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DE102020113906A1 - Magnetic actuator for a camshaft adjuster and method for actuating an actuator of a camshaft adjuster - Google Patents

Magnetic actuator for a camshaft adjuster and method for actuating an actuator of a camshaft adjuster Download PDF

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DE102020113906A1
DE102020113906A1 DE102020113906.3A DE102020113906A DE102020113906A1 DE 102020113906 A1 DE102020113906 A1 DE 102020113906A1 DE 102020113906 A DE102020113906 A DE 102020113906A DE 102020113906 A1 DE102020113906 A1 DE 102020113906A1
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DE
Germany
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modulated signal
pulse
signal
actuator
pwms
Prior art date
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Application number
DE102020113906.3A
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German (de)
Inventor
Yi Wang
Boris Puetz
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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Abstract

Ein Aktor (1) eines hydraulischen Nockenwellenverstellers wird betätigt, indem eine Spule (2) des Aktors (1) mit einem pulsweitenmodulierten Signal (PWMS) bestromt wird, wobei diesem Signal (PWMS) ein weiteres Signal (amS), welches ein über mindestens eine Periodendauer (PP) der Pulsweitenmodulation konstantes Niveau (S2) aufweist, überlagert wird.An actuator (1) of a hydraulic camshaft adjuster is actuated by energizing a coil (2) of the actuator (1) with a pulse-width modulated signal (PWMS), this signal (PWMS) receiving a further signal (amS), which is transmitted via at least one Period duration (PP) of the pulse width modulation constant level (S2) is superimposed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigung eines Aktors eines Nockenwellenverstellers eines Hubkolbenmotors. Ferner betrifft die Erfindung einen Magnetaktor für einen Nockenwellenversteller.The invention relates to a method for actuating an actuator of a camshaft adjuster of a reciprocating piston engine. The invention also relates to a magnetic actuator for a camshaft adjuster.

Die DE 10 2016 124 010 A1 offenbart einen Zentralmagnet zur Betätigung eines Nockenwellenverstellers. Der Zentralmagnet umfasst eine Spule, die derart von einem elektrischen Strom durchfließbar ist, dass ein Magnetfeld induziert wird, das eine Axialbewegung eines Stößels, welcher in der Spule angeordnet ist, hervorruft. Im Fall der DE 10 2016 124 010 A1 ist der Stößel von einem als Kunststoffbauteil ausgebildeten Gleitlager, das auf einem mit der Spule fest verbundenen Lageraufnahmeteil angeordnet ist, geführt.the DE 10 2016 124 010 A1 discloses a central magnet for actuating a camshaft adjuster. The central magnet comprises a coil through which an electric current can flow in such a way that a magnetic field is induced which causes an axial movement of a plunger which is arranged in the coil. In the case of the DE 10 2016 124 010 A1 the plunger is guided by a slide bearing designed as a plastic component, which is arranged on a bearing receiving part firmly connected to the coil.

Einzelheiten einer Spule für ein Magnetventil zum Ansteuern eines Nockenwellenverstellers sind in der DE 10 2011 077 733 A1 beschrieben. In diesem Fall ist eine Unterseite eines Spulenträgers auf einen Boden eines topfförmigen Bauteils aufgelegt. Zwischen einer Jochscheibe und dem topfförmigen Bauteil ist ein Spalt gebildet, welcher zur Aufnahme eines aushärtenden Füllmittels vorgesehen ist.Details of a coil for a solenoid valve for controlling a camshaft adjuster are in the DE 10 2011 077 733 A1 described. In this case, an underside of a coil former is placed on a base of a cup-shaped component. A gap is formed between a yoke disk and the cup-shaped component, which gap is provided for receiving a hardening filler.

Die DE 102 32 528 B4 beschreibt ein ebenfalls für die Verwendung bei einer variablen Nockenwellensteuerung vorgesehenes Magnetventil, welches einen Ölfilter umfasst. Hierbei ist ein Ölfilter oder Ölsieb vor einem Motoröleingang des Magnetventils angeordnet.the DE 102 32 528 B4 describes a solenoid valve which is also intended for use in a variable camshaft control and which comprises an oil filter. Here, an oil filter or oil strainer is arranged in front of an engine oil inlet of the solenoid valve.

Ein in der DE 10 2016 123 827 A1 beschriebener Zentralaktuator für ein Magnetventil eines Schwenkmotorverstellers umfasst einen Betätigungsstößel, welcher als Tiefziehbauteil ausgebildet ist. Auch in diesem Fall ist der Schwenkmotorversteller Teil eines Nockenwellenverstellers eines Verbrennungsmotors.An Indian DE 10 2016 123 827 A1 The described central actuator for a solenoid valve of a swivel motor adjuster comprises an actuating tappet which is designed as a deep-drawn component. In this case, too, the swivel motor adjuster is part of a camshaft adjuster of an internal combustion engine.

Verschiedene Magnetaktoren, welche Federelemente umfassen, sind zum Beispiel in den Dokumenten DE 10 2016 206 882 A1 , EP 2 568 204 B1 und DE 10 2018 203 779 A1 beschrieben.Various magnetic actuators, which include spring elements, are for example in the documents DE 10 2016 206 882 A1 , EP 2 568 204 B1 and DE 10 2018 203 779 A1 described.

Bei einem in der DE 44 30 509 C2 beschriebenen Magnetventil handelt es sich um einen Bestandteil einer Kraftübertragungsanlage eines PKWs oder LKWs. Das Magnetventil wird Impulsbreiten-moduliert betrieben. Als prinzipielle Möglichkeiten einer Pulsweitenmodulation sind in der DE 44 30509 C2 eine Hochwiderstands-Impulsbreiten-Modulation sowie eine Nieder-Widerstand-PWM genannt.At one in the DE 44 30 509 C2 described solenoid valve is part of a power transmission system of a car or truck. The solenoid valve is operated with a pulse width modulation. The basic options for pulse width modulation are in the DE 44 30509 C2 called high-resistance pulse-width modulation and low-resistance PWM.

Auch ein in der DE 199 53 936 A1 beschriebenes Ventil ist zur Verwendung in einem elektrohydraulisch gesteuerten Automatikgetriebe vorgesehen und umfasst eine pulsweitenmoduliert bestrombare Spule.Also one in the DE 199 53 936 A1 The valve described is intended for use in an electrohydraulically controlled automatic transmission and comprises a coil that can be energized in a pulse-width-modulated manner.

Ein in der DE 103 18 245 B4 beschriebener Aktuator ist zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Auch in diesem Fall wird eine Spule des Aktuators mit einem pulsweitenmodulierten Signal angesteuert.An Indian DE 103 18 245 B4 The actuator described is provided for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine. In this case too, a coil of the actuator is triggered with a pulse-width-modulated signal.

Bei einem in der DE 10 2014 218 267 A1 beschriebenen Betätigungsmagnet für ein hydraulisches Ventil ist die Erzeugung eines Haltestroms durch Pulsweitenmodulation vorgesehen.At one in the DE 10 2014 218 267 A1 The actuation magnet described for a hydraulic valve is intended to generate a holding current by means of pulse width modulation.

Aus der EP 2 382 704 B1 ist ein Elektromotor bekannt, bei dessen Betrieb ein Datensignal auf ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) aufmoduliert wird.From the EP 2 382 704 B1 an electric motor is known, during the operation of which a data signal is modulated onto a pulse-width-modulated signal (PWM signal).

Die DE 40 29 556 A1 , welche eine automatische Geschwindigkeitssteuerung eines Kraftfahrzeugs betrifft, beschreibt ein Übertragungsverfahren, bei welchem eine erste Information in Form eines pulsbreitenmodulierten Signals mit fester Periodenlänge und eine zweite Information in Form eines amplitudenmodulierten Signals übertragen wird, wobei das amplitudenmodulierte Signal dem pulsbreitenmodulierten Signal überlagert ist. Hierbei weist das amplitudenmodulierte Signal innerhalb einer Periode nur dann einen von Null verschiedenen Wert auf, wenn das pulsbreitenmodulierte Signal ebenfalls einen von Null verschiedenen Wert aufweist. Beim amplitudenmodulierten Signal handelt es sich nach der DE 40 29 556 A1 um ein binäres Signal, das heißt ein Signal, welches entweder einen logischen Pegel Null oder einen logischen Pegel Eins darstellt.the DE 40 29 556 A1 , which relates to an automatic speed control of a motor vehicle, describes a transmission method in which a first piece of information is transmitted in the form of a pulse-width-modulated signal with a fixed period length and a second piece of information in the form of an amplitude-modulated signal, the amplitude-modulated signal being superimposed on the pulse-width-modulated signal. In this case, the amplitude-modulated signal only has a value other than zero within a period if the pulse-width-modulated signal likewise has a value other than zero. The amplitude-modulated signal is according to the DE 40 29 556 A1 a binary signal, that is to say a signal which represents either a logic level zero or a logic level one.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ansteuerung eines Magnetaktors eines Nockenwellenverstellers gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterzuentwickeln, wobei auf schwingungstechnische Eigenschaften sowie Magnethysterese im Zusammenhang mit Schalteigenschaften des Magnetventils ein besonders Augenmerk gerichtet werden soll.The invention is based on the object of further developing the control of a magnetic actuator of a camshaft adjuster compared to the prior art mentioned, with particular attention being paid to vibration properties and magnetic hysteresis in connection with switching properties of the solenoid valve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Betätigung eines Aktors eines Nockenwellenverstellers gemäß Anspruch 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch einen für die Verwendung in einem Nockenwellenversteller vorgesehenen Magnetaktor mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Magnetaktor erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für das Betätigungsverfahren und umgekehrt.This object is achieved according to the invention by a method for actuating an actuator of a camshaft adjuster according to claim 1. The object is also achieved by a magnetic actuator with the features of claim 8 provided for use in a camshaft adjuster Advantages of the invention apply mutatis mutandis to the actuation method and vice versa.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass bei der Auslegung einer Pulsweitenmodulationsfrequenz (PWM-Frequenz), mit welcher ein Magnetaktor angesteuert wird, sowohl niedrige Frequenzen als auch hohe Frequenzen spezifische Vor- und Nachteile haben. So ist eine hohe PWM-Frequenz im Sinne einer schnellen Reaktionszeit des gesamten Verstellsystems, das heißt Systems zur Nockenwellenverstellung, prinzipiell von Vorteil. Andererseits führt eine hohe PWM-Frequenz tendenziell zu einer hohen Haftreibung zwischen Magnetanker und Magnetgehäuse des Aktors, was eine hohe Magnetkrafthysterese bedeutet.The invention is based on the idea that when designing a Pulse width modulation frequency (PWM frequency) with which a solenoid actuator is controlled, both low frequencies and high frequencies have specific advantages and disadvantages. A high PWM frequency in the sense of a fast reaction time of the entire adjustment system, that is to say the system for adjusting the camshaft, is in principle advantageous. On the other hand, a high PWM frequency tends to lead to high static friction between the magnet armature and the magnet housing of the actuator, which means a high magnetic force hysteresis.

Der beschriebene Zielkonflikt wird durch das anmeldungsgemäße Betätigungsverfahren aufgelöst, indem eine Spule eines Aktors eines Nockenwellenverstellers mit einem pulsweitenmodulierten Signal bestromt wird, wobei diesem Signal ein weiteres Signal, welches ein über mindestens eine Periodendauer der Pulsweitenmodulation konstantes Niveau aufweist, überlagert wird.The conflict of objectives described is resolved by the actuation method according to the application in that a coil of an actuator of a camshaft adjuster is energized with a pulse-width modulated signal, with this signal being superimposed on a further signal which has a constant level over at least one period of the pulse width modulation.

Im Unterschied zu bekannten, oben beschriebenen Verfahren, bei welchen auf PWM-Signale weitere Signale aufmoduliert werden, hat das weitere Signal, welches beim anmeldungsgemäßen Betätigungsverfahren dem pulsweitenmodulierten Signal überlagert wird, nicht die Funktion, zusätzliche Informationen zu übertragen, sondern lediglich den Zweck, nachteiligen Effekten im Zusammenhang mit Magnethysterese entgegenzuwirken. Insbesondere handelt es sich bei dem weiteren Signal, welches dem pulsweitenmodulierten Signal überlagert wird, um ein amplitudenmoduliertes, diskrete Signalniveaus aufweisendes Signal.In contrast to the known methods described above, in which further signals are modulated onto PWM signals, the further signal, which is superimposed on the pulse-width-modulated signal in the actuation method according to the application, does not have the function of transmitting additional information, but merely the purpose of being disadvantageous To counteract effects related to magnetic hysteresis. In particular, the further signal which is superimposed on the pulse-width-modulated signal is an amplitude-modulated signal having discrete signal levels.

Beispielsweise wird als weiteres Signal ein amplitudenmoduliertes Signal mit genau zwei verschiedenen Niveaus verwendet. Es hat sich gezeigt, dass diese simple Verfahrensvariante zur Erzielung des gewünschten Effekts, nämlich der weitgehenden Elimination nachteiliger Auswirkungen von Magnethysterese, ausreichend ist.For example, an amplitude-modulated signal with exactly two different levels is used as a further signal. It has been shown that this simple variant of the method is sufficient to achieve the desired effect, namely the extensive elimination of disadvantageous effects of magnetic hysteresis.

In besonders einfach technisch umsetzbarer Weise wird dem pulsweitenmodulierten Signal ein amplitudenmoduliertes Signal überlagert, welches alternierend zwischen einem diskreten endlichen Wert und dem Wert Null umgeschaltet wird. Die Frequenz der Amplitudenmodulation entspricht hierbei insbesondere einer PWM-Frequenz, welche hinsichtlich Magnethysterese optimal ist. Das Vorzeichen des genannten diskreten endlichen Wertes kann dem Vorzeichen des pulsweitenmodulierten Signals entsprechen.An amplitude-modulated signal, which is alternately switched between a discrete finite value and the value zero, is superimposed on the pulse-width-modulated signal in a manner that can be technically implemented in a particularly simple manner. The frequency of the amplitude modulation corresponds in particular to a PWM frequency, which is optimal with regard to magnetic hysteresis. The sign of the discrete finite value mentioned can correspond to the sign of the pulse-width-modulated signal.

Die Periodendauer des amplitudenmodulierten Signals ist in jeder Variante des Betätigungsverfahrens länger als die Periodendauer des pulsweitenmodulierten Signals. Beispielsweise entspricht die Periodendauer des weiteren Signals einem ganzzahligen Mehrfachen der Periodendauer des pulsweitenmodulierten Signals.In every variant of the actuation method, the period of the amplitude-modulated signal is longer than the period of the pulse-width-modulated signal. For example, the period of the further signal corresponds to an integral multiple of the period of the pulse-width-modulated signal.

Die Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals liegt beispielsweise zwischen 500 Hz und 1000 Hz, wogegen die Frequenz des amplitudenmodulierten Signals beispielsweise nur 100 Hz bis 200 Hz beträgt. Durch die Amplitudenmodulation mit vergleichsweise niedriger Frequenz kann sich der Anker des Magnetaktors trotzt der relativ hohen Frequenz des Ansteuersystems, das heißt Frequenz im Bereich von 500 Hz bis 1000 Hz, ohne hohe Haftreibung bewegen. Insgesamt ist damit unter Ausschaltung nachteiliger Effekte eine schnelle Reaktionszeit des den Magnetaktor umfassenden Verstellsystems realisierbar.The frequency of the pulse-width-modulated signal is, for example, between 500 Hz and 1000 Hz, whereas the frequency of the amplitude-modulated signal is, for example, only 100 Hz to 200 Hz. Due to the amplitude modulation with a comparatively low frequency, the armature of the magnetic actuator can move without high static friction despite the relatively high frequency of the control system, that is, a frequency in the range from 500 Hz to 1000 Hz. Overall, a quick response time of the adjustment system comprising the magnetic actuator can be achieved with the elimination of disadvantageous effects.

Der Magnetaktor des Nockenwellenversteller umfasst zusätzlich zu einer Spule, mittels welcher der Anker des Aktors verschiebbar ist, eine Ansteuereinheit, welche dazu ausgebildet ist, die Spule mit einem aus einem pulsweitenmodulierten Signal und einem amplitudenmodulierten Signal gebildeten Summensignal anzusteuern.In addition to a coil by means of which the armature of the actuator can be displaced, the magnetic actuator of the camshaft adjuster comprises a control unit which is designed to control the coil with a sum signal formed from a pulse-width-modulated signal and an amplitude-modulated signal.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist die Ansteuereinheit zum Empfang eines extern generierten pulsweitenmodulierten Signals und zur Generierung des amplitudenmodulierten Signals sowie Aufmodulation dieses Signals auf das pulsweitenmodulierte Signal ausgebildet. In vorteilhafter, kompakter Gestaltung ist die Ansteuereinheit zusammen mit der Spule in einem gemeinsamen Gehäuse, das heißt Aktorgehäuse, angeordnet.According to one possible embodiment, the control unit is designed to receive an externally generated pulse-width-modulated signal and to generate the amplitude-modulated signal and to modulate this signal onto the pulse-width-modulated signal. In an advantageous, compact design, the control unit is arranged together with the coil in a common housing, that is to say the actuator housing.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

  • 1 ausschnittsweise einen Magnetaktor zur Ansteuerung eines Nockenwellenverstellers,
  • 2 bis 4 Diagramme zur Erläuterung des Betriebs des Magnetaktors.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. Show here:
  • 1 a section of a solenoid actuator for controlling a camshaft adjuster,
  • 2 until 4th Diagrams to explain the operation of the solenoid actuator.

Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Aktoreinheit ist Teil nicht weiter dargestellten hydraulischen Nockenwellenverstellers eines Verbrennungsmotors. Die Aktoreinheit 1 ist als Magnetaktor ausgebildet, welcher eine Spule 2 sowie einen durch Bestromung der Spule 2 verschiebbaren Stößel 3 umfasst. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des Magnetaktors 1 als Teil eines Nockenwellenverstellers wird auf den eingangs Stand der Technik verwiesen.An actuator unit, identified as a whole by the reference number 1, is part of the hydraulic camshaft adjuster of an internal combustion engine, which is not shown in any further detail. The actuator unit 1 is designed as a magnetic actuator, which has a coil 2 and one by energizing the coil 2 sliding plunger 3 includes. With regard to the basic function of the magnetic actuator 1 as part of a camshaft adjuster, reference is made to the prior art at the beginning.

Der Stößel 3 ist im Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines Gleitlagers 4 gelagert, welches sich in einem Lageraufnahmeelement 5 befindet. Die aus dem mit 8 bezeichneten Gehäuse des Magnetaktors 1 herausragende Stirnseite des Stößels 3 ist als Kopfseite 6 bezeichnet. Ein fest mit den Stößel 3 verbundener Anker, welcher komplett innerhalb des Gehäuses 8 angeordnet ist, ist mit 7 bezeichnet. Der Anker 7 ist in einem Joch 10 geführt.The plunger 3 is in the embodiment with the help of a plain bearing 4th stored, which is in a bearing receiving element 5 is located. The from the designated with 8 housing of the magnetic actuator 1 protruding face of the ram 3 is as the head side 6th designated. A firm with the pestle 3 connected anchor, which is completely inside the housing 8th is arranged, is denoted by 7. The anchor 7th is in a yoke 10 guided.

Weiter ist eine Ansteuereinheit 9 dem Aktor, das heißt Magnetaktor 1, zuzurechnen. Die Ansteuereinheit 9 ist innerhalb des Gehäuses 8 über ein Leitung 12 mit der Spule 2 verbunden. Über eine Leitung 11 ist der Magnetaktor 1 an eine externe, nicht dargestellte Steuer- und Stromversorgungseinheit angeschlossen.Next is a control unit 9 the actuator, i.e. solenoid actuator 1 , attributable. The control unit 9 is inside the case 8th over a line 12th with the coil 2 tied together. Via a line 11 is the solenoid actuator 1 connected to an external control and power supply unit, not shown.

Was den Betrieb des Magnetaktors 1 betrifft, wird im Folgenden auf die 2 bis 4 verwiesen. Die 2 zeigt ein pulsweitenmoduliertes Signal PWMS, welches die Ansteuereinheit 9 über die Leitung 11 erhält. Die mit PP bezeichnete Periodendauer der Pulsweitenmodulation liegt bei 1 bis 2 ms, was einer Frequenz der Pulsweitenmodulation von 500 bis 1000 Hz entspricht. Mit S1 ist ein Stromniveau der Pulsweitenmodulation bezeichnet. In an sich bekannter Weise repräsentiert die Pulsweitenmodulation ein analoges Signal, welches durch das Tastverhältnis des Pulsweitenmodulationssignals PWMS bestimmt ist.As for the operation of the solenoid actuator 1 concerns, in the following we refer to the 2 until 4th referenced. the 2 shows a pulse width modulated signal PWMS , which is the control unit 9 over the line 11 receives. With P P The designated period of the pulse width modulation is 1 to 2 ms, which corresponds to a frequency of the pulse width modulation of 500 to 1000 Hz. With S1 is a current level of the pulse width modulation. In a manner known per se, the pulse width modulation represents an analog signal which is determined by the pulse duty factor of the pulse width modulation signal PWMS is determined.

Durch die Ansteuereinheit 9 wird dem pulsweitenmodulierten Signal PWMS ein amplitudenmoduliertes Signal amS überlagert, welches in 3 skizziert ist. Die Periodendauer dies amplitudenmodulierten Signals amS ist mit Pa bezeichnet und beträgt im Ausführungsbeispiel das Fünffache der Periodendauer PP der Pulsweitenmodulation. Dementsprechend liegt die Frequenz der Amplitudenmodulation bei 100 Hz bis 200 Hz. Das amplitudenmodulierte Signal amS hat genau zwei Niveaus, nämlich den Wert Null und ein Stromniveau S2. Jeder dieser Werte wird jeweils über mehrere Periodendauern PP der Pulsweitenmodulation konstant gehalten.Through the control unit 9 becomes the pulse width modulated signal PWMS an amplitude modulated signal amS superimposed which is in 3 is sketched. The period of this amplitude-modulated signal amS is with P a and in the exemplary embodiment is five times the period P P the pulse width modulation. Accordingly, the frequency of the amplitude modulation is 100 Hz to 200 Hz. The amplitude-modulated signal amS has exactly two levels, namely the value zero and a current level S2 . Each of these values is calculated over a number of periods P P the pulse width modulation kept constant.

Durch die in der Ansteuereinheit 9 vorgenommene Addition der Signale PWMS und amS ergibt sich ein in 4 veranschaulichtes kombiniertes Signal KS als Summensignal. Ein Stromniveau S3, welches das maximale Signalniveau des kombinierten Signals KS darstellt, entspricht der Summe aus den Stromniveaus S1 und S2. Allgemein ist der Strom in den Diagrammen nach den 2 bis 4 mit ISp bezeichnet.Through the in the control unit 9 completed addition of the signals PWMS and amS results in an in 4th illustrated combined signal KS as a sum signal. A current level S3 , which is the maximum signal level of the combined signal KS represents the sum of the current levels S1 and S2 . In general, the current in the diagrams is after the 2 until 4th with I Sp designated.

Ausschließlich das kombinierte Signal KS nach 4 wird zur Bestromung der Spule 2 verwendet. Es handelt sich hierbei um ein modifiziertes pulsweitenmoduliertes Signal, wobei die Frequenz der Modulation (3) geringer als die Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals PWMS ist. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass hierdurch nachteilige Effekte, die mit Magnethysterese im Zusammenhang stehen, gegenüber herkömmlichen Methoden der Pulsweitenmodulation beim Betrieb von Aktuatoren deutlich gemindert sind. Trotz der hohen Frequenz der Pulsweitenmodulation ist insbesondere das Risiko eines nicht beabsichtigten Verharrens des Stößels 3 in seiner aktuellen Position beim Betrieb des Magnetaktors 1 minimiert.Only the combined signal KS after 4th is used to energize the coil 2 used. This is a modified pulse-width modulated signal, whereby the frequency of the modulation ( 3 ) lower than the frequency of the pulse-width modulated signal PWMS is. Surprisingly, it has been shown that disadvantageous effects associated with magnetic hysteresis are significantly reduced compared to conventional methods of pulse width modulation when operating actuators. Despite the high frequency of the pulse width modulation, there is a particular risk that the plunger will remain unintentionally 3 in its current position when operating the magnetic actuator 1 minimized.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Aktoreinheit, MagnetaktorActuator unit, magnetic actuator
22
SpuleKitchen sink
33
StößelPlunger
44th
Gleitlagerbearings
55
LageraufnahmeelementBearing receiving element
66th
KopfseiteHead side
77th
Ankeranchor
88th
Gehäusecasing
99
AnsteuereinheitControl unit
1010
Jochyoke
1111
Leitungmanagement
1212th
Leitung management
amSamS
Signal, amplitudenmoduliertSignal, amplitude modulated
ISpISp
Stromcurrent
KSKS
kombiniertes Signalcombined signal
PaPa
Periodendauer der AmplitudenmodulationPeriod of the amplitude modulation
PPPP
Periodendauer der PulsweitenmodulationPeriod of the pulse width modulation
PWMSPWMS
pulsweitenmoduliertes Signalpulse width modulated signal
S1S1
Stromniveau, PulsweitenmodulationCurrent level, pulse width modulation
S2S2
Stromniveau, AmplitudenmodulationCurrent level, amplitude modulation
S3S3
Stromniveau beim kombinierten SignalCurrent level in the combined signal
tt
ZeitTime

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  • DE 10232528 B4 [0004]DE 10232528 B4 [0004]
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  • DE 4029556 A1 [0012]DE 4029556 A1 [0012]

Claims (10)

Verfahren zur Betätigung eines Aktors (1) eines Nockenwellenverstellers, wobei eine Spule (2) des Aktors (1) mit einem pulsweitenmodulierten Signal (PWMS) bestromt wird, und wobei diesem Signal (PWMS) ein weiteres Signal (amS), welches ein über mindestens eine Periodendauer (PP) der Pulsweitenmodulation konstantes Niveau (S2) aufweist, überlagert wird.Method for actuating an actuator (1) of a camshaft adjuster, a coil (2) of the actuator (1) being energized with a pulse-width-modulated signal (PWMS), and with this signal (PWMS) a further signal (amS), which is a signal via at least a period duration (P P ) of the pulse width modulation constant level (S2) is superimposed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein amplitudenmoduliertes Signal (amS), welches diskrete Signalniveaus (0; S2) aufweist, als weiteres Signal dem pulsweitenmodulierten Signal (PWMS) überlagert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that an amplitude-modulated signal (amS), which has discrete signal levels (0; S2), is superimposed as a further signal on the pulse-width-modulated signal (PWMS). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein amplitudenmoduliertes Signal (amS) mit genau zwei verschiedenen Niveaus (0; S2) verwendet wird.Procedure according to Claim 2 , characterized in that an amplitude-modulated signal (amS) with exactly two different levels (0; S2) is used. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein amplitudenmoduliertes Signal (amS), welches zwischen einem diskreten endlichen Wert (S2) und dem Wert Null (0) umgeschaltet wird, dem pulsweitenmodulierten Signal (PWMS) überlagert wird.Procedure according to Claim 3 , characterized in that an amplitude-modulated signal (amS), which is switched between a discrete finite value (S2) and the value zero (0), is superimposed on the pulse-width-modulated signal (PWMS). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorzeichen des diskreten endlichen Wertes (S2) dem Vorzeichen des pulsweitenmodulierten Signals (PWMS) entspricht.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the sign of the discrete finite value (S2) corresponds to the sign of the pulse-width modulated signal (PWMS). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Periodendauer (Pa) des weiteren Signals (amS) einem ganzzahligen Mehrfachen der Periodendauer (PP) des pulsweitenmodulierten Signals (PWMS) entspricht.Method according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the period duration (P a ) of the further signal (amS) corresponds to an integral multiple of the period duration (P P ) of the pulse-width modulated signal (PWMS). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das pulsweitenmodulierte Signal (PWMS) eine Frequenz von mindestens 500 Hz und höchstens 1000 Hz aufweist.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the pulse-width modulated signal (PWMS) has a frequency of at least 500 Hz and at most 1000 Hz. Magnetaktor (1) für einen hydraulischen Nockenwellenversteller, umfassend eine bestrombare Spule (2) und eine Ansteuereinheit (9), welche dazu ausgebildet ist, die Spule (9) mit einem aus einem pulsweitenmodulierten Signal (PWMS) und einem amplitudenmodulierten Signal (amS) gebildeten Summensignal (KS) anzusteuern.Magnetic actuator (1) for a hydraulic camshaft adjuster, comprising a coil (2) that can be energized and a control unit (9) which is designed to generate the coil (9) with a pulse-width-modulated signal (PWMS) and an amplitude-modulated signal (amS) Control the sum signal (KS). Magnetaktor (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (9) zum Empfang des pulsweitenmodulierten Signals (PWMS) und zur Generierung des amplitudenmodulierten Signals (amS) ausgebildet ist.Solenoid actuator (1) Claim 8 , characterized in that the control unit (9) is designed to receive the pulse-width-modulated signal (PWMS) and to generate the amplitude-modulated signal (amS). Magnetaktor (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (9) zusammen mit der Spule (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (8) angeordnet ist.Solenoid actuator (1) Claim 9 , characterized in that the control unit (9) is arranged together with the coil (2) in a common housing (8).
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