所計算的或者說構(gòu)成的曲線區(qū)段22，該曲線區(qū)段從點p2通過點p1直到向下延伸至ψ＝0處的i軸并且取代凹陷11地針對如下假設(shè)情況模擬磁滯的局部曲線變化：銜鐵保持或者說固定在磁芯上、即在收回的端部位置中，從而銜鐵不可以從磁芯脫離；因此，該曲線區(qū)段22代表磁回路或者說磁促動器在銜鐵的收回的端部位置中的能量狀態(tài)e2。也可以確定這種能量狀態(tài)e2，其方式是，該外推的曲線區(qū)段22的變化曲線和ψ軸之間的面積通過在限界外推的曲線區(qū)段22的區(qū)間邊界之內(nèi)進(jìn)行積分來計算，如以下還詳細(xì)地解釋。因為氣隙的橫截面積不但在脫離的銜鐵位置中而且在收回的銜鐵位置中保持恒定，可以在考慮氣隙的橫截面積的情況下由兩種能量狀態(tài)的差e1-e2求取銜鐵行程。為了借助于外推法構(gòu)造區(qū)間邊界k和p2之間的曲線區(qū)段22，產(chǎn)生函數(shù)f，該函數(shù)由至少一個多項式構(gòu)成。在此，一個或多個多項式的系數(shù)和次數(shù)這樣選擇，使得在形成區(qū)間邊界的、到所檢測的磁滯曲線10的過渡部位上，即在點p2上和在ψ＝0的情況下在負(fù)的i軸上的點k上分別存在著平滑的過渡。在此，平滑的過渡可理解為，函數(shù)在到所檢測的磁滯曲線的過渡部位或者說格點或者說邊界點上具有連續(xù)的一階導(dǎo)數(shù)。根據(jù)一種優(yōu)選的實施例，所產(chǎn)生的曲線區(qū)段的近似區(qū)間[k，p2]被分解為兩個部分區(qū)間，其中，第一部分區(qū)間[k，p1]以在其中所產(chǎn)生的函數(shù)f1覆蓋從k至p1(i1，ψ1)的相對小的電流強(qiáng)度的區(qū)域，而第二部分區(qū)間[p1，p2]朝向較高的電流強(qiáng)度緊接第一部分區(qū)間并且以在其中所產(chǎn)生的函數(shù)f2從點p1(i1，ψ1)延伸至點p2(i2，ψ2)。兩個函數(shù)f1和f2為函數(shù)f的部分函數(shù)。兩個部分區(qū)間之間的節(jié)點p1的位置由所選擇的曲線區(qū)段20的分析得出，因為在所選擇的曲線區(qū)段20中，在電流值i1處所述點標(biāo)記銜鐵在脫離狀態(tài)下的靜止位置，因為銜鐵在p2處實施在那里開始的脫離運動，所述脫離運動被基于銜鐵顫動過程的振蕩27疊加；這種振蕩27在電流值i1處至少幾乎消退。因此，在所選擇的曲線區(qū)段20的曲線變化中的點——在該點處，振蕩27消退并且因此銜鐵到達(dá)其靜止位置中——在水平坐標(biāo)軸上的投影確定了節(jié)點p1在部分區(qū)間f1和f2之間的位置。

優(yōu)選，選擇一次多項式、即具有恒定斜率的直線段用于部分區(qū)間[k，p1]中的部分函數(shù)f1，因為在該區(qū)間范圍內(nèi)、即在相比于飽和區(qū)域相對小的電流情況下，描述磁促動器的銜鐵行程特性的、在該部分區(qū)間中作為用于外推法的物理輔助量使用的物理特性量akg良好近似地具有恒定的變化曲線，如此外在圖4中所示出的曲線圖說明的這樣，并且因此意味著對直線段的斜率δi/δψ的度量。

選擇一個多項式用于部分區(qū)間[p1，p2]內(nèi)的部分函數(shù)f2，這樣確定該多項式的次數(shù)和系數(shù)的大小，使得函數(shù)f2在部分區(qū)間邊界p1，p2上的相應(yīng)斜率與部分區(qū)間邊界處的斜率一致并且在其之間實現(xiàn)實際上連續(xù)的變化曲線。

因此，用于外推的曲線區(qū)段22的、近似的函數(shù)變化曲線分成部分函數(shù)f1和f2。由于兩個部分區(qū)間之間的節(jié)點p1上的和邊緣點p2上的平滑過渡，對于函數(shù)在部位i1上的一階導(dǎo)數(shù)適用：

在部位i2上適用：

在此，f為所檢測的磁滯曲線在電流強(qiáng)度i≥i2的情況下朝向飽和區(qū)域15去的曲線連接段24中的函數(shù)，其中，磁促動器的銜鐵還位于收回的位置中。此外，在上區(qū)間邊界p2(i2，ψ2)上和在下區(qū)間邊界k(ik，ψ＝0)上適用：

f2(i2)＝f(i2)等式(3)

f1(ik)＝f(ik)等式(4)

通過這四個等式計算或者說確定配屬于部分函數(shù)f1和f2的多項式的系數(shù)，以便將所產(chǎn)生的曲線區(qū)段22補(bǔ)入或者說匹配到所測量的磁滯曲線10的連接部位k和p2中。優(yōu)選，由部分函數(shù)f1和f2組成的函數(shù)f在兩個部分區(qū)間中構(gòu)造為立方樣條函數(shù)。

為了首先求取第一部分區(qū)間中的多項式的系數(shù)，在k和p1之間的第一部分區(qū)間中初始化一迭代過程，其中，在該多項式中使用由物理特性量akg預(yù)先給定的斜率并且接著一直改變該開始值，直到與第二部分區(qū)間中起作用的多項式共同作用地產(chǎn)生一在邊緣點k和p2中的偏差的最小化并且由此可在邊界點上不存在不連續(xù)的情況下實現(xiàn)產(chǎn)生的函數(shù)f在兩個部分區(qū)間上的連續(xù)變化曲線。

現(xiàn)在，為了求取能量差δe作為對銜鐵行程的度量，一方面對所選擇的曲線區(qū)段20的變化曲線在第一部分區(qū)間的邊界內(nèi)積分，并且另一方面對所產(chǎn)生的曲線區(qū)段22的變化曲線在第一部分區(qū)間的邊界內(nèi)積分，其中，相應(yīng)的積分通過微分dψ進(jìn)行。通過確定第一部分區(qū)間作為用于兩個積分的積分區(qū)域，在計算積分時不考慮所選擇的曲線區(qū)段20的第二部分區(qū)間中的、由于銜鐵顫動運動所引起的振蕩并且不會由此使計算錯誤。為了實施積分，在先前的步驟中不但對于所選擇的曲線區(qū)段20而且對于所產(chǎn)生的曲線區(qū)段22分別這樣執(zhí)行坐標(biāo)變換或者說坐標(biāo)移動，使得曲線區(qū)段20和22穿過坐標(biāo)零點。然后，實施兩種積分，以便計算兩種能量狀態(tài)，基于此產(chǎn)生兩種積分結(jié)果之間的差，所述差作為能量差δe意味著對銜鐵行程的度量。然后，為了求取銜鐵行程，附加地考慮磁促動器的氣隙橫截面。

一般地，根據(jù)以下等式計算銜鐵行程δh：

其中，用δe表示與所選擇的曲線區(qū)段20和所產(chǎn)生的曲線區(qū)段22相對應(yīng)的能量狀態(tài)e1和e2之間的磁能量差，用n表示磁促動器的線圈的匝數(shù)，用μ0表示導(dǎo)磁率，用ψ表示磁通鏈并且用a1和a2表示氣隙的橫截面積。真空的導(dǎo)磁率μ0通過1.26·10^-6vsa^-1m^-1定義。

以上等式的推導(dǎo)將示例性地根據(jù)磁促動器解釋，所述磁促動器構(gòu)造為罐磁體，所述磁促動器的氣隙具有兩個氣隙橫截面積a1和a2。根據(jù)以下等式得出磁能量密度：

e∝∫h·db等式(ii),

在此，用h表示磁場強(qiáng)度，而用b表示磁場。通過b＝μ0h和b＝ψ/(na)得出用于氣隙中的磁能量e的以下等式：

在此，h1和h2表示氣隙的根據(jù)銜鐵端部位置的不同高度。

如果銜鐵在其端部位置之間運動銜鐵行程δh，則得出以下等式：

因此，對于能量差，根據(jù)以下的等式得出：

不同地列出式子，由此得出以下的等式：

變換等式(vi)得出以上的等式(i)。

基于銜鐵行程的求取進(jìn)行積分，其方式是，對于所選擇的曲線區(qū)段20和所產(chǎn)生的曲線區(qū)段22分別計算第一部分區(qū)間中的積分∫i·dψ，其中，該積分從ψ＝0延伸至點p1中的ψ值。在此，被積函數(shù)i表示函數(shù)在第一部分區(qū)間中的電流變化曲線，而用dψ表示微分。

根據(jù)圖3a，3b和4說明物理的基本原理，根據(jù)本發(fā)明的方法基于該基本原理。

圖3a示出分別具有不同大地確定尺寸的氣隙d1，d2和d3的磁回路或者說磁促動器的兩種不同磁芯材料的特性曲線變化，其中，磁通鏈ψ作為通過磁回路的電流i的函數(shù)來描繪。根據(jù)劃成虛線的曲線示出第一磁芯材料，而根據(jù)實線的曲線示出第二磁芯材料。在此，d1>d2>d3適用于各磁回路中不同大地確定尺寸的氣隙。基于ψ特性曲線可見，各氣隙越大，則在磁回路中的電流i相同的情況下磁通鏈ψ越小。

圖3b示出一曲線圖，在該曲線圖中，針對圖3a的各磁回路的或者說磁促動器的兩種不同磁芯材料，根據(jù)磁場強(qiáng)度h描繪磁場b，其中，根據(jù)劃成虛線的曲線示出第一磁芯材料，而根據(jù)實線的曲線示出第二磁芯材料。然后，具有增加的h的第一磁芯材料具有比第二磁芯材料更低的b值和因此更小的能量密度。因此，從圖3a和圖3b可見，兩種磁芯材料的不同磁特性在能量上在所示出的兩條特性曲線中表現(xiàn)出來。

圖4示出在不同的實施變型中物理特性量akg根據(jù)用于構(gòu)造為具有銜鐵的磁閥的磁促動器的或者說磁回路的磁通鏈ψ的變化曲線，所述不同的實施變型包括兩種不同的磁芯材料和兩種由不同大的氣隙確定的銜鐵行程。在縱坐標(biāo)上以a·v^-1·s^-1為單位描繪物理特性量akg。在橫坐標(biāo)上以v·s為單位描繪磁通鏈ψ。根據(jù)兩條劃成虛線的曲線28，28’示出構(gòu)造有第一磁芯材料的磁促動器的akg特性曲線，而根據(jù)兩條劃成實線的曲線29，29’示出構(gòu)造有第二磁芯材料的磁促動器的akg特性曲線。兩條下方的特性曲線28，29與兩條上方的特性曲線28’，29’的區(qū)別在于，在兩條上方的特性曲線28’，29’中，在脫離的銜鐵位置中的氣隙比在兩條下方的特性曲線28，29中更大地確定尺寸。物理特性量akg由關(guān)系akg＝δi/ψ定義，其中，電流強(qiáng)度差δi由在銜鐵的從氣隙脫離的位置中經(jīng)過磁促動器的電流i’和在如下銜鐵位置中經(jīng)過磁促動器的電流i’’之間的差確定，在所述銜鐵位置中，銜鐵固定在氣隙中，因此δi＝i’-i’’適用于電流強(qiáng)度差。為了獲得單個的akg特性曲線，分別測量和記錄或者說存儲一方面具有可自由運動的銜鐵的磁促動器的磁滯回線和另一方面具有固定在氣隙中的銜鐵的磁促動器的磁滯回線，基于此在第一磁滯回線中選擇一曲線區(qū)域，典型地通過銜鐵從氣隙的脫離描述該曲線區(qū)域的特征，并且，由測量系列提取配屬于該曲線區(qū)域并且作為值對存儲的測量值w1(ψ(i),i’(i))i＝1…n,以便與來自所測量的第二磁滯回線的測量值w2(ψ(i),i’’(i))i＝1…n比較，其中，所述測量值w2(ψ(i),i’’(i))i＝1…n代表第二磁滯回線的這樣的曲線區(qū)域，所述曲線區(qū)域與第一磁滯回線的曲線區(qū)域位于相同的象限內(nèi)和在相等的ψ值上(i表示從1至n的連續(xù)的控制變量)；在比較時，這樣構(gòu)成差，使得對于每個ψ(i)，由兩個相互配屬的數(shù)值表w1和w2的值i’(i)和i’’(i)構(gòu)成相應(yīng)的差δii，從而對于i＝1…n求取值δii＝i’(i)-i’’(i)，所述值保存在數(shù)值表d(ψ(i)，δi(i))i＝1…n中，以便由此求取描述磁促動器的銜鐵行程特性的特征的物理特性量akg，所述特性量對于所有的i＝1…n作為特性曲線場akg(i)＝δi(i)/ψ(i)準(zhǔn)備著。從圖4中的四條akg特性曲線28，28’，29，29’的變化曲線可見，在磁芯材料不同的情況下銜鐵行程也由相同的特性量akg描繪。此外，在不同磁芯材料的磁流ψ不太高并且氣隙尺寸相同的情況下，特性量akg幾乎恒定地延伸，其中，在磁流ψ相對高的情況下才進(jìn)行特性量akg的逐漸地降低。

圖5示出具有根據(jù)本發(fā)明的方法100的重要方法步驟的流程圖。在第一步驟101中測量磁滯回線、即磁促動器的ψ特性曲線，其方式是，使電流經(jīng)過并且在此對所設(shè)置的每個電流值分別探測在測量線圈中感應(yīng)的電壓uind，以便根據(jù)積分∫uinddt確定配屬于分別設(shè)置的電流值的ψ值并且將在此總地求取的值對(i，ψ)保存在存儲場中。替代地，也可以由具有uind＝uerr-r·i的勵磁線圈產(chǎn)生感應(yīng)的電壓，其中，uerr表示勵磁電壓。在隨后的步驟102中，從這樣所檢測的磁滯回線選擇曲線區(qū)段，所述曲線區(qū)段具有銜鐵的過渡的特征，優(yōu)選具有銜鐵從氣隙的脫離運動的特征，其中，提取位于所選擇的曲線區(qū)段的區(qū)間中的值對(i，ψ)。在另外的步驟103中，根據(jù)所選擇的曲線區(qū)段的變化曲線計算磁促動器的磁能e1。在隨后的步驟104中，在所選擇的曲線區(qū)段的區(qū)間中產(chǎn)生一函數(shù)，該函數(shù)模擬在如下銜鐵位置中的磁促動器，在該銜鐵位置中，銜鐵在其第一輸出位置中保持固定，即優(yōu)選在磁芯上保持固定。為此，根據(jù)該優(yōu)選的實施例，在該區(qū)間中產(chǎn)生一個多項式、優(yōu)選立方樣條函數(shù)。在另外的步驟105中，根據(jù)所產(chǎn)生的函數(shù)的變化曲線計算磁促動器的磁能e2。在緊隨后的步驟106中，確定兩種能量狀態(tài)的差δe＝e1-e2，該差作為用于銜鐵行程的度量使用。最后，在步驟107中，借助于在先前的步驟106中所確定的能量差和磁促動器的氣隙的橫截面積求取銜鐵行程。

圖6示出具有用于借助于優(yōu)選構(gòu)造為電子控制單元的信號發(fā)生器對稱地調(diào)控磁促動器的電壓輪廓31和電流輪廓32的曲線圖30，其中，施加在磁促動器的線圈上的電壓u的和流經(jīng)線圈的電流i的信號幅度a作為時間t的函數(shù)示出。電壓示例性地構(gòu)造為具有正的信號高度+uecu和負(fù)的信號高度-uecu的矩形信號(ecu：電子控制單元)，而對于電流i形成斜坡狀的變化曲線?；陔娏餍逼略谡幕蛘哒f負(fù)的電壓信號期間幾乎指數(shù)級地升高及下降分別得出恒定電流區(qū)域32’，所述恒定電流區(qū)域使用于確定線圈電阻r，該線圈電阻在沒有測量線圈的情況下使用于uind的計算?，F(xiàn)在，為了確定構(gòu)造為噴射閥或者說噴射器的磁促動器的銜鐵行程，在此在不干擾噴射循環(huán)的情況下，在所配屬的內(nèi)燃機(jī)起動之前短時間，更確切地說在點火的接通和內(nèi)燃機(jī)的起動之間的時間段內(nèi)，根據(jù)在圖6中所示出的曲線圖進(jìn)行對這類磁促動器的調(diào)控。由此確保，在測量或者說檢測磁促動器的磁滯并且接著確定銜鐵行程期間，不可能出現(xiàn)無意的效果或者說測量技術(shù)的假象，其方式是，在測量階段期間不進(jìn)行燃油噴射并且噴射閥實際上是無壓的。因此，消除潛在地影響銜鐵運動的干擾因素。在診斷儀中，i(t)預(yù)給定也是可能的；在這種情況下，則從i(t)得出u(t)。

圖7a示出具有用于借助于優(yōu)選構(gòu)造為電子控制單元的信號發(fā)生器單側(cè)地調(diào)控磁促動器的電壓輪廓41和電流輪廓42的曲線圖30，其中，在縱坐標(biāo)上描繪電壓的和電流的信號幅度a，而在橫坐標(biāo)上示出時間t。這種調(diào)控與在圖6中所示出的調(diào)控的區(qū)別在于，僅設(shè)置具有信號高度+uecu的正的矩形脈沖用于電壓u，和僅設(shè)置正的電流斜坡用于電流i。磁促動器的線圈電阻r的確定在恒定電流區(qū)域42’中進(jìn)行。調(diào)控的這種變型的實施方式也適合用于在磁促動器構(gòu)造為噴射閥或者說噴射器的情況下確定銜鐵行程。在單側(cè)的調(diào)控中作為磁滯曲線檢測的、根據(jù)電流i的ψ特性曲線僅僅局限于第一象限并且在圖7b中示出。因為通過感應(yīng)的電壓uind在時間上的積分進(jìn)行ψ值的確定，在具有正的電壓信號和電流信號的單側(cè)調(diào)控中，該積分的積分常數(shù)不確定，從而不但對于先行的分支而且對于返回的分支，曲線經(jīng)過坐標(biāo)零點，然而實際上移動剩磁磁化值地切割縱坐標(biāo)軸。通過電流提高直到飽和區(qū)域15中來產(chǎn)生先行的分支16，其中，電流閾值位于飽和區(qū)域15之前，在該電流閾值情況下進(jìn)行銜鐵收回，而從飽和區(qū)域15出發(fā)的返回的分支由于電流的減小而出現(xiàn)，其中，在電流閾值位于飽和區(qū)域以下時進(jìn)行銜鐵脫離。對于所選擇的曲線區(qū)段計算外推的或者說構(gòu)成的曲線區(qū)段22。

為了執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法而確定的設(shè)備包括用于調(diào)控磁促動器的信號產(chǎn)生裝置和用于確定所調(diào)控的磁促動器的磁滯曲線10的探測裝置以及計算和分析處理裝置，其中，計算和分析處理裝置構(gòu)造用于，選擇磁滯曲線10中具有銜鐵從穩(wěn)定的第一端部位置到穩(wěn)定的第二端部位置中的過渡的特征的曲線區(qū)段20、根據(jù)所選擇的曲線區(qū)段20的變化曲線來確定磁促動器在銜鐵的穩(wěn)定的第二端部位置中的磁能量狀態(tài)、在所選擇的曲線區(qū)段20的區(qū)間中產(chǎn)生曲線區(qū)段22(其中，所產(chǎn)生的曲線區(qū)段22模擬具有固定在銜鐵第一端部位置中的銜鐵的磁促動器，以便確定磁促動器的與之相對應(yīng)的磁能量狀態(tài))和用于基于所選擇的曲線區(qū)段20和所產(chǎn)生的曲線區(qū)段22的變化曲線來比較磁促動器的兩種能量狀態(tài)，以便基于此求取銜鐵行程。符合目的地，探測裝置構(gòu)造為電流/電壓測量儀。優(yōu)選，計算和分析處理裝置具有帶有至少一個存儲器的處理器，在所述存儲器中，一方面存放根據(jù)本發(fā)明的方法作為計算機(jī)程序，并且另一方面緩存測量數(shù)據(jù)和所計算的數(shù)據(jù)。替代地，計算和分析處理裝置可以構(gòu)造為計算器。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.用于求取磁促動器的銜鐵行程的方法，所述磁促動器具有至少一個氣隙和銜鐵，所述方法具有以下的方法步驟：

-確定所述磁促動器的磁滯曲線(10)，

-在所述磁滯曲線(10)中選擇曲線區(qū)段(20)，所述曲線區(qū)段具有所述銜鐵從穩(wěn)定的第一端部位置過渡到穩(wěn)定的第二端部位置中的特征，

-根據(jù)所選擇的曲線區(qū)段(20)的變化曲線來確定所述磁促動器在所述銜鐵的穩(wěn)定的第二端部位置中的磁能量狀態(tài)，

-在所選擇的曲線區(qū)段(20)的區(qū)間產(chǎn)生一曲線區(qū)段(22)，其中，所產(chǎn)生的曲線區(qū)段(22)模擬具有固定在銜鐵第一端部位置中的銜鐵的磁促動器，以便確定所述磁促動器的與之相對應(yīng)的磁能量狀態(tài)，

-基于所選擇的曲線區(qū)段(20)的和所產(chǎn)生的曲線區(qū)段(22)的變化曲線來比較所述磁促動器的兩種能量狀態(tài)，以便基于此求取所述銜鐵行程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了比較兩種能量狀態(tài)而構(gòu)成兩種能量狀態(tài)的差。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于至少一個多項式進(jìn)行所述曲線區(qū)段(22)的產(chǎn)生，其中，這樣選擇所述多項式的系數(shù)和次數(shù)，使得在所述磁滯曲線(10)的由所選擇的曲線區(qū)段(20)的區(qū)間邊界預(yù)先給定的連接部位(k，p2)上分別實現(xiàn)平滑的過渡。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，用于所述至少一個多項式的區(qū)間被分解為至少兩個部分區(qū)間，其中，所述部分區(qū)間之間的節(jié)點(p1)的位置由所選擇的曲線區(qū)段(20)的一點在坐標(biāo)軸上的投影確定，其中，所述點大約與所述銜鐵到達(dá)其穩(wěn)定的第二端部位置的事件相對應(yīng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，借助于至少一個多項式所產(chǎn)生的曲線區(qū)段(22)的變化曲線在第一部分區(qū)間中具有恒定的斜率，該斜率借助于描述所述磁促動器的銜鐵行程特性并且由商數(shù)δi/ψ定義的物理特性量確定，其中，δi表示電流強(qiáng)度差，該電流強(qiáng)度差由在所述銜鐵從所述穩(wěn)定的第一端部位置脫離時經(jīng)過所述磁促動器的電流i’和在所述銜鐵固定在所述穩(wěn)定的第一端部位置中時經(jīng)過所述磁促動器的電流i”之間的差定義，而用ψ表示配屬于所述電流強(qiáng)度差δi的磁通鏈。

6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的方法，其特征在于，在由所選擇的曲線區(qū)段(20)的區(qū)間邊界預(yù)先給定的外推區(qū)間中，所述至少一個多項式構(gòu)造為立方樣條函數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的方法，其特征在于，確定各曲線區(qū)段(20，22)的能量狀態(tài)，其方式是，在第一部分區(qū)間的區(qū)間邊界之內(nèi)對相應(yīng)的曲線區(qū)域(20，22)的變化曲線執(zhí)行積分。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，為了確定所述磁促動器的磁滯曲線(10)，根據(jù)經(jīng)過所述磁促動器的線圈的電流i檢測磁通鏈ψ。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，選擇一曲線區(qū)段(20)，該曲線區(qū)段具有所述銜鐵從其穩(wěn)定的第一端部位置脫離到其穩(wěn)定的第二端部位置中的特征。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，為了求取所述銜鐵行程，考慮所述至少一個氣隙的總橫截面積，其方式是，根據(jù)以下等式計算所述銜鐵行程δh：

其中，用δe表示與所選擇的曲線區(qū)段(20)和所產(chǎn)生的曲線區(qū)段(22)相對應(yīng)的能量狀態(tài)之間的磁能量差，用n表示所述磁促動器的線圈的匝數(shù)，用μ0表示真空的導(dǎo)磁率，用ψ表示磁通鏈并且用a1和a2表示氣隙的橫截面積。

11.用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法的設(shè)備，其包括用于調(diào)控所述磁促動器的信號產(chǎn)生裝置和用于確定被調(diào)控的磁促動器的磁滯曲線(10)的探測裝置以及計算和分析處理裝置，其中，所述分析處理裝置構(gòu)造用于在所述磁滯曲線(10)中選擇具有所述銜鐵從穩(wěn)定的第一端部位置過渡到穩(wěn)定的第二端部位置中的特征的曲線區(qū)段(20)、用于根據(jù)所選擇的曲線區(qū)段(20)的變化曲線來確定所述磁促動器在所述銜鐵的穩(wěn)定的第二端部位置中的磁能量狀態(tài)、用于在所選擇的曲線區(qū)段(20)的區(qū)間中產(chǎn)生曲線區(qū)段(22)，其中，所產(chǎn)生的曲線區(qū)段(22)模擬具有固定在銜鐵第一端部位置中的銜鐵的磁促動器，以便確定所述磁促動器的與之相對應(yīng)的磁能量狀態(tài)，并且所述分析處理裝置構(gòu)造用于基于所選擇的曲線區(qū)段(20)的和所產(chǎn)生的曲線區(qū)段(22)的變化曲線來比較所述磁促動器的兩種能量狀態(tài)，以便基于此求取所述銜鐵行程。