用于控制阀门的方法与流程

1.本发明涉及一种用于运行电控阀门的方法和一种用于控制电控阀门的控制设备。


背景技术：

2.在esp系统中打开所谓的高压切换阀(hsv)以主动建立压力，以便为液压泵提供容量。然后，液压泵产生工作压力，该工作压力可以被提供用于液压阀的各个车轮制动器。
3.高压切换阀通常是常闭电磁阀。然而，在压力建立期间，必须确保泵的输送，即必须确保hsv通过电气激活可靠地打开，特别是保持打开，从而提供压力。
4.同时，用于保持这种高压切换阀打开的电流通常应尽可能小。这有多种原因。第一个原因是用于保持阀门打开的持久保持电流代表电磁阀的热负荷。第二个原因是保持电磁阀打开的电能消耗。还可能存在其他原因。出于该原因，基本上已得到认同的是，在用于打开阀门的激活电流和在打开之后施加到阀门处的保持电流之间加以区分。这种阀门通常利用以脉冲形式出现的激活电流被打开。与激活电流的电流强度相比，保持电流的电流强度优选大大地减小。利用保持电流确保打开的阀门不会再次关闭。保持电流不足以打开关闭的阀门。
5.为了产生激活电流或保持电流，在用于控制电磁阀的控制设备处有规律地施加供电电压，然后利用该供电电压产生激活电流或保持电流。用于使这种电磁阀通电的供电电压通常为关键变量。在机动车中，偶尔可能会出现供电电压的短暂波动(特别是崩溃)，这会导致保持电流崩溃，从而导致阀门不期望地且可能也未被识别地关闭。只要阀门的关闭仅短暂地发生，这在esp系统中的许多应用中都不会成为问题，因为esp系统中的大多数阀门应用都可容忍短暂的阀门故障，从而esp系统的功能将不会受到显著影响。然而，在由于供电电压崩溃而未识别到关闭的情况下，也可能发生更持久的关闭，则这也会导致压力供应的中断。
6.为了避免在控制期间无意且未发现的阀门关闭，一种可能性是周期性地重复脉冲状激活电流。由此，阀门可能会在两个脉冲之间的最长持续时间内意外关闭。在此，可以将周期持续时间选择为使得在主动建立压力时的意外时间延迟在功能性能方面是可接受的。
7.然而，在主动控制期间电流脉冲的周期性重复也代表了不可忽视的热负荷。


技术实现要素：

8.基于此，提出一种新颖的方法，利用该方法可以确保将阀门保持在期望的(打开)位置，并且同时热负荷和耗电量很低。
9.在此说明了一种用于运行电控阀门的方法，该电控阀门在无电流状态下处于第一位置并且在通电状态下处于第二位置，该方法具有以下步骤：
10.a)以脉冲状激活电流为阀门通电，利用该脉冲状激活电流将阀门从第一位置移动到第二位置。
11.b)以与脉冲状激活电流相比减小的保持电流为阀门通电，以便将阀门保持在第二
位置。
12.c)对供电电压进行持续监控，以便提供脉冲状激活电流和/或保持电流来进行通电，并且识别在供电电压下降到电压阈值以下时的供电电压的受损。
13.d)在识别出供电电压的受损之后，重新以脉冲状激活电流为阀门通电，以促使保持和/或恢复第二位置。
14.当第一位置是阀门关闭位置并且第二位置是阀门打开位置时，该方法是特别有利的。
15.当电控阀门是esp系统中的高压切换阀时，该方法是非常特别有利的。
16.该方法不仅适用于esp系统中应被置于阀门打开位置的阀门，而且该方法原则上可用于任何类型的阀门。
17.脉冲状激活电流优选具有高于保持电流的第二电流强度的第一电流强度。脉冲状的激活电流优选为矩形电流脉冲，其例如以第一持续时间被提供。与阀门的总打开持续时间相比，该第一持续时间非常短。因此，激活电流被称为“脉冲状”。激活电流还可以具有矩形以外的形状，例如短暂的电流尖峰。
18.保持电流和脉冲状激活电流优选通过pwm(pwm＝脉宽调制) 产生。脉宽调制优选被设置为通过第一控制(例如占空比大于50％的pwm)产生脉冲状激活电流，而通过第二控制(例如占空比小于 20％的pwm)产生保持电流。
19.步骤c)中的持续监控优选地利用为此设置的传感器系统进行。例如，传感器系统可以在供电电压源处具有电压传感器。传感器系统还可以访问更高级别的组件，其可以识别出电压源的受损，从而识别出供电电压的受损。例如，可以访问来自为电压源提供电压的 (更高级别的)电池管理系统的数据，以确定电压源或供电电压的受损。也不必真地存在供电电压受损。只要识别出供电电压可能受损的风险就足够了。然后，在这种情况下，可以在步骤d)中触发一个或多个(重复的)脉冲激活电流，以确保阀门重新到达第二位置。如果供电电压实际上没有崩溃，则虽然不需要这种脉冲状激活电流，但其也不会造成损坏。
20.在步骤c)中优选通过软件算法进行对供电电压的观察，该软件算法识别出即使完全激活阀门输出级(具有100％占空比的pwm) 也不再能够设置为保持阀门打开所需的线圈电流(保持电流)。如果是这种情况，则存在阀门再次关闭的风险。因此，应当重复脉冲状激活电流(i
pulse
)以重新打开阀门。
21.此外有利的是，在步骤c)中，在识别出供电电压的受损之后，在执行步骤d)之前首先确保供电电压再次足以通过重新以脉冲状激活电流为阀门通电来实现第二位置的恢复。
22.在供电电压崩溃后，通常需要一定的时间才能再次完全提供供电电压(达到所需水平)。在该持续时间内，脉冲状的激活电流由于供电电压受损往往没有足够的电流强度来促使恢复第二位置。出于这个原因，有利的是，在触发脉冲状激活电流来恢复第二位置之前，首先确保供电电压的受损已经结束。
23.此外，有利的是，在识别出供电电压的受损之后监控供电电压，以便识别供电电压是否足以通过脉冲状激活电流促使恢复第二位置。
24.例如，可以利用电压源处的电压传感器来进行这种监控。然而，也可以使用用于识别受损本身的任何其他方法来监控受损后的电压，例如访问来自(更高级别的)电池管理系统的数据。
25.此外有利的是，在步骤c)中，在识别出供电电压的受损之后，在执行步骤d)之前等待第一时间段。
26.在识别出供电电压受损之后，所识别的供电电压受损马上再次消失在技术上的概率非常低，甚至可能在技术上完全排除。出于该原因，无论对供电电压的进一步监控的结果如何，优选地在以(重复的)脉冲状激活电流通电之前都首先等待第一时间段结束。
27.此外有利的是，步骤a)中的脉冲状激活电流具有第一持续时间并且步骤d)中的脉冲状激活电流具有第二持续时间，其中第二持续时间不同于第一持续时间。
28.必要时，步骤d)中的脉冲状激活电流可比步骤a)中的脉冲状激活电流更久。这可能是有利的，因为在步骤c)中已识别出供电电压受损，从而供电电压受损的影响必要时可通过脉冲状激活电流的增加的持续时间来补偿。
29.此外有利的是，在步骤d)中向阀门施加多个单独的脉冲状激活电流，其中在步骤c)中识别出受损之后的第一时间点施加第一脉冲状激活电流并且在步骤c)中识别出受损之后的第二时间点施加第二脉冲状激活电流，其中第一时间点被选择为使得存在通过第一脉冲状激活电流恢复第二位置的与公差相关的最小概率，并且第二时间点被选择为使得无论公差如何都确保通过第二脉冲状激活电流恢复第二位置。
30.在确定供电电压受损之后，通常也是在消除了供电电压受损的原因之后，必要时需要持续一定的时间段才能使供电电压再次达到其目标水平。一种结构类型的阀门之间可能存在与公差相关的差异，这导致在受损之后直到供电电压充分恢复之前的时间段不同。第一时间点(相对于电源受损的时间点)优选地被选择为使得存在恢复第二位置的所述最小概率。第二时间点(相对于电源受损的时间点) 优选地被选择为使得通过第二脉冲状激活电流确保第二位置的恢复，而与公差无关。
31.如果供电电压(由于单个阀门的有利公差)是足够的，则第一脉冲状激活电流会促使恢复阀门的第二位置。如果不是这种情况，则最迟通过最后的脉冲状激活电流恢复阀门的第二位置。
32.除了制造公差之外，阀门或阀门驱动器的温度也可能会对是否以及在何种供电电压下可产生足够的脉冲状激活电流以打开阀门产生重要影响。
33.此外有利的是，在第一时间点的第一脉冲状激活电流和在第二时间点的第二脉冲状激活电流之间实现在另一时间点的至少一个另外的脉冲状激活电流，以便提高通过另外的脉冲状激活电流来提早恢复第二位置的概率。
34.通过在第一脉冲状激活电流和第二脉冲状激活电流之间的另外的脉冲状激活电流可以实现阀门第二位置的提早恢复。
35.此外，提出了一种用于控制电控阀门的控制设备，其被设置用于执行所述方法。
36.特别优选的是，控制设备具有至少一个电压传感器，利用其可以监控供电电压，以便在步骤c)中对受损进行识别。控制设备优选具有输出级，利用其可以通过pwm产生脉冲状的激活电流或保持电流。
37.在此还提出一种计算机程序产品，其被设置为执行所述方法的所有步骤。
38.此外还将提出一种机器可读存储介质，其上存储有计算机程序。
附图说明
39.下面借助于附图对方法及其技术环境进行更详细的说明。附图示出了优选实施例，该方法并不局限于此。特别应指出的是，所示尺寸比例仅为示意性。其中：
40.图1示出了常规阀门控制的电流图；
41.图2示出了常规阀门控制的另一电流图；
42.图3示出了供电电压的电压图；
43.图4示出了所提出的第一阀门控制的电流图；
44.图5示出了所提出的第二阀门控制的电流图；
45.图6示出了所提出的第三阀门控制的电流图；
46.图7示出了一个阀门示例；并且
47.图8示出了esp制动系统。图9示出了所述方法的示意性流程图。
具体实施方式
48.图1和图2首先解释了实际中如何执行阀门控制，而不实施在此所述的方法。在y轴上随x轴上的时间绘制了电流。可以看到脉冲状激活电流6和保持电流7。根据图1，脉冲状激活电流6有规律地重复，从而确保在电源受损取消之后最迟在相应于两个电流脉冲之间的时间间隔的时间段之后阀门1返回到第二位置。根据图2，仅设置一次脉冲状激活电流6，并且之后仅维持保持电流7。在这样的通电下，供电电压的短暂中断或受损可能会导致阀门1未被察觉地切换回第一位置并且没有维持在第二位置。
49.图3示出了供电电压8的受损可能看起来如何。在y轴上随着时间轴x绘制了供电电压8。示出了供电电压崩溃28，其中供电电压8下降到低于安全最小电压30，这是促使通过保持电流7维持第二位置5或通过脉冲状激活电流切换到第二位置5所必需的。该安全最小电压30优选地还定义了电压阈值9或者说安全最小电压30 相应于电压阈值9。还示出了恢复29，其中供电电压8在供电电压崩溃28之后再次增大到目标值。
50.图4、图5和图6示出了根据所述方法的不同阀门控制。在图4、图5和图6中分别示出了在供电电压8没有崩溃的情况下会出现的目标电流32。此外，实际电流33以虚线示出，其基于电压崩溃和目标电流预设值得出。
51.为了保证阀门1在任何情况下都打开，根据图4，只有在供电电压再次上升到使得也可达到从第一位置3切换到第二位置5所需的电流脉冲时才允许设置脉冲状激活电流6。在此，脉冲状激活电流6 的时间点称为t
w.c.
(“w.c.”表示电压崩溃后的“最坏情况”)。t
w.c.
优选地被选择为使得可以确保阀门在这段时间过去后再次打开，而与阀门公差无关。于是，常规保持电流7再次足以保持第二位置5。在此，时间点位于电压崩溃31之后的第一时间段10。
52.根据图5中所示的第二变型方案，在第二持续时间12内施加延长的脉冲状激活电流6。由此可以利用如下事实，即典型的阀门1 也将更早地、即在较低的电压或较低的电流下对脉冲作出响应。因此，即使实际电流在占空比为100％的情况下由于欠压本身仍然明显更低，仍然很大，(目标)电流也将更早地(在识别出电压崩溃后不久)提高到为到达第二位置5所需的实际电流33。在电源电压8 再次上升的同时，阀门1处的实际电流33也上升，并且根据公差情况，一个阀门1将稍微更早地响应并再次打开，另一阀门将稍晚一些。指定的范
围表示为t＝t
b.c.
至t
w.c.
(“b.c.”/“w.c.”代表“最佳情况/最坏情况”)。典型的阀门1在时间点t
typ
关闭。然后，从时间点t
w.c.
起再次设置保持电流7。这种变型方案的优点在于，单个阀门 1已经尽可能早地打开，由此将提高功能性能。然而，由于较长的第二持续时间12，热负荷和电流消耗相对较高。
53.在图6中示出了具有降低的热负荷的又一变型方案。在此，在保持电压崩溃31之后，周期性地重复触发脉冲状激活电流6，即从第一时间点13到第二时间点14并且必要时在其之间有其他时间点 15。在电压崩溃之后不久设置脉冲状激活电流6。在足够高到通过脉冲也可再次可靠地打开临界值阀门1的电压下设置最后的脉冲状激活电流6。这种变型方案是在最佳功能性能和降低热负荷之间的良好折衷。
54.图7示例性地示出了所述阀门1，其在无电流状态2中处于第一位置3(关闭)并且在通电状态4中处于第二位置5(打开)。这种阀门优选地具有关闭体26，其在第一位置3关闭通道并在第二位置 5打开通道，其中通常借助于弹簧27将关闭体26压入第一位置3，其中驱动线圈36被设置用于施加与弹簧27反向的力，以便将阀门移动到打开位置。驱动线圈36优选地由包括阀门电流控制器35或输出级的控制设备16控制。阀门电流控制器35优选与pwm一起工作，以便产生脉冲状激活电流6或保持电流7。为此，阀门电流控制器35优选使用来自电压源17的供电电压8。在实施变型方案中，由电压源17提供的供电电压8通过为此设置的电压传感器34被监控，以便基于此执行所述方法。
55.图8示意性地示出了利用所述方法控制的阀门1的应用领域，即esp系统18。在此可看到机动车的车轮处的各个制动器20以及可由驾驶员操纵的制动踏板19。在机动车稳定性程序的范畴中，esp 系统18使得可以单独控制各个制动器20。除了阀门1，esp系统18 还具有另外的阀门22、止回阀23、蓄压器24、油压泵21和可能的其他部件。esp系统18的作用方式在此将不再进一步解释。
56.图9还示出了具有方法步骤a)、b)、c)和d)的所述方法的示意性流程图。