本发明涉及一种弹簧复位节气门致动器，包括：具有输出轴的电动多线圈dc马达、节气门复位弹簧、连接到输出轴的齿轮传动装置、配置为控制向dc马达的电力供应的控制单元，其中，所述致动器具有在节气门关闭和节气门打开之间的运动范围。本发明还涉及一种用于其控制的方法和节气门组件。
背景技术：
采用节气门组件来控制关于车辆引擎的气流。典型地，向致动器dc马达供应电流以从常开到关闭的节气门位置或从常闭到打开的节气门位置切换。
可以提到的是，关于例如进气节气门阀，该节气门是常开的，而在egr阀中节气门是常闭的。
一般来说，复位弹簧倾向于运动节气门到确定的“常态”位置，这将保证在dc马达没有电流的情况下也可以操作。因此，一个目标是维持所需的排气值等。
在节气门组件的背景技术中，为了达到节气门关闭与节气门完全打开之间的中间位置，dc马达被供应有电流以产生动态电动势，其借助于控制单元，平衡弹簧力以获得期望的静止节气门位置，其在节气门关闭和节气门完全打开之间。
之前已经知道，例如由于机械缺陷或某种阻塞防止节气门无限制地运动，有时会出现节气门问题。这可能取决于冰的形成或者节气门座周围或节气门轴承中的灰尘堆积，或者有缺陷的弹簧，其例如已经被损坏并且获得不希望的特性。
由此，节气门会不可能或难以在其整个或部分运动范围内适当地且以适当的速度运动，这对车辆的操作是有害的。而且在节气门运动上的相对小的限制和影响可能损害引擎控制。
技术实现要素：
本发明的目的是提供能够解决背景技术问题的措施，以至少能够减少这些问题。
这个目的是根据上述节气门致动器获得的，其中，控制单元布置成使dc马达的至少两个线圈短路，以便产生dc马达复位抵抗扭矩(反作用电动势emf)，并且控制单元包括运动监控线路，该运动监控线路布置成监控由弹簧强制并由dc马达复位抵抗扭矩抵抗的致动器运动。
术语“dc马达复位抵抗扭矩”是指生成抵抗由弹簧生成的复位扭矩的反作用电动势。
本发明使得可以以有利的方式监控复位弹簧的状态。基本上，复位弹簧的尺寸使得跨越致动器的整个运动范围生成的弹簧扭矩超过对于所选数量的短路线圈的dc马达复位抵抗扭矩。
此外，致动器运动可以在完全范围内、中间范围内或部分范围内，完全打开和完全关闭之间进行监控。
根据本发明，在多个元件共同作用的系统中，重要的是能够分析每个单个部件使得问题可以被隔离，并且故障部件或存在的问题被注意。
为了监控复位弹簧的状态，通过克服弹簧力最大限度地致动节气门，弹簧典型地被最大程度地拉伸和张紧，于是使所述系统无电流并且选定数量的线圈被短路。于是通过监控运动模式并将其关于运动速度等与期望的存储参考运动模式进行比较，可以建立弹簧的状态。这也意味着，如果弹簧不能使具有选择数量的线圈被短路的节气门运动，则弹簧可能存在缺陷。
本发明也可以用于确定对于完美操作部件的机械弹簧常数。于是可以将可能的控制系统配置成适应于该信息以优化控制性能。
知道节气门致动问题存在并且节气门的运动范围的哪个部分实际上存在偏差，根据本发明，也可以配置引擎控制以适应主流节气门致动状态。因此车辆控制可以具有增加的可用性和降低的误差值被执行。
根据本发明，dc马达的两个或多个线圈短路，由此产生用于克服弹簧作用的确定的电阻(电动势)。这个电动势可以或多或少地连续，或者甚至在整个运动范围内处于相同的水平。
此外，可以教导控制系统何处节气门遇到抵抗，在范围的哪个部分节气门遇到抵抗并因此不可预测地运动，并且确定节气门是否卡住或以受限制的速度运动，并且在那种情况下，在哪个位置其被卡住或以受限制的速度运动。
在这些情况下，不必要注意经过时间，因为可以跨越整个节气门运动范围执行数字监控。
借助来自dc马达和/或来自诸如霍尔效应传感器等的运动检测器的固有反馈，可以建立运动模式，因为由此可以容易地检测节气门运动。
此外，本发明使得可以确定弹簧是卡住的，这可能取决于它被破坏，从而获得不希望的特性。
例如，根据本发明，可以测量节气门打开和关闭的经过时间并将其与存储的规定值进行比较。而且，甚至每时间单位的运动速度和/或所讨论的节气门的其它合适的运动参数可以被测量并将其与存储的反映每时间单位的运动速度和按照规定操作的节气门的其他相应合适参数的规定运动曲线进行比较。
术语“运动模式”基本上被广泛地解释，并且在其最简单的形式中反映对于完全打开或关闭运动所消耗的时间。在更复杂的分析中，可以分析对于完全打开或关闭运动的部分所消耗的时间。在更高级的分析中，跨越整个运动范围或其一个或多个部分的运动速度或加速度与反映按照规定运动的节气门的示例性曲线进行比较。
也可以存储对于具有相应不同损坏的致动器或其它有缺陷的复位弹簧的不同的运动模式曲线，从而有机会容易地分析缺陷的性质。
本发明的致动器基本上不需要用于监控目的的任何特定的硬件部件。相反，基本上可以利用dc马达的性质和特性。举例来说，来自dc马达的信息可以通过测量容易给出瞬时旋转速度的马达电压来获得。
当dc马达的线圈发生短路时，电流也会流动通过定子，其导致反作用力的产生，即使当转子上引发了非常小的运动时。在无刷dc马达和永磁同步马达的情况下尤其如此。
dc马达适当地包括三个线圈，两个或全部三个线圈可以被短路。
控制单元优选地包括具有连接到每个线圈的一个分支的桥式电路。该电路使致动器能够以经济合理的方式轻松控制。当每个分支包括连接到每个线圈的晶体管开关时，这个优点甚至更为增强。
优选定位至少一个运动传感器以检测dc马达转子运动，以保证稳定性和保持的设置以及可调整性。特别有利的是，当定位多个霍尔传感器以检测dc马达转子运动时，所述多个霍尔传感器围绕转子分布以提高测量准确度。各传感器也可以定位成使得它们检测节气门本身或传动装置的元件的位置，因为马达的位置可以从中导出。
控制来自霍尔传感器的脉冲轻松地给出获得旋转位置和旋转速度的可能性。
优选地，控制单元包括评估线路，该评估线路被布置为评估来自运动监控线路的输出信号，用于相对于存储值的偏差。评估可能导致一个或多个问题被诊断，进而可能解决真正的一个或多个问题以产生解决方案。
优选地，所述存储的值涉及各种示例性问题情况，借此将所获得的信号值与所存储的示例信号值进行比较使得可以指出或至少假设存在的或至少可能的问题。
在控制弹簧复位节气门致动器的本发明方法中，其中，所述致动器包括：具有输出轴的电动多线圈dc马达、节气门复位弹簧、连接到所述输出轴的齿轮传动装置、控制单元，其配置为控制向dc马达的电力供应，其中，所述致动器具有在节气门关闭和节气门完全打开之间的运动范围，-其中，由控制单元短路至少两个dc马达线圈以产生dc马达复位抵抗扭矩，并且其中，跨越致动器的整个运动范围监控由弹簧强制并由复位抵抗力抵抗的运动。
就本发明的方法而言，获得与上述相对应的优点。
dc马达有利地包括三个线圈，并且优选地，两个或全部三个线圈被短路。
优选地，由来自包括在控制单元中的桥式电路的每个分支向各线圈供应电力。
有利地，每个分支通过分开的晶体管开关进行切换。
优选地由至少一个运动传感器检测dc马达转子运动，并且更优选地由沿旋转方向分布的多个霍尔传感器检测以提高测量准确度。
优选地，控制单元在适当的情况下(例如当需要服务时)向用户发送状态消息。
优选地，通过控制单元的评估线路评估来自运动监控线路的输出信号，用于相对于存储值的偏差。
特别优选地，为了增强弹簧的分析，由在至少两个dc马达线圈被短路的情况下被监控的、由弹簧强制的运动而获得的结果由以下补充：在没有dc马达线圈的任何一个被短路的情况下被监控的、由弹簧强制的运动，以便产生不同水平的dc马达复位抵抗扭矩。因此，运动模式/复位速度将随不同的抵抗扭矩而不同，允许进行更详细的分析以及发现也相对小的缺陷的可能性。
监控复位弹簧状态的典型顺序可以例如包括以下步骤：
-通过克服弹簧力最大限度地致动节气门使弹簧张紧和拉伸。
-使系统无电流并且无线圈被短路。
-监控运动模式/复位速度。
-通过克服弹簧力最大限度地致动节气门使弹簧张紧和拉伸。
-使系统无电流并且两个线圈被短路。
-监控运动模式/复位速度
-通过克服弹簧力最大限度地致动节气门使弹簧张紧和拉伸。
-使系统无电流并且三个线圈被短路。
-监控运动模式/复位速度。
-将上述三个捕获的运动(或仅两个运动)的结果与期望的存储参考运动模式/复位速度进行比较。
本发明还涉及一种包括节气门和节气门致动器的节气门组件，其中，所述节气门致动器是根据以上所述的。
下面将在实施方式的背景下解释本发明的其他特征和优点。
附图说明
现在将通过实施方式并参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明包括弹簧复位节气门致动器的节气门组件，
图2示出了用于本发明的节气门致动器的控制线路，和
图3示出了本发明方法的简化流程图。
具体实施方式
图1示出了节气门组件，其中，基本描绘弹簧复位节气门致动器，其用参考数字1表示。致动器1包括dc马达2，在其定子s中具有三个线圈c1、c2和c3。转子r照例提供有具有永久转子磁体3和输出轴4。
齿轮传动装置5连接到输出轴4，并且来自齿轮传动装置5的外伸(outgoing)轴6的远端耦合到节气门8的节气门轴7。致动器具有在节气门关闭和节气门完全打开之间的运动范围。
节气门8布置在通道9中以控制流动通过通道9的气流。
节气门复位弹簧10围绕外伸轴6定位，并用于提供促使外伸轴6朝向节气门8的“常态”位置旋转的弹簧扭矩，所述节气门可完全打开或完全关闭，这取决于如上所述节气门的性质。
控制单元cpu连接向dc马达并且配置为控制向dc马达的电力供应并由此控制节气门位置。运动传感器，优选霍尔效应(halleffect)传感器，用d表示。
图2示出了位于24伏电流源12之间的桥式电路11，用于向dc马达3的三个线圈c1、c2和c3供应电力。
桥式电路包括一组晶体管开关t1-t6，其被制成导电-不导电以控制向dc马达3供应电力。
为了短路全部线圈c1、c2和c3，使晶体管开关t1-t6导电并且切断电压。通过改变并通过控制晶体管开关，可以使晶体管开关的导电持续时间改变使得施加不同幅度的力。也可以仅使两个线圈短路，由此与三个线圈全部短路的情况相比，显然会产生减小的旋转抵抗扭矩。
可以从dc马达和相关电缆接收有关其操作的信息。如果马达旋转，则旋转速度与电压成正比。也可以测量瞬时地导致关于旋转速度知识的电压。为了检测马达转子的旋转位置，优选使用多个检测器。这给出关于节气门位置的信息。
检测器适当地静止并且例如与环(与转子或各轴中的一个旋转地相关联)合作，所述环具有大量均匀分布的标记或孔。监控来自三个分布的标记或孔的脉冲之间的持续时间，检测器获得位置和旋转速度的信息。如果需要为了某种原因，还可以检测转子加速度。
在图3的简化流程图中，简要描述了与本发明相关的示例性方法序列。
13表示序列的开始。
14表示启动dc马达，以将节气门定位在复位弹簧张紧和拉伸的所需位置，并验证节气门已到达所需位置。
15表示切断向dc马达的电流并启动电路以使dc马达线圈短路以获得抵抗扭矩。
16表示监控由具有短路线圈的复位弹簧导致的节气门或转子运动。
17表示评估与存储的示例性运动曲线相关的受监控的节气门运动
模式。
18表示修改和配置引擎控制值到建立的主流节气门致动状态。
19表示向用户发出状态消息并结束序列。序列可以补充额外的步骤，并根据需要重复。
本发明可以在所附权利要求的范围内进行修改。例如，控制线路可以与所述dc马达不同地布置，例如dc马达的线圈数量可以不是三个。
功能“节气门关闭”旨在包括完全封闭开口的情况以及可能存在一定最小开度的情况。功能“节气门打开”旨在可用于所述节气门的最大开度。
可以采用不同类型的传感器，并且它们可以定位在与节气门组件相关的各种位置，例如靠近节气门本身。