用于触发电磁阀的方法以及评估和控制单元
阅读说明：本技术 用于触发电磁阀的方法以及评估和控制单元 (Method for triggering a solenoid valve and evaluation and control unit ) 是由 A·莱希勒 G·施托克迈尔 于 2020-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于触发电磁阀的方法,该电磁阀包括具有电线圈的磁体组件和具有关闭元件的可移动地被支承的磁体衔铁,磁体衔铁通过磁体组件的触发来克服回位弹簧的力沿运动方向移动,其中关闭元件在电磁阀的关闭状态下密封地贴靠在阀座中,并且在电磁阀的打开状态下从阀座上抬起并调节电磁阀的有效打开横截面,其中检测影响衔铁运动或受衔铁运动影响的至少一个输入变量,其中基于所检测的至少一个输入变量估计衔铁行程,并且计算出用于影响衔铁运动的至少一个电磁阻尼变量并将其输出给磁体组件,其中使用至少一个特征曲线族或至少一个数学函数,以估计衔铁行程并计算至少一个电磁阻尼变量。(The invention relates to a method for triggering a solenoid valve comprising a magnet assembly having an electrical coil and a movably supported magnet armature having a closing element, which is moved in a direction of movement against the force of a return spring by triggering of the magnet assembly, wherein the closing element rests sealingly in the valve seat in the closed state of the solenoid valve and, in the open state of the solenoid valve, lifts off the valve seat and adjusts the effective opening cross section of the solenoid valve, wherein at least one input variable influencing or being influenced by the armature movement is detected, wherein the armature stroke is estimated on the basis of the detected at least one input variable, and at least one electromagnetic damping variable for influencing the armature movement is calculated and output to the magnet assembly, wherein at least one characteristic map or at least one mathematical function is used to estimate the armature travel and to calculate at least one electromagnetic damping variable.)
技术领域
本发明涉及一种用于触发电磁阀的方法以及一种用于执行该方法的评估和控制单元。
背景技术
对于常规的车辆制动系统，为了实现不同的安全功能通常使用常闭电磁阀作为切换阀。在这种电磁阀打开或关闭时会产生开关噪声。产生噪声的原因在于，在阀门打开时，电磁阀的衔铁会以较高的速度撞击到阀门的极芯(止挡)。在关闭时，衔铁会以关闭元件撞击阀座。这会在衔铁处产生较大的减速度，从而在阀门中产生较大的与时间有关的脉冲力。这会导致开关噪声以及阀座或阀门关闭元件的磨损。原则上，该事实情况也适用于实现ABS或ESP安全功能的其他切换阀。
从后续公开的DE 10 2018 221 930 A1中例如已知一种用于触发电磁阀的方法和装置。电磁阀包括关闭体和静止位置，其中该关闭体可以沿运动方向从静止位置移开。该方法包括以下步骤：
a)预设关闭体的目标位置，b)接收至少一个受关闭体实际位置影响的输入变量，c)从至少一个输入变量中确定估计的实际位置，d)从目标位置和实际位置之差确定控制偏差，e)通过使用受控变量生成用于触发电磁阀的触发电压，f)输出用于触发电磁阀的触发电压。
发明内容
所提出的具有根据本发明的特征的用于触发电磁阀的方法的优点在于，可以减小关闭元件或衔铁的冲击速度。由此减少了开关噪声以及在阀座中和衔铁处的磨损。另外，可以通过所提出的方法可变地设置切换阀的打开周期和关闭周期。这意味着切换阀可以缓慢或快速地切换。
在电磁阀切换时，通过衔铁运动或衔铁速度会在磁路中感应出电压(这也被称为衔铁反作用)，并叠加在触发电压上。该效应会使得电流突降，这在切换期间使所产生的磁力减小。该效应类似于与速度有关的阻尼力，其反向于运动方向作用在衔铁上。本发明申请的思想在于，将该效应实现为具有可调增益的“电磁阻尼”，并将其实现为在评估和控制单元中用于触发电磁阀的方法，从而影响衔铁运动或衔铁速度。电磁阻尼的效力可以进行可变地调节。另外，用于触发电磁阀的方法可以用于切换阀和调节阀。
在调节阀的情况下，往复振荡可以以有利的方式被衰减。此外，在位置受控的调节阀中，可以通过可调节的阻尼更好地控制所期望的位置，从而由此将提高或才可能实现位置控制回路的稳定性。在切换阀的情况下，当打开和关闭电磁阀时，关闭元件或衔铁在止挡处的冲击速度可以有利地通过可调节的阻尼来减小。由此可以减少开关噪声和阀门磨损。可变调节的阻尼的大小可以被选择为使得在产生对关闭元件具有去稳定作用的液压力的流体穿流下，切换阀可以作为“准调节阀”运行。这意味着通过可调节的阻尼允许可变地选择切换阀的打开周期或关闭周期。
另外，在根据本发明的用于触发电磁阀的方法的实施方式中，在切换阀的情况下不需要衔铁位置控制。切换阀不必具有任何稳定的工作点。这意味着除了其他物理变量之外还取决于衔铁行程的作用在衔铁上的力(例如磁力、液压力和弹簧力)不必具有力平衡稳定的工作点。切换阀可以通过可调阻尼非常缓慢和非常快速地打开和关闭。在“准调节阀”的运行模式下，不可以在较长的时间上以恒定的行程保持部分行程位置。
此外，根据本发明的用于触发电磁阀的方法的实施方式可与后续公开的DE 102018 221 930 A1的衔铁位置控制相结合。由此切换阀可以作为调节阀运行。通过电磁可调的衔铁阻尼提高了衔铁位置控制回路的稳定性。这特别是适用于较高的流体温度，因为在这种情况下关闭元件或衔铁的液压粘性阻尼减小。通过所提出的用于触发电磁阀的方法的电磁阻尼，后续公开的DE 10 2018 221 930 A1的位置受控的电磁阀可以具有充分的阻尼。在“调节阀”的运行模式下，可以在较长的时间上以恒定的行程保持部分行程位置。
本发明的实施方式提供了一种用于触发电磁阀的方法，该电磁阀包括具有电线圈的磁体组件和具有关闭元件的可移动地被支承的磁体衔铁，该磁体衔铁通过磁体组件的触发来克服回位弹簧的力沿着运动方向移动。另外，关闭元件在电磁阀的关闭状态下密封地贴靠在阀座中，并且在电磁阀的打开状态下从阀座上抬起并设定电磁阀的有效打开横截面。在此，检测影响衔铁运动或受衔铁运动影响的至少一个输入变量。基于所检测的至少一个输入变量估计衔铁行程，并且计算用于影响衔铁运动的至少一个电磁阻尼变量并将其输出给磁体组件。为了估计衔铁行程并计算至少一个电磁阻尼变量，使用至少一个特征曲线族或至少一个数学函数。
此外提出了一种评估和控制单元，其被设置为执行这种用于触发电磁阀的方法。
在此，评估和控制单元可以被理解为处理或评估所检测的传感器信号的电气设备，例如控制器，特别是制动控制器。评估和控制单元可以具有可基于硬件和/或软件构造的至少一个接口。在基于硬件的构造方式中，接口例如可以是所谓的ASIC系统的包含评估和控制单元的各种功能的部分。而还可行的是，接口是单独的集成电路或者至少部分地由分立元件组成。在基于软件的构造方式中，接口可以是例如与其他软件模块并存于微控制器上的软件模块。还有利的是具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码可以存储在诸如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器的机器可读的载体上，并且特别是当该程序由评估和控制单元运行时，该程序代码用于执行用于触发电磁阀的方法。
通过下文中列出的措施和改进方案可以有利地改进以上说明的用于触发电磁阀的方法。
特别有利的是，至少一个输入变量可以是线圈电流或触发电压或线圈的欧姆电阻。
在该方法的另一有利的设计方案中，至少一个特征曲线族可以是将磁链描述为衔铁行程和线圈电流的函数的磁链特征曲线族，或者是从磁链的对衔铁行程的偏导数中得出的运动电感特征曲线族，或者是从磁链的对线圈电流的偏导数中得出的电流电感特征曲线族。例如可以根据输入变量线圈电流、触发电压和线圈的欧姆电阻以及磁路的特征场来确定衔铁行程，例如如在后续公开的DE 10 2018 221 930 A1中所述。衔铁速度例如可以通过衔铁行程的时间导数来计算。另外，电磁阻尼变量可以被计算为阻尼电压，其叠加在电磁阀的触发电压上并且降低或衰减衔铁速度。
在该方法的另一有利的设计方案中，可以由第一传递函数与衔铁速度的乘积计算第一阻尼电压，其中根据从第一运动电感特征曲线族和第一增益系数通过乘法得到的值来计算第一传递函数，通过该第一增益系数可以调节阻尼作用。为了计算电磁阻尼变量，可以使用特征曲线族来描述衔铁反作用的动态特性。为此，例如可以使用上面提到的运动电感特征曲线族，其可以存储在评估和控制单元中。该特征曲线族取决于衔铁行程和线圈电流，并且呈现了磁链的衔铁行程梯度。根据电流和衔铁行程得出运动电感的值。该值乘以衔铁速度和可调节的第一增益系数以得出将从触发电压中减去的第一阻尼电压。第一阻尼电压与通过运动电感所感应的电压成比例。通过第一增益系数的大小可以设置第一阻尼电压的大小或电磁阻尼作用的大小。对于较小的衔铁行程，第一运动电感的值较小，并且随着衔铁行程的增大而增大。由此，在预设的衔铁速度下，对于更大的衔铁行程，将实现更大的第二阻尼电压，从而与较小的行程相比将实现更大的阻尼作用。作为输入变量使用衔铁行程和线圈电流。这些输入变量必须被测量或计算。衔铁速度由衔铁行程的时间导数获得。例如从后续公开的DE 10 2018 221 930 A1中已知一种方法，利用该方法可以从测量变量触发电压、线圈电流和线圈的欧姆电阻以及磁路的特征场中确定衔铁行程。作为运动电感特征曲线族的替代，也可以使用其他特征曲线族。
在该方法的另一有利的设计方案中，第二阻尼电压可以由第二传递函数与衔铁速度的乘积来计算，其中根据从相应的第二运动电感特征曲线族和第二增益系数通过乘法得到的值来计算第二传递函数，通过该第二增益系数可以调节阻尼作用。在衔铁行程较小时，第二运动电感的值较大，并且随着衔铁行程的增大而减小。由此，在预设的衔铁速度下，对于较小的衔铁行程，将实现更大的第二阻尼电压，从而与较大的行程相比将实现更大的阻尼作用。对于第一阻尼电压来说反之亦然，其通过第一运动电感和衔铁速度的值在较大的衔铁行程下比在较小的衔铁行程下产生更大的阻尼作用。通过第一阻尼电压和第二阻尼电压的组合，可以通过相应增益系数的适当选择使共同的阻尼作用更好地适配于衔铁行程。
在该方法的另一有利的设计方案中，第三阻尼电压可以由第三传递函数与第三增益系数的乘积来计算，通过该第三增益系数可以调节阻尼作用，其中第三传递函数是磁体组件的磁路的逆传递函数。第三传递函数可以将电流电感和衔铁加速度的第一乘积与线圈的欧姆电阻和衔铁速度的第二乘积相加，其中电流电感可以从对应的特征曲线族中获取，并且衔铁加速度可以由衔铁速度的时间导数来计算。由此可以避免在衔铁处由磁路引起的延迟的阻尼作用。主要优点在于，衔铁处的阻尼作用不再具有时间延迟，而是阻尼可立即起作用，因为由磁路的传递函数引起的磁路的时间延迟将由所实现的第三传递函数补偿。由此，与所指明的其他触发方式相比，阻尼作用得到了改善。为了实现触发将检测、测量或计算衔铁行程、衔铁速度、衔铁加速度和衔铁电流。此外，第三增益系数可以取决于衔铁行程和线圈电流。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的说明中得以详细解释。在附图中，相同的附图标记表示执行相同或相似功能的部件或元件。
图1示出了常闭电磁阀的一个实施例的示意性截面图，其通过根据本发明的用于触发电磁阀的方法被触发。
图2示出了具有分析和控制单元以及图1中的电磁阀的组件的示意性电路图。
图3示出了根据本发明用于触发电磁阀的方法的一个实施例的示意性流程图。
图4示出了图2中的组件的作用链的示意性框图，其具有电磁阻尼的第一实施例。
图5示出了图2中的组件的作用链的示意性框图，其具有电磁阻尼的第二实施例。
图6示出了图2中的组件的作用链的示意性框图，其具有电磁阻尼的第三实施例。
图7示出了图1中的电磁阀的磁链的示意性特征曲线族，其为工作气隙和线圈电流的函数。
图8示出了图1中的电磁阀的磁链的示意性特征曲线族，其为衔铁行程和线圈电流的函数。
图9示出了运动电感的示意性第一特征曲线族，其由图8的磁链的特征曲线族导出。
图10示出了运动电感的示意性第二特征曲线族，其由图7的磁链的特征曲线族导出。
图11示出了在没有电磁阻尼的情况下触发图1中的电磁阀时触发电压、衔铁行程、衔铁速度和线圈电流随时间的特征曲线图。
图12示出了在有电磁阻尼的情况下触发图1中的电磁阀时触发电压、衔铁行程、衔铁速度和线圈电流随时间的特征曲线图。
具体实施方式
如由图1可见，电磁阀1的所示实施例包括具有电线圈4的磁体组件3和具有关闭元件6.1的可移动地被支承的磁体衔铁6，该磁体衔铁6通过磁体组件3的触发来克服回位弹簧8的力沿着运动方向移动。在所示的电磁阀1的关闭状态下，关闭元件6.1密封地贴靠在阀座7.1中。在未示出的电磁阀1的打开状态中，关闭元件6.1从阀座1上抬起并且设定电磁阀1的有效的打开横截面WQ。
从图1还可以看出，所示的电磁阀1相当于常闭的2/2电磁阀，其中球锥座处于关闭的衔铁位置。从图2还可以看出，电压uE作用在磁体组件3上，从而线圈电流J在电线圈4中流动，由此在铁回路中以及在工作气隙ALS中建立磁通Ψ。从图1还可以看出，由此在工作气隙ALS中磁力Fm(x,J)克服回位弹簧8的弹簧力Ff(x)作用在磁体衔铁6上。由此打开电磁阀1。这意味着关闭元件6.1从阀座7.1上抬起，并且在球锥座处释放出有效打开横截面WQ。在此，磁力Fm(x,J)取决于衔铁行程x或工作气隙ALS和线圈电流J。弹簧力Ff(x)取决于衔铁行程x。如果在打开过程中沿箭头方向在电磁阀1中流过体积流量q，则液压力Fh(x,p12)沿关闭方向作用在磁体衔铁6上。液压力Fh(x,p12)取决于衔铁行程x和压差p12，该压差为电磁阀1的流入侧的第一压力p1和电磁阀1的流出侧的第二压力p2之差。在衔铁运动期间作用有阻尼力Fd(v)，其取决于衔铁速度v。由于该阻尼力Fd(v)始终与衔铁速度方向反向作用，因此使磁体衔铁6制动。这意味着阻尼力Fd(v)在电磁阀1打开时向下(Fd+)作用，而在电磁阀1关闭时向上(Fd-)作用。当电磁阀1打开时，衔铁速度v增大并以最大冲击速度撞到止挡上，在此撞到磁极铁心2上。由于较大的衔铁减速度，较大的、与时间有关的脉冲力作用在止挡或磁极铁心2上。这些力会在磁极铁心2或磁体衔铁6处产生噪声和磨损。类似地，当电磁阀1关闭时，由于关闭元件6.1在阀座7.1中的冲击会在阀座7.1中产生噪声和磨损。
从图2还可以看出，电线圈4包括欧姆电阻R和取决于衔铁行程x或工作气隙ALS的电感L(x,J)。等式(1)和(2)示出了所示组件的电压平衡。
uE(t)＝uind+uR (1)
等式(1)和(2)表明，线圈电流J由随时间变化的预设输入电压uE(t)决定，该输入电压等于欧姆电阻R两端的电压降uR与电感L(x,J)两端的感应电压uind之和，该电感等于磁链Ψ(x,J)的时间变化。等式3示出了磁链ψ(x,J)的时间变化。
磁链Ψ(x,J)的时间变化由瞬时电流梯度和电流电感的乘积与衔铁速度v和运动电感的乘积的总和决定。电流电感和运动电感为衔铁行程x或工作气隙ALS和线圈电流J的函数。
从图3还可以看出，在根据本发明的用于触发电磁阀1的方法100的所示实施例中，在步骤S100中检测至少一个影响衔铁运动AB或受衔铁运动AB影响的输入变量。基于所检测的至少一个输入变量，在步骤S110中估计衔铁行程x，并且在步骤S120中计算至少一个影响衔铁运动AB的电磁阻尼变量。在步骤S130中将电磁阻尼变量输出给磁体组件3。在此，为了估计衔铁行程x并且为了计算至少一个电磁阻尼变量将使用至少一个特征曲线族或至少一个数学函数。
如从图4至图6可见，虚线框描述了磁路动力学MKD作为线圈电流J的动态特性，其取决于施加到线圈4上的输入电压uE和衔铁行程x。磁路动力学MKD可从图2磁路的电路中通过等式(2)和(3)的拉普拉斯变换导出。第一个方框将磁路的传递特性描述为传递函数GM(s)，其在此相应于PT1特性。等式(4)示出了传递函数GM(s)。
其中时间常数τ＝ΨJ/R。
磁路的传递函数GM(s)的输出变量为线圈电流J。在另一表示衔铁运动AB的方框中，根据作为输入变量的所输入的线圈电流J生成作为输出变量的衔铁行程x。对于可调节的有效横截面WQ，在相应的方框中输入衔铁行程x和在电磁阀1上施加在电磁阀1的流入侧和流出侧之间的压差p12作为输入变量。压差p12和衔铁行程x产生通过球锥阀座的体积流量q。衔铁速度v通过运动电感Ψx的反作用会产生感应电动势uiB，其将从预设的输入电压uE(t)中减去。此过程在此称为锚定反应。所得到的磁路电压um为磁路传递函数GM(s)的输入变量。通过磁路动力学MKD的第二个方框根据等式(5)将感应电动势压uiB确定为衔铁反作用的传递函数GAB(s)。在此，衔铁速度v或随时间变化的衔铁冲行程x作为输入变量输入到衔铁反作用的传递函数GAB(s)中。
GAB(s)＝Ψx*s (4)
根据等式(5)计算感应电动势uiB。
uiB(s)＝GAB(s)*x(s) (5)
在图4至图6中还可看出，在所示的实施例中，以点划线示出的评估和控制单元10A、10B、10C分别产生影响衔铁运动AB的阻尼作用或电磁阻尼变量。评估和控制单元10A、10B、10C例如可以被实施为触发电磁阀1的ASIC(专用集成电路)。从图4至图6还可以看出，在所示实施例中，电磁阻尼变量被计算为阻尼电压ud1、ud2、ud3，其叠加在电磁阀的触发电压U上并且使衔铁运动AB或衔铁速度v衰减。为了计算阻尼变量，在所示的实施例中使用描述衔铁反作用的动态特性的特征曲线族。由此，图7例如示出了作为图1所示电磁阀1的工作气隙ALS和线圈电流J的函数的磁链Ψ(ALS,J)的特征曲线族。图8例如示出了作为图1所示电磁阀1的衔铁行程x和线圈电流J的函数的磁链Ψ(x,J)。由图7和图8所示的磁链Ψ(x,J)的特征曲线族可以确定电流电感和运动电感电流电感由磁链Ψ(x,J)对线圈电流J的偏导数得出，并且运动电感由链式通量Ψ(x,J)对衔铁行程(x)的偏导数得出。图9示例性地示出了运动电感Ψx(x,J)的第一特征曲线族，其由图8中所示的磁链Ψ(x,J)的特征曲线族计算得出。图10示例性地示出了运动电感Ψx(xmax-x,J)的第二特征曲线族，其同样由图8中所示的磁链Ψ(x,J)的特征曲线族计算得出。
从图4还可以看出，在所示的评估和控制单元10A中第一个方框代表用于产生“电磁阻尼”的第一传递函数G1(s)。在此，第一传递函数G1(s)由等式(7)决定。
G1(s)＝k1*Ψx(x,J) (7)
为了利用第一传递函数G1(s)计算“电磁阻尼”，将测量随时间变化的线圈电流J(t)，并且由其他物理测量变量确定随时间变化的衔铁行程x(t)。为此例如可以使用在后续公开的DE 10 2018 221 930 A1中公开的方法，其可由测量变量触发电压U、线圈电流J和欧姆电阻R以及磁路的特征场确定衔铁行程x。衔铁速度v通过随时间变化的衔铁行程x的微分dx/dt来计算。在拉普拉斯变换的传递函数中，微分是指衔铁行程x与变量s的乘积。然后将计算出的衔铁速度v乘以第一增益系数k1并乘以运动电感Ψx(x,J)。然后利用等式(8)计算第一阻尼电压ud1。
ud1(s)＝G1(s)*s*x(s)＝G1(s)*v(s) (8)
由此，由第一传递函数G1(s)与衔铁速度v的乘积计算出第一阻尼电压ud1。如由等式(7)和(8)可见，通过将所计算的衔铁速度v与从图9所示的相应第一运动电感特征曲线族Ψx(x,J)中得到的值和可用于调节阻尼作用的第一增益系数k1相乘来计算第一阻尼电压ud1。
然后从预设的触发电压U中减去计算出的第一阻尼电压ud1。这意味着评估和控制单元10A通过所实现的第一传递函数G1(s)来应用磁路通过运动电感Ψx的衔铁反作用的相似原理。通过第一系数k1可以调节衔铁反作用的大小。可调节的衔铁反作用具有与液压阻尼力相似的作用，该液压阻尼力与衔铁运动AB或衔铁速度v反向作用，并且随着衔铁速度v的增大而增大。叠加在预设的触发电压U上的第一阻尼电压ud1随着衔铁速度v的增大而增大。由此，当磁体衔铁6以正向衔铁速度v打开时，预设的触发电压U的减小量为第一阻尼电压ud1，从而线圈电流J也减小。由此，与没有第一阻尼电压ud1的触发方式相比，在正在打开的磁体衔铁6上作用有更小的磁力Fm。这一事实可通过如下方式解释：在打开过程中，在衔铁上作用有由线圈电流J产生的打开磁力，该线圈电流又由预设的触发电压U产生。同时，第一阻尼电压ud1引起负电流，其产生的磁力使衔铁6制动。出于此原因，所示的触发被称为电磁阻尼。然而，电磁阻尼对磁体衔铁6的作用根据电磁阀1的磁路的传递函数GM(s)通过磁路的传递特性被延迟，该传递特性由PT1特性描述。当磁体衔铁6以负向衔铁速度v关闭时，由第一阻尼电压ud1产生的磁力与回位弹簧8的弹力Ff反向作用，并且使衔铁运动或负向衔铁速度v衰减。
下面参考图11和图12说明图1所示的电磁阀1在没有或具有电磁阻尼的情况下的运行特性。在此，图11示出了在没有电磁阻尼的电磁阀1的常规触发下在时间t上的预设触发电压U、衔铁行程x、衔铁速度v和线圈电流J，并且图12示出了在有电磁阻尼的电磁阀1的根据本发明的触发下在时间t上的预设触发电压U、衔铁行程x、衔铁速度v和线圈电流J。如由图11可见，磁体衔铁6在例如约1.5ms的第一时间段Δt1内打开电磁阀1，并且在例如约1.1ms的第二时间段Δt2内关闭电磁阀1。从图11中还可看出，磁体衔铁6在打开时以例如1.1m/s的第一冲击速度vm1撞击止挡或极芯2。在关闭时，与磁体衔铁6连接的关闭元件6.1以例如1.2m/s的第二冲击速度vm2撞击阀座。从图11中还可以看出，在电磁阀1打开期间，由运动电感Ψx(x,J)结合衔铁速度v一起产生的衔铁反作用会使得电流骤降JEB。在电磁阀1关闭期间，衔铁反作用会使得电流上升JAN。
从图12中还可以看出，预设的触发电压U相应于图11中的触发电压U。从预设的电压U中减去第一阻尼电压ud1。用于磁体衔铁6的“电磁阻尼”的第一阻尼电压ud1由图4中的分析和控制单元10A产生。施加在磁体组件3上的输入电压uE由触发电压U和第一阻尼电压ud1之差得出。从图12中还可以看出，在电磁阀1打开时输入电压uE明显小于预设的触发电压U。与图11中的常规触发相比，这使得在更长的时间段内有更大的电流骤降JEBD。这意味着，例如约10ms的打开时间Δt1D与图11中常规触发的打开时间Δt1相比要长得多。此外，与常规触发的第一冲击速度vm1相比，所得到的磁体衔铁6对止挡或磁极铁心2的第一冲击速度vm1D明显更低，例如为0.2m/s。当电磁阀1关闭时，与图11中的常规触发相比，线圈电流J在更长的时间段内具有更大的电流上升JAND。由此，与图11中的常规触发相比，关闭时间Δt1将增大到约9.8ms，并且与磁体衔铁6连接的关闭元件6.1的冲击速度vm2D例如将显著减小到0.1m/s。
通过电磁阻尼可以在电磁阀1打开和关闭时显著减小磁体衔铁6或关闭元件6.1的冲击速度vm1D、vm2D。由于可以通过第一增益系数k1调节电磁阻尼的强度，因此打开和关闭时间是可变的。
从图5还可以看出，所示的评估和控制单元10B与图4中所示的评估和控制单元10A的不同之处在于第二个方框，其代表用于产生“电磁阻尼”的第二传递函数G2(s)。在此，第二传递函数G2(s)由等式(9)决定。
G2(s)＝k2*Ψx(xmax-x,J) (9)
类似于第一传递函数G1(s)，为了利用第二传递函数G2(s)计算“电磁阻尼”，将测量随时间变化的线圈电流J(t)，并且由其他物理测量变量确定随时间变化的衔铁行程x(t)。衔铁速度v通过随时间变化的衔铁行程x的微分dx/dt来计算。然后将所计算的衔铁速度v乘以第二增益系数k2并乘以运动电感Ψx(xmax-x,J)。然后利用等式(10)计算第二阻尼电压ud2。
ud2(s)＝G2(s)*s*x(s)＝G2(s)*v(s) (10)
由此，第二阻尼电压ud2由第二传递函数G2(s)与衔铁速度v的乘积计算。如由等式(9)和(10)可见，通过将所计算的衔铁速度v与从图10所示的相应第二运动电感特征曲线族Ψx(xmax-x,J)中得到的值和可用于调节阻尼作用的第二增益系数k2相乘来计算第二阻尼电压ud2。与图4中的评估和控制单元相比，评估和控制单元10B除了第一阻尼电压ud1之外还产生第二阻尼电压ud2。从图10中还可看出，对于运动电感Ψx(xmax-x,J)的第二特征曲线族，在衔铁行程x较小时运动电感值Ψx较大并且随着衔铁行程x的增大而减小。由此，在预设的衔铁速度v下，与较大的衔铁行程相比，在衔铁行程x较小的情况下将实现更大的第二阻尼电压ud2，从而将实现更大的阻尼作用。从图9中还可以看出，相反的情况适用于第一阻尼电压ud1，其由第一运动电感特征曲线族Ψx(x,J)和衔铁速度v产生。在该实施例中，阻尼作用可有利地通过相应增益系数k1、k2的适当选择更好地适配于衔铁行程x。
从图6中还可以看出，所示的评估和控制单元10C与图4和图5中所示的评估和控制单元10A、10B的不同之处在于由一个方框表示的用于产生“电磁阻尼”的第三传递函数G3(s)。在此，第三传递函数G3(s)由等式(11)决定。
第三传递函数G3(s)旨在避免磁路对磁体衔铁6的阻尼作用的延迟，这由传递函数GM(s)的PT1特性表示。为此，第三传递函数G3(s)被实现为磁路的传递函数GM(s)的逆传递函数。类似于第一传递函数G1(s)和第二传递函数G2(s)，为了利用第三传递函数G3(s)计算“电磁阻尼”，将测量随时间变化的线圈电流J(t)并且由其他物理测量变量确定随时间变化的衔铁行程x(t)。衔铁速度v通过随时间变化的衔铁行程x的微分dx/dt来计算。衔铁加速度a通过随时间变化的衔铁速度v的微分dv/dt来计算。然后利用等式(12)和(13)计算第三阻尼电压ud3。
ud3(s)＝G3(s)*s*x(s) (12)
ud3(s)＝k3(x,J)*[ΨJ(x,J)*s2+R*s] (13)
第三阻尼电压ud3是电流电感ΨJ(x,J)和衔铁加速度a(s2)的乘积与欧姆电阻R和衔铁速度v(s)的乘积之和。然后将所计算的总和乘以第三增益系数k3(x,J)，其在所示的实施例中还取决于衔铁行程x和线圈电流J。类似于第一阻尼电压ud1和第二阻尼电压ud2，第三阻尼电压ud3会从预设的触发电压u中被减去。该实施例的主要优点在于，磁体衔铁6处的阻尼作用不再有时间延迟，而是立即起作用。由磁路的传递函数GM(s)引起的磁路的时间延迟通过实现为逆传递函数的第三传递函数G3(s)来补偿。由此，与所述的其他实施方式相比，阻尼作用得到改善。
所述方法100可例如以软件或硬件或者以软件和硬件的混合形式例如在评估和控制单元10中实现。
根据本发明的用于触发电磁阀的方法的实施方式可用于由磁路致动的任何液压阀或气压阀，而无需对阀进行硬件更改。
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