(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の内燃機関の持ち上げ弁のための弁制御に関して、電気機械アクチュエータ装置の状態を評価するための方法において、
第１のステップにおいて、前記電気機械アクチュエータ装置のコイル装置には作動出力（２）が供給されること、第２のステップにおいて、前記作動出力（２）の供給が減少し、特に中断されること、第３のステップにおいて、制御ライン装置（５）が監視され、このとき得られたデータからアクチュエータ評価パラメータが算出されること、及び、第４のステップにおいて、前記アクチュエータ評価パラメータが、供給された前記作動出力（２）に基づく比較値を用いて評価されること、並びに、さらなる方法ステップにおいて、前記コイル装置の内部に電圧を誘導する前記電気機械アクチュエータ装置の作動装置の復帰動作が、前記作動装置を初期状態に復帰させるように前記作動装置に作用する復元力によって発生されるリセット信号によって監視され、前記アクチュエータ評価パラメータと前記リセット信号とを組み合わせることによって、前記電気機械アクチュエータ装置の異常を明確に結論付けることができることを特徴とする電気機械アクチュエータ装置の状態を評価するための方法。
【請求項２】
伝達された前記作動出力（２）が減少すること、特に、前記電気機械アクチュエータ装置のステータ装置と作動装置とが、互いに対して略動くことがないように減少することを特徴とする請求項１に記載の電気機械アクチュエータ装置の状態を評価するための方法。
【請求項３】
前記作動出力（２）の供給を中断するために、前記電気機械アクチュエータ装置が、前記作動出力（２）を提供する出力源（４）から電気的に絶縁されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気機械アクチュエータ装置の状態を評価するための方法。
【請求項４】
電気的コイル装置（１）からコイル出力（３）を流出させるために、前記コイル出力（３）が電気負荷（８）に向かって流出し、その際に前記制御ライン装置（５）が電気的測定装置（９）によって監視されるように、前記制御ライン装置（５）が制御されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気機械アクチュエータ装置の状態を評価するための方法。
【請求項５】
前記制御ライン装置（５）の監視の際に、少なくとも１つの電気的変量が、電気的測定装置（９）を用いて測定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気機械アクチュエータ装置の状態を評価するための方法。
【請求項６】
電圧又は電流が、前記制御ライン装置（５）の監視の際に測定され、前記監視の際に、特に１つの前記電気的変量又は複数の前記電気的変量の時間的プロファイルが測定されることを特徴とする請求項５に記載の電気機械アクチュエータ装置の状態を評価するための方法。
【請求項７】
前記アクチュエータ評価パラメータの決定は、１つの電気的変量又は複数の電気的変量の時間的プロファイルの数的総和又は積分に基づいていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電気機械アクチュエータ装置の状態を評価するための方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の方法を実施するための、弁制御に関する、アクチュエータ監視装置であって、
前記アクチュエータ監視装置は、実行ユニット、特に算術演算装置及びデータ記憶装置を備えた制御機器と、出力制御装置（６、７）、特に出力フローを制御するためのスイッチング装置（６）と、電気的変量を測定するための電気的測定装置（９）と、を有しており、電気機械アクチュエータ装置はステータ装置と作動装置とを有しており、前記作動装置は前記ステータ装置に対して可動的に支承されており、前記電気機械アクチュエータ装置は第１の動作状態と第２の動作状態とを有しており、これらの動作状態は、前記ステータ装置及び前記作動装置の異なる位置によって互いに区別され、
前記実行ユニットが、前記アクチュエータ評価パラメータを決定するように、且つ、リセット信号によって前記電気機械アクチュエータ装置の復帰動作を監視するように構成されていることを特徴とするアクチュエータ監視装置。
【請求項９】
スイッチング装置（６）を有しており、前記スイッチング装置（６）が、電気的コイル装置（１）への方向において出力フロー（２）を遮断するために設けられていることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータ監視装置。
【請求項１０】
電流伝導装置（７）を有しており、前記電流伝導装置（７）が、電気的コイル装置（１）から電気負荷（８）への出力フロー（３）を制御するために設けられていることを特徴とする請求項８又は９に記載のアクチュエータ監視装置。
【請求項１１】
制御機器によって実行される場合に、前記制御機器に請求項１から７のいずれか一項に記載の方法を実行するように指示する命令を含むコンピュータプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のコンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ装置の監視方法及び監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車では、多くの調整機能及び作動機能が、電気的アクチュエータ装置、特に電気機械調整装置によって実行又は支援されている。アクチュエータ装置は、一方では、例えば座席調整、ウィンドウリフト及びサンルーフ操作等の機能を果たすことが可能であり、他方では、例えば電気的パーキングブレーキの作動又は内燃機関等の換気の変更といった、技術的な機能を果たすことも可能である。これらのアクチュエータ装置の内いくつかの動作効率は、運転手にとって、及び、車両のメンテナンスの際にも容易に点検可能であるが、他の調整機能は実際には感知できないうちに実行されているので、その異常は一般的に確認することが難しい。それでもやはり、特に技術的調整機能は、走行の安全性に関してであれ、性能に関してであれ、又は、車両等の有害物質の排出に関してであれ、車両の運転にとって大きな意義を有している。
【０００３】
上述の調整機能等を実行するアクチュエータ装置は、車両部材（トリム部材、車体等）に統合されていることが多く、したがって、一般的に接近することが難しい。このように、アクチュエータ装置に接近しにくいことによって、当該アクチュエータ装置の点検の他にメンテナンスも困難になっているので、当該アクチュエータ装置に関して、最良の場合には通常動作中の当該アクチュエータ装置に関しても、確実かつ可能な限り正確な診断を行うことが望ましい。適切な診断を用いて、異常を選択的に取り除くことが可能であり、場合によってはアクチュエータ装置の完全な故障に先んじることさえ可能である。アクチュエータ装置がもはや正常には機能していないという情報は、適切な修理措置を講じるためには不十分であることが多い。したがって、アクチュエータ装置の異常及び動作に関する詳細な情報のためには、発生した異常に関する詳細な情報が望ましい。
【０００４】
特に、調整機能を内燃機関内部で行うアクチュエータ装置の場合、当該診断機能の意義は増大する。なぜなら、当該アクチュエータ装置の修理は一般的に、特に時間及び費用を要するからである。
【０００５】
先行技術から、アクチュエータ装置を自動車、特に内燃機関に、調整機能のために設置することが知られている。このような調整機能は一般的に、ガス交換の制御機構（吸気弁／排気弁）に関するバルブタイミング（開閉時期）の変更、又は、作動強度（可変バルブリフト）の変更でもある。この目的を達成するために、特許文献１は、少なくとも１つのカムシャフトを有する内燃機関のバルブトレインを開示し、特許文献２は、２つのカムを有する持ち上げ弁の弁制御装置を開示している。アクチュエータ装置の動作効率は、位置マークの到達によって、又は、アクチュエータ装置に供給された出力（Leistung）の監視、特にアクチュエータ装置の電流曲線の監視によって監視されることが多い。アクチュエータ装置が、制御機器からの制御命令に従って、その位置マークに決められた通りに到達しない場合、又は、記録された電流／出力曲線に不規則性が生じる場合、アクチュエータ装置の異常が推測され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０３４９８９８号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第４２３０８７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、状態を評価するための方法を提供することにある。当該方法は、アクチュエータ装置の状態について、先行技術よりも正確な評価を可能にし、したがって、自動車の機能的安全性の向上に資するものである。さらなる課題は、当該方法を実施するための装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本課題は、請求項１に記載の方法と請求項８に記載の装置とによって解決され、有利なさらなる構成は下位請求項の対象である。
【０００９】
本発明に係る方法は、アクチュエータ装置の監視のために提供されている。アクチュエータ装置は特に、内燃機関内の制御機構、特に自動車内の弁制御装置を制御するために設けられている。アクチュエータ装置は、作動装置及びステータ装置と、少なくとも１つの電気的コイル装置とを有している。アクチュエータ装置は、第１の動作状態から第２の動作状態へと移行可能である。第１の動作状態から第２の動作状態に移行する際に、コイル装置には、制御ライン装置によって、作動出力（Betaetigungsleistung）が供給される。作動出力に基づいて、ステータ装置と作動装置との間に作動力（Betaetigungskraft）が発生する。第２の動作状態から第１の動作状態に移行する場合は、アクチュエータ装置に復元力が作用し、特にこの復元力は、制御機構によって引き起こされる。代替的に、コイル装置に再度、復元作動出力ではあるが作動出力を供給することも可能であり、それによって、作動力とは逆の復元力が生じる。
【００１０】
第１のステップでは、アクチュエータ装置に、作動出力が供給される。第２のステップでは、作動出力の供給が減少し、特に中断される。第３のステップでは、制御ライン装置が監視され、この際に得られたデータから、アクチュエータ評価パラメータが算出される。第４のステップでは、アクチュエータ評価パラメータが、供給された作動出力に基づく比較値を用いて評価される。
【００１１】
アクチュエータ評価パラメータの評価のために、少なくとも１つの比較値が用いられる。好ましくは、当該比較値は、計画通り供給された出力（作動出力）に基づいている。好ましくは、測定又は算出によって、作動出力の伝達の際に生じるような、計画通り生じる電気損失が、及び、好ましくはコイルから電気的測定装置への伝達の際に生じる損失も、決定される。さらに好ましくは、これらの電気損失の内少なくとも１つ又は両方が、比較値の決定に加えられる。さらに好ましくは、これらの両方の電気損失から、全体の損失が算出される。好ましくは、比較値を算出するために、これらの電気損失の内少なくとも１つが作動出力から減じられ、それによって、特に損失調整した比較値が与えられる。さらに好ましくは、これらの電気損失の数倍の電気損失が、上述した方法で考慮される。好ましくは、１倍から５倍、好ましくは1.1倍から2.5倍及び特に好ましくは1.2倍から1.75倍の電気損失である。すなわち、制御ライン装置の監視の際に算出されるアクチュエータ評価パラメータが比較値を下回る場合、特に、実際に存在する電気損失が、計画に従って存在する電気損失を明らかに上回ること、及び、アクチュエータ装置はもはや正常には機能していないこと、又は、アクチュエータ装置の故障が少なくとも目前であり得ることが確認され得る。さらに好ましくは、時間的に連続して算出されたアクチュエータ評価パラメータが記憶され、同様に現在算出されるアクチュエータ評価パラメータと比較するために用いられる。
【００１２】
複数の、時間的にずらして算出されたアクチュエータ評価パラメータの比較によって、アクチュエータ装置の機能性の変化を評価することが可能になる。特に、アクチュエータ評価パラメータの評価に比較値を用いることによって、アクチュエータ装置を評価するための改善された方法が可能になる。
【００１３】
アクチュエータ評価パラメータを用いて、アクチュエータサイクル時間（Aktuatorschaltzeit）、特にアクチュエータの無駄時間の体系的な低下が、好ましくはソフトウェアプログラムによって、制御において適合可能である。したがって、アクチュエータサイクル時間の低下の特定の領域において、機能性はさらに保証され、切り換えの際のエラーは、いずれの場合もアクチュエータの完全な故障まで、防止又は少なくとも最小限に抑えられ得る。
【００１４】
本発明に係る方法は、電気機械アクチュエータ装置及びその接続部及び制御部の電気的動作効率が、エンジンを分解せずとも、又は、電気部材を点検するさらなる検査システムを必要とせずとも、点検され得るという利点を有する。
【００１５】
本発明において、ステータ装置は、固定的に支承された装置、好ましくはすなわち基盤（Fundament）、クランク室、エンジンマウント、車体の一部等に対して動かないように支承された装置であると理解されるべきである。好ましくは、ステータ装置は、動かないようにコイル装置と接続されている。さらに好ましくは、ステータ装置は、強磁性物質を有している。
【００１６】
本発明において、コイル装置は、電流が当該コイル装置を通って流れる限りにおいて、磁場を形成する装置であると理解されるべきである。好ましくは、コイル装置は、仮想の軸の周囲に巻かれた、好ましくは複数回巻かれた導電体を有している。電力の供給後にコイル装置内部に貯蔵されたエネルギーは、特にコイルのエネルギーであると理解されるべきであり、当該エネルギーが放出される際に生じる出力フローは、特にコイル出力として理解されるべきである。
【００１７】
本発明において、アクチュエータ装置は、電気機械装置として理解されるべきであり、好ましくはアクチュエータ装置は、電気的に供給された出力を力に変換する。好ましくは、この変換によって得られた力に、弾力等が抵抗することも可能である。アクチュエータ装置は、好ましくは自動車内で、及び、特に好ましくは自動車の内燃機関内で調整プロセスを実行するために設けられている。好ましくは、アクチュエータ装置は、調整プロセスを実行するために運動する。好ましくは、当該運動は、供給された出力によって引き起こされた力又は弾力と協働する当該力に基づいて行われる。好ましくは、当該運動は、並進運動又は回転運動又はこれらの組み合わせである。好ましくは、アクチュエータ装置は、長手軸方向に可変であり、並進運動を行う。好ましくは、この長手軸方向の可変性は、複数、好ましくは２つの、好ましくは向かい合う装置によって得られる。好ましくは、アクチュエータ装置は、作動装置及びステータ装置と、コイル装置とを有している。好ましくは、コイル装置は、両方の装置（作動装置、ステータ装置）の内１つと強固に、好ましくは摺動しないように接続されているが、好ましくはもう一方の装置はそれぞれ、コイル装置に対して動くことが可能であり、好ましくは並進的に摺動可能である。
本発明において、作動装置とは、ステータ装置に対して可動的に支承された装置であると理解されるべきである。好ましくは、作動装置は、アクチュエータ装置の調整機能を実行するために、ステータ装置に対して動かされ、好ましくは並進的に摺動する。好ましくは作動装置は、少なくとも部分的に、永久磁性物質を有している。好ましくは、作動装置は、少なくともアクチュエータ装置が作動していない状態において、すなわち特にその第１の動作状態において、少なくとも部分的にコイル装置によって覆われるように構成されている。好ましくは、作動装置は、コイル装置を通って電流が流れる場合に生じる磁場によって少なくとも部分的に覆われるように構成されると共に、ステータ装置に対して支承されている。好ましくは、作動装置は、制御機構の作動のための領域に構成されている。好ましくは、作動装置は、当該領域内に、熱処理可能材料、好ましくは、焼き戻し可能又は焼き入れ可能な材料を有している。好ましくは、作動装置は、当該領域において、50HRCから64HRCの範囲、好ましくは52HRCから62HRCの範囲、特に好ましくは55HRCから58HRCの範囲の硬度を有している。好ましくは、作動装置は当該領域において、摩耗保護、好ましくは青銅、プラスチック等の摺動材料を有しており、さらに好ましくは、作動装置は当該領域において、凸状、球状又は円形に、特に好ましくは略シリンダピン形（zylinderstiftfoermig）に構成されている。
【００１８】
本発明において、第１の動作状態及び第２の動作状態は、作動装置のステータ装置に対するアクチュエータ装置の局所的な姿勢（oertliche Ausrichtung）又は幾何学的位置に関して異なる２つの状態であると理解されるべきである。好ましくは、第１の動作状態は、作動していない状態又は停止状態であると理解され、第２の動作状態は、作動している状態又は稼働している状態であると理解されるべきである。好ましくは、アクチュエータ装置は、その第２の動作状態において、又は、第１の動作状態から第２の動作状態への途中において、アクチュエータ装置によって作動される装置、好ましくは内燃機関内の制御機構に、力を作用させる。
【００１９】
本発明において、制御ライン装置は、アクチュエータ装置を作動するための出力を伝達する装置であると理解されるべきである。好ましくは、制御ライン装置は、電力フローを制御するための制御装置を有している。好ましくは、制御装置は、スイッチング装置、ダイオード、サイリスタ、リレー装置、又は、電流を制御するためのその他の装置、特に電力工学部材等であると理解されるべきである。さらに好ましくは、制御ライン装置は、電荷担体を輸送するための導体、好ましくはワイヤー、ケーブル、導体経路等を有している。好ましくは、制御ライン装置は、好ましくは車載電力供給網（Bordspannungsnetz）である電気エネルギー源からアクチュエータ装置への電力フローの供給及び制御のための電気回路であると理解されるべきである。
【００２０】
本発明において、作動出力は、アクチュエータ装置に供給される電力であると理解されるべきである。好ましくは、作動出力は、アクチュエータ装置をそれぞれ一方の動作状態から他方の動作状態へ移行させるために、アクチュエータ装置に供給される。さらに好ましくは、アクチュエータ装置に作動出力が供給されるが、当該作動出力は小さいので、作動装置がステータ装置に対してその最終位置まで動かされることはなく、好ましくは略全くステータ装置に対して動かされることはない。このように減少した作動出力は、作動のために提供される作動出力の時間的に前、後、又は、当該作動出力の一部として同時に供給され得る。さらに好ましくは、この減少した作動出力は、特にアクチュエータ装置を試験するための試験用出力として理解され得る。さらに好ましくは、作動出力は、アクチュエータ装置を第１の動作状態から第２の動作状態に移行させるために、コイル装置に制御ライン装置を用いて供給される電力である。
【００２１】
本発明において、作動力は、アクチュエータ装置を第１の動作状態から第２の動作状態へ移行させる力であると理解されるべきである。好ましくは、コイル装置に供給された作動出力は磁場を引き起こし、当該磁場は作動装置への作動力を引き起こす。好ましくは、作動装置は、作動力に基づいて調整運動を行う。
【００２２】
本発明において、復元力は、アクチュエータ装置を第２の動作状態から第１の動作状態へ移行させる力であると理解されるべきである。好ましくは、復元力は、制御機構によって、特に作動装置に加えられる。好ましくは、復元力は、作動力に対して反対の方向に作用する。
本発明において、復元作動出力は、第２の動作状態から第１の動作状態へ移行させるためにアクチュエータ装置に供給される電力であると理解されるべきである。好ましくは、復元作動出力は電力として、制御ライン装置を用いてコイル装置に供給される。
【００２３】
本発明において、コイル装置への出力の供給の中断又は減少は、作動出力の供給が減少する、又は、停止することであると理解されるべきである。
本発明において、制御ライン装置の監視は、少なくとも１つの電気的変量、好ましくは電圧又は電流が、適切な測定装置によって測定されることであると理解されるべきである。好ましくは、少なくとも１つの電気的変量の時間的プロファイル（zeitlicher Verlauf）が測定される。さらに好ましくは、電圧及び電流、又は、その時間的プロファイルが測定される。さらに好ましくは、この測定は、一定期間にのみ行われるものであり、アクチュエータ装置の運転期間全体にわたって行われるものではない。好ましくは、当該監視の開始及び終了の誘発条件として、制御機構の計画に従う位置が用いられる。特に好ましくは、作動装置によって計画通りに力を加えられる装置の摺動又は回転角位置が、誘発条件として用いられる。
【００２４】
本発明において、アクチュエータ評価パラメータは、アクチュエータ装置を評価するためのパラメータであると理解されるべきである。好ましくは、当該パラメータは、測定された、特に好ましくは算出された電気的変量に基づいている。好ましくは、当該パラメータは、制御ライン装置の監視の際に測定される電気的変量の内少なくとも１つに基づいて算出される。好ましくは、アクチュエータ評価パラメータは、当該監視の測定された電圧の時間的プロファイルと、付加的又は代替的に、測定された電流の時間的プロファイルとに基づいている。さらに好ましくは、アクチュエータ評価パラメータは、これら測定された変量（電圧プロファイル、電流プロファイル）の内少なくとも１つの積分又は数的総和（numerische Summation）に、さらに好ましくは、制御手段装置の監視の際に測定されるような電圧の時間的プロファイル及び電流の時間的プロファイルからの積の積分又は数的総和に基づいている。好ましくは、アクチュエータ評価パラメータは、コイル装置に供給される作動出力の程度を表している。好ましくは、アクチュエータ評価パラメータは、出力（作動出力）の供給が中断された後のコイル装置のエネルギー単位を表しており、したがって、特に、作動出力の供給によってコイル装置内に貯蔵されたエネルギーに関する基準である。
【００２５】
本発明において、アクチュエータ評価パラメータの評価は、アクチュエータ評価パラメータを少なくとも１つの基準値と比較することであると理解されるべきである。好ましくは、より前の時点で記録された少なくとも１つのアクチュエータ評価パラメータが、このような基準値として理解されるべきである。さらに好ましくは、このような基準値は、少なくとも１つの事前に計算した、好ましくは制御機器のデータ記憶装置に格納されたパラメータであると理解されるべきである。好ましくは、アクチュエータ評価パラメータは、少なくとも１つの、閾値として理解されるべき基準値と比較される。好ましくは、当該閾値は、コイル装置の臨界エネルギー含量を表している。このような臨界エネルギー含量が存在するのは特に、コイル装置内のエネルギー含量が小さく、したがって、アクチュエータ装置がもはや正常には機能していない場合、特に調整機能を正常に実行するには作動力が小さすぎる場合である。当該閾値よりも小さいエネルギー含量に関しては、特に、アクチュエータ装置がもはや必要な安全性を伴っては動作していないことが推測される。好ましくは、当該閾値は、当該閾値によって表されるエネルギー含量が、アクチュエータ装置の正常な動作に必要なエネルギー含量の１倍から５倍、好ましくは1.25倍から４倍、特に好ましくは1.5倍から2.5倍のエネルギー含量に相当するように選択されている。さらに好ましくは、当該基準値は、供給される作動出力にも関連しており、さらに好ましくは、アクチュエータ装置のさらなる電気的構造条件がここで考慮される。
【００２６】
好ましい一実施形態において、減少した作動出力は、作動装置の運動のためにアクチュエータ装置に供給される作動出力よりも小さく、特に、ステータ装置と作動装置とが、互いに対して略動かない程度に小さい。好ましくは、減少した作動出力は、0.01倍から0.5倍の作動出力、好ましくは0.01倍から0.25倍の作動出力、特に好ましくは0.01倍から0.1倍の作動出力の範囲から選択されている。さらに好ましくは、減少した作動出力は、作動出力と同じ制御ライン装置によって、コイル装置に伝達される。本発明に係る減少した作動出力によって、アクチュエータ装置を、作動していない状態で、したがって特にアクチュエータ装置の動作予定には無関係に検査することが可能であり、それによって、アクチュエータ装置の機能を監視するための改善された方法が提供される。
【００２７】
好ましい一実施形態において、作動出力の供給を中断するために、アクチュエータ装置は出力源から分離され、好ましくは電気的に出力源から絶縁され、さらに好ましくは、コイル装置の少なくとも２つの電気的接続部の間における電位差が解消されるように分離される。出力源は、特に、アクチュエータ装置の作動のための電力を提供し、好ましくは、出力源は車載電力供給網であると理解されるべきである。好ましくは、この中断のために、スイッチング装置が起動する。好ましくは、リレー装置等の回路遮断装置又は電力工学部材、好ましくはサイリスタ等である。出力供給の中断によって、特に電気的絶縁によって、漏れ電流が出力の供給につながらないこと、及び、可能な場合には、動作効率の誤った解釈につながらないことが確実化され、したがって、アクチュエータ装置を監視するための改善された方法が提供される。
【００２８】
好ましい一実施形態において、コイルに貯蔵された電気エネルギーを放出するための制御ライン装置は、当該電気エネルギーがコイル出力として電力降下機構（Leistungssenke）に向けて放出されるように制御される。好ましくは、電力降下機構は、電気貯蔵装置、電気抵抗等であると理解されるべきである。好ましくは、制御ライン装置の制御のために、スイッチング装置が、特に制御機器によって作動される。さらに好ましくは、この制御プロセスを通じて、還流ダイオード装置を通る出力フローが可能になる。ここで、還流ダイオード装置は、制御ライン装置内の装置であると理解されるべきであり、還流ダイオード装置は、電流のフローを、一方向においてのみ、好ましくは作動出力フローの反対方向において可能にし、少なくとも制御ライン装置の一部分において可能にする。制御ライン装置の当該部分は、好ましくは電力降下機構を有している。さらに好ましくは、制御ライン装置は、好ましくは作動出力の供給が中断した後に、電気的測定装置を用いて監視される。好ましくは、制御ライン装置は、サイリスタ等の電力工学部材の作動を通じて、又は、さらに好ましくはリレー装置を用いて制御される。コイル出力が電力降下機構に向かう特定の方向においてのみ流出し得るように、目標を定めて制御ライン装置を作動させることによって、電力の特に正確な測定が可能になり、したがって、アクチュエータ装置を監視するための改善された方法が可能になる。
【００２９】
好ましい一実施形態において、制御ライン装置を監視する際には、少なくとも１つの電気的変量が測定装置によって測定される。好ましくは、制御ライン装置は、電圧測定装置を用いて監視され、付加的又は代替的には、電流測定装置を用いて監視される。さらに好ましくは、制御ライン装置は、電圧測定装置と電流測定装置とによって監視される。
【００３０】
さらに好ましい一実施形態において、制御ライン装置の監視の際に、電圧の時間的プロファイルと、代替的又は付加的に電流の時間的プロファイルとが測定される。好ましくは、この監視の場合、電圧及び電流の時間的プロファイルが、コイル出力が電力降下機構に向けて流出する際に監視される。特に重要な電気的変量の時間的プロファイルの測定によって、コイル装置のエネルギー含量を特に正確に推測することが可能であり、したがって、アクチュエータ装置を監視するための改善された方法が提供される。
【００３１】
好ましい一実施形態において、アクチュエータ評価パラメータの決定は、これらの電気的変量の内１つ又は複数の変量の時間的プロファイルの数的総和又は積分に基づいている。好ましくは、測定された電圧プロファイル及び電流プロファイルからの積の時間的プロファイルが積分されるか、又は、数的に合計される。特に、測定された電気的変量の評価によって、コイル出力を推測することが可能であり、それによって、アクチュエータ装置を監視するための改善された方法が提供される。
【００３２】
好ましい一実施形態において、作動出力は短時間のみコイル装置に供給され、このような作動出力の短縮された供給は、好ましくは、作動装置がステータ装置に対して動かされることにはつながらない。減少した作動出力を参照のこと。ここで、短時間とは、好ましくはアクチュエータ装置を第１の動作状態から第２の動作状態へ、さらに好ましくは無駄時間へ移行させるために作動出力を供給するための時間よりも短い時間であると理解されるべきである。すなわち、作動装置又はアクチュエータ装置のアクチュエータピンの運動を喚起することがない最大電流給電時間である。この短縮された時間は、特にアクチュエータの種類、アクチュエータの抵抗、消費電力等に依存する。好ましくは、短縮して供給される作動出力は、0.0001秒から0.1秒の間、好ましくは0.001秒から0.01秒の間、特に好ましくは0.003秒から0.005秒の間、最も好ましくは0.004秒にわたって供給される。特に、短縮して供給される作動出力の供給時間は、アクチュエータ装置による計画通りの調整プロセスに至らないように選択されている。好ましくは、作動出力、特に短縮又は減少した作動出力の供給は、運転を開始する際に（スタートプロセス）、自動車において、すなわち特にそれぞれのスタートプロセス又はそれぞれｎ番目（ｎ＞１）のスタートプロセスの際に行われ、代替的又は付加的には、短縮して供給される作動出力を、一定の時間間隔の後、反復的に供給し、監視することも可能である。好ましくは、反復する監視の際に測定される変量、特にアクチュエータ評価パラメータが記憶される。これらの時間的にずらして得られるアクチュエータ評価パラメータの比較によって、アクチュエータ装置、特に制御ライン装置及びコイル装置の動作効率を監視することが可能になる。したがって特に、電気的接触点における変化する、特に増大する抵抗が検出可能であり、それによって、アクチュエータ装置を監視するための改善された方法が提供される。
【００３３】
本発明に係る方法を実施するための本発明に係るアクチュエータ監視装置は、実行ユニット、特に算術演算装置及びデータ記憶装置を備えた制御機器、並びに、出力制御装置、特に出力フローを制御するための、特に制御ライン装置の一部としてのスイッチング装置、を有している。さらに、アクチュエータ監視装置は、アクチュエータ装置が第１の動作状態から第２の動作状態に移行する際、又は、その逆の際に生じ得る、少なくとも１つの電気的変量を測定するための測定装置を有している。アクチュエータ装置は、ステータ装置と作動装置とを有しており、作動装置は、ステータ装置に対して可動的に支承されている。アクチュエータ装置の第１の動作状態と第２の動作状態とは、ステータ装置及び作動装置の異なる位置によって区別される。
【００３４】
好ましい一実施形態において、アクチュエータ監視装置は、スイッチング装置を有している。好ましくは、当該スイッチング装置を用いて、電気的コイル装置への方向の出力フローを遮断することができる。好ましくは、スイッチング装置は、電力工学部材として、特に好ましくはサイリスタ装置として構成されている。さらに好ましくは、スイッチング装置はリレー装置として構成されている。上述したスイッチング装置の構成によって、制御ライン装置を通る出力フローを安全かつ確実に制御することが可能であり、それによって、アクチュエータ装置を監視するための改善された装置が提供される。
【００３５】
好ましい一実施形態において、アクチュエータ監視装置は、電流伝導装置を有している。好ましくは、当該電流伝導装置は、電力フローを一方向において、好ましくは作動出力の方向において妨げる装置として構成されており、さらに好ましくは、当該電流伝導装置は、還流ダイオード装置として構成されている。さらに好ましくは、還流ダイオード装置は、制御ライン装置の、好ましくは電力降下機構とコイル装置との間に位置する部分に配置されている。好ましくは、アクチュエータ監視装置は、代替的又は付加的に、作動出力の伝達のために設けられた制御ライン装置の他に、さらなる作動出力、特に減少又は短縮して供給される作動出力を伝達するためのさらなる制御ライン装置を有している。したがって、アクチュエータ監視装置は、好ましくは２つの制御ライン装置を有することも可能である。特に、このような構成の場合、作動出力を伝達する第１の制御ライン装置によって、アクチュエータ装置全体を監視し、それとは別に、第２の制御ライン装置によって、コイル装置を監視することが可能である。両方の監視結果を概観することによって、アクチュエータ装置の起こり得る異常をより良好に封じ込めることが可能になり、それによって、改善されたアクチュエータ監視装置が提供される。
本発明のさらなる特徴は、概略図の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】アクチュエータ評価パラメータの算出の図である。
【図２】アクチュエータ装置の概略的回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１には、例えば特許文献２に記載の自動車の２つのカムを有する持ち上げ弁のための弁制御装置のためのアクチュエータ装置の、アクチュエータ装置を作動させるための電圧Ｕの時間的プロファイルと、作動力によって引き起こされた作動装置のステータ装置に対する移動の距離Ｌとが示されている。まず、アクチュエータ装置は、その基本位置（第１の動作状態）に位置している。アクチュエータ装置の電流給電は、ｔ１の時点で、線Ｖによって表される電圧の低下を伴って開始する。この時点で、コイル装置への作動出力の供給が開始する。ｔ２の時点では、ステータ装置から作動装置に作用する作動力が大きいので、作動装置は動き始める。これは、線Ｓの傾斜によって認識され得る。ｔ３の時点で、作動装置はその終点に到達しており（第２の動作状態）、それ以上は移動しない。ｔ４の時点で、印加される電圧Ｖ１及びそれに伴うコイル装置への出力供給が中断される。それにもかかわらず、作動装置に復元力が作用するまで、作動装置は現在の位置にとどまっている。作動出力の供給の中断は、電圧ＵＳを誘導する。作動出力の供給が中断される時点で、コイル出力がコイル装置から流出し始める。このコイル出力の流出は、電気的測定装置を用いて監視され、この場合は少なくとも電圧の時間的プロファイルが測定される。コイル出力の流出はｔ５の時点で終了する。ｔ４とｔ５との間で測定された電気的変量の数的総和によって、アクチュエータ評価パラメータが算出される。これは、図中の面ＫＧによって表される。ｔ７の時点では、復元力が作動装置に作用し、作動装置を初期状態（第１の動作状態）に復帰させる。アクチュエータ装置はｔ８の時点で初期状態に到達する。アクチュエータ装置が第２の動作状態から第１の動作状態に復帰する際、ローレンツ力によって、再びコイル装置内に電圧が誘導され、当該電圧は最大でＵＩｎｄに到達する。この誘導された電圧は、評価される限りにおいて、リセット信号（Rueckwurfsignal）として理解され得る。このようなリセット信号が認識され得る限りにおいてのみ、作動装置がステータ装置に対して計画通り動いたと推測することができる。線Ｔは、リセット信号に関する測定を表しており、当該測定は好ましくは時間的に制御される。この場合、測定はｔ６の時点で開始し、ｔ９の時点で終了する。測定の時間的な制御は、例えば汚染等によるコイル装置内の別の電圧誘導がリセット信号として認識されることを防止する。
【００３８】
リセット信号と評価との組み合わせにおいて、どのような不規則性がアクチュエータ装置に存在するかを明確に結論付けることができる。アクチュエータ評価パラメータが閾値を上回ると評価される場合、電気的動作効率が存在している。それにもかかわらずリセット信号が発生しない場合、アクチュエータ装置の機械的な異常が推測され得る。例えばアクチュエータ評価パラメータのゆっくりとした悪化等の不規則性が生じ、リセット信号が認識され得る場合、電気的な異常が推測される。アクチュエータ評価パラメータが所定の閾値を下回り、リセット信号が存在しない場合、アクチュエータ装置の作動の際に電気的な異常が存在すると推測することができる。本発明によって、さらなる評価の可能性が与えられる。
【００３９】
図２には、アクチュエータ装置の部分的に概略的な回路図が示されており、アクチュエータ装置は、本発明に係る方法を実施するための本発明に係る装置によって、及び、まさに当該方法によって監視され得る。ここでは、コイル装置１に、スイッチング装置６を有する制御ライン装置５を用いて、作動出力２が供給される。スイッチング装置６は、制御機器（図示されていない）からの制御命令１０によって、開閉を行う。スイッチング装置６の開閉によって、コイル装置１には、エネルギー源４からのエネルギーが供給される。エネルギー源４は、第２の極４ｂに対して高められた電位を有する極４ａを、したがって、陽極と陰極とを備えている。コイル装置１はまず、作動出力２を受容し、作動装置（図示されていない）は計画通り作動出力２によって動かされ、アクチュエータ装置の作動課題が実行される。コイル装置の電気的接続部（１ａ、１ｂ）は、電流制御装置、この場合は還流ダイオード装置７及び電気負荷８によって互いに接続されている。このとき、電流制御装置は、作動出力２に向かう方向においてのみ出力フローを許容するように構成されている。制御命令１０に基づいて、作動出力２の供給が中断される場合、又は、コイル装置１の電気的接続部（１ａ、１ｂ）における電位差が解消される場合、コイル装置１内に貯蔵されたエネルギーは放出され始め、コイル出力３が流出する。この放出は、還流ダイオード装置７及び電気負荷８によって可能になる。さらに、制御ライン装置５の当該部分には、電気的測定点９ａが配置されており、当該電気的測定点を通じて、測定機器９はコイル出力の時間的プロファイル（電流、電圧）を記録する。当該測定機器は、制御機器（図示されていない）にも統合され得る。このように測定された電気的変量から、概ね電圧Ｕの時間的プロファイルと付加的又は代替的に電流の時間的プロファイルとから、最終的にアクチュエータ評価パラメータが算出される。
【符号の説明】
【００４０】
１  コイル装置
２  作動出力
３  コイル出力
４  エネルギー源
４ａ  エネルギー源の陽電位
４ｂ  エネルギー源の陰電位
５  制御ライン装置
６  スイッチング装置
７  還流ダイオード装置
８  電気負荷
９  測定機器
９ａ  測定点
１０  制御機器の制御命令
【図１】
0006416753.tif 000002
【図２】
0006416753.tif 000003