本發(fā)明涉及用于以電學(xué)方式確定磁開關(guān)閥的特征值的一種設(shè)備和一種方法。

背景技術(shù)：

通過如下方式打開磁開關(guān)閥：通電的開關(guān)磁體逆著回復(fù)力吸引可動開關(guān)元件(銜鐵)。再通過如下方式關(guān)閉閥：中斷開關(guān)閥的通電。則銜鐵回落到其出發(fā)位置。

特別在這種方式的快速開關(guān)的閥的情況下必要的是：準(zhǔn)確調(diào)節(jié)銜鐵的開關(guān)行程。僅通過準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)可以同時優(yōu)化控制速度和穩(wěn)健性。在此，控制速度和穩(wěn)健性具有相對立的要求：對于高控制速度來說，需要盡可能小的機(jī)械開關(guān)行程，其中，不允許低于確定的最小開關(guān)行程，以便避免節(jié)流效應(yīng)。隨著開關(guān)行程的增大，速度也增大，以該速度，銜鐵在閥關(guān)閉時彈回其出發(fā)位置。在達(dá)到終止位置時，可能損傷閥的密封面的大的力現(xiàn)在作用。另一方面，大的開關(guān)行程使閥相對于使開關(guān)行程減小的影響——例如沉積(ablagerung)和沉淀——穩(wěn)健。另外，閥的打開狀態(tài)中的流通量隨著開關(guān)行程而增加。

對于開關(guān)行程的每個優(yōu)化的基礎(chǔ)是：了解開關(guān)行程。但是，對于閥的就緒狀態(tài)，銜鐵用于開關(guān)行程的機(jī)械式或光學(xué)式測量是不可觸及的。因此，借助由開關(guān)閥從一個終止位置至另一終止位置所需要的時間估計開關(guān)行程或借助磁通量的測量來應(yīng)對該問題。通過閥中的摩擦或液壓粘合可能使由時間測量的估計強(qiáng)烈地失真。為了可以由磁通量的測量推斷出開關(guān)行程，磁回路和銜鐵的詳細(xì)的認(rèn)知是必要的。

在閥的更長時間的使用中改變的并且因此應(yīng)該監(jiān)控的其他重要的特征值是回復(fù)力的彈簧常數(shù)和在閥運(yùn)行時有效的摩擦系數(shù)。迄今，在閥的可交付使用的(betriebsfertig)狀態(tài)中，這些特征值也沒有充分準(zhǔn)確的測量可觸及。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種方法和一種設(shè)備，相比于根據(jù)至今的現(xiàn)有技術(shù)，借助所述方法，可以與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)相比更準(zhǔn)確地和/或在設(shè)備方面更簡單地確定所提及的特征值。

根據(jù)本發(fā)明通過根據(jù)獨立權(quán)利要求的一種方法以及通過根據(jù)并列權(quán)利要求的一種設(shè)備解決所述任務(wù)。其他有利的構(gòu)型由引用其的從屬權(quán)利要求得出。

在本發(fā)明的范疇內(nèi)，開發(fā)一種用于確定磁開關(guān)閥的特征值的方法。磁開關(guān)閥可以通過銜鐵借助通電的開關(guān)磁體逆著保守回復(fù)力的運(yùn)動來從關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)切換到打開的開關(guān)狀態(tài)。本發(fā)明完全與可以通過銜鐵逆著回復(fù)力的運(yùn)動從打開的開關(guān)狀態(tài)切換到關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)閥類似地作用。

所述特征值屬于如下的群組，該群組包括：

-用于將開關(guān)閥從打開的開關(guān)狀態(tài)切換到關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)所需要的時間，

-回復(fù)力的彈簧常數(shù)，

-在閥運(yùn)行時有效的摩擦系數(shù)，以及

-銜鐵在關(guān)閉狀態(tài)與打開狀態(tài)之間的過渡時經(jīng)過的開關(guān)行程。

根據(jù)本發(fā)明，在從所述打開狀態(tài)切換到所屬關(guān)閉狀態(tài)期間，在將所述開關(guān)磁體上的電壓調(diào)節(jié)到恒定值的情況下，測量流過所述開關(guān)磁體的電流的和/或所述開關(guān)磁體上的電壓的時間變化過程。從所述時間變化過程中分析處理帶測量的特征值。

可看出，銜鐵逆著開關(guān)磁體的每個運(yùn)動在開關(guān)磁體中感應(yīng)電壓。如果現(xiàn)在將開關(guān)磁體上的電壓調(diào)節(jié)到恒定值，則通過所述運(yùn)動所感應(yīng)的電壓一方面可以短時間視為調(diào)節(jié)偏差。另一方面，感應(yīng)的電壓引起通過開關(guān)磁體的電流。從兩個信號可以推斷出銜鐵的運(yùn)動學(xué)特性(kinematik)。因為所述開關(guān)磁體具有歐姆電阻，所以，除此之外，還通過電流耗散能量。

該能量是用于確定銜鐵在關(guān)閉狀態(tài)與打開狀態(tài)之間的過渡時經(jīng)過的開關(guān)行程的關(guān)鍵。如果關(guān)閉閥并且在此通過在開關(guān)磁體上感應(yīng)的電壓耗散能量，則必須對于該能量存在來源。所述來源是在之前從關(guān)閉狀態(tài)切換到打開狀態(tài)時通過逆著回復(fù)力的機(jī)械做功已存儲的勢能。通過回復(fù)力的力定律，所述能量大小明確地配屬有開關(guān)行程的一個值?；貜?fù)力例如可以是彈簧力，但是也可以是作用于銜鐵的重力。因此，在本發(fā)明的一種特別有利的構(gòu)型中，從電流的和/或電壓的時間變化過程中分析處理在從關(guān)閉狀態(tài)切換到打開狀態(tài)時通過逆著回復(fù)力的機(jī)械做功存儲的勢能，所述勢能在從打開狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)時通過銜鐵逆著開關(guān)磁體的運(yùn)動被轉(zhuǎn)化成電能并且在其歐姆電阻上被耗散。

為此，開關(guān)磁體的歐姆電阻的認(rèn)知是必須的。因此，有利地附加地測量該電阻值。但是，根據(jù)經(jīng)驗，該電阻值也在開關(guān)閥的長時間運(yùn)行中是不變化或僅緩慢變化的參量。即足夠的是，在再校準(zhǔn)的意義上以更大的時間間距測量該電阻值。

當(dāng)在開關(guān)閥從打開狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)期間在將開關(guān)磁體上的電壓調(diào)節(jié)到恒定值的情況下測量流過開關(guān)磁體的電流的時間變化過程時，分析處理是最簡單的。這尤其當(dāng)例如通過使開關(guān)磁體短路的方式將電壓調(diào)節(jié)到0伏時適用。然后可以通過如下方式直接得到所尋找的能量：在開關(guān)閥的關(guān)閉過程上對通過所述開關(guān)磁體的歐姆電阻的經(jīng)乘方的(quadriert)電流與該電阻的乘積進(jìn)行積分。但是，也可以在開關(guān)磁體上將另一電壓調(diào)節(jié)為0伏，或但是也可以通過如下方式完全放棄電壓的主動調(diào)節(jié)：例如不是通過預(yù)給定開關(guān)磁體上的電壓的時間變化過程實現(xiàn)開關(guān)閥的關(guān)閉，而是通過預(yù)給定通過開關(guān)磁體的電流的時間變化過程來實現(xiàn)開關(guān)閥的關(guān)閉。然后，通過積分所求取的能量用于修正在開關(guān)磁體上的電流與電壓在關(guān)閉過程的相同的時間界限中的乘積的積分。

銜鐵逆著開關(guān)磁體的運(yùn)動最初感應(yīng)電壓信號。只有開關(guān)磁體的歐姆電阻才從中引起可測量的電流。如果附加地測量在從開關(guān)狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)時的電壓的時間變化過程并且將其考慮用于求取尋找的特征值，則改善測量的準(zhǔn)確性。

對于分析處理的一些構(gòu)型必要的是，識別用于將閥從關(guān)閉狀態(tài)切換到打開狀態(tài)所需要的電流或用于所述切換所需要的電壓。因此，有利的是，也測量所述電流或所述電壓。例如可以從在將閥從關(guān)閉狀態(tài)切換到打開狀態(tài)時的電流的和/或電壓的時間變化過程中分析處理所述電流。在所述時間變化過程中的一個或兩個中，可以在到達(dá)閥切換的所述電流值時例如表現(xiàn)為調(diào)節(jié)偏差或彎折。

在通過開關(guān)磁體的通電打開閥時，將不僅通過逆著回復(fù)力的機(jī)械做功的能量存儲在所述閥中。與回復(fù)力的存在無關(guān)地，將小得多的能量值存儲在由銜鐵和開關(guān)磁體構(gòu)成的磁回路中。在關(guān)閉閥時，所述能量也在開關(guān)磁體的歐姆電阻上被耗散。如果已知落在磁回路上的能量部分，則可以從總體上耗散的能量確定開關(guān)行程。對此，在本發(fā)明的特別有利的構(gòu)型中，求取時間衰減變化過程，以所述時間衰減變化過程，在銜鐵在打開狀態(tài)和/或關(guān)閉狀態(tài)中位置固定時，在由銜鐵和開關(guān)磁體構(gòu)成的磁回路中存儲的能量被耗散。為了更簡單的分析處理，在如下邊界條件下有利地求取所述衰減變化過程：開關(guān)磁體短路或開關(guān)磁體上的電壓調(diào)節(jié)到恒定值。

可以有利地通過對流過開關(guān)磁體的電流的變化過程的外插(extrapolation)求取所述衰減變化過程，以所述衰減變化過程，在所述銜鐵在打開狀態(tài)中位置固定時，所存儲的能量被耗散。對于所述外插的基礎(chǔ)是如下時間段：在所述時間段中已經(jīng)中斷開關(guān)磁體的通電，但是所述銜鐵還沒有通過回復(fù)力實施運(yùn)動。

可以通過對通過開關(guān)磁體的電流的時間變化過程的和/或?qū)﹂_關(guān)磁體上的電壓的時間變化過程的曲線擬合來求取如下的時間衰減變化過程：以所述時間衰減變化過程，在銜鐵在關(guān)閉狀態(tài)中位置固定時，在所述磁回路中存儲的能量被耗散。在此要注意的是，銜鐵在閥關(guān)閉時不是立刻一勞永逸地到達(dá)其關(guān)閉的終止位置，而是重復(fù)地在其終止位置上回彈(abprallen)。因為在回彈的瞬間，作用于銜鐵的加速度是最大的，所以在所述瞬間，在開關(guān)磁體中感應(yīng)的電壓具有局部最大值并且因此流過的電流也具有局部最大值。因為視關(guān)閉狀態(tài)中的磁性能量而定，所以將曲線擬合設(shè)置到如下最大值處：在流過開關(guān)磁體的電流的和/或開關(guān)磁體上的電壓的變化過程中，在切換到關(guān)閉狀態(tài)時通過銜鐵在其終止位置上的重復(fù)地回彈引起所述最大值。

替代地或與之結(jié)合地，可以有利地通過分開的測量求取所述時間衰減變化過程，以所述時間衰減變化過程，在銜鐵在關(guān)閉狀態(tài)中位置固定時，在所述磁回路中存儲的能量被耗散。在此，由開關(guān)磁體對在關(guān)閉狀態(tài)中加載的不足以切換到打開狀態(tài)的電壓的時間上的電流響應(yīng)來求取所述衰減變化過程。在此，所述磁回路的在所述衰減變化過程中考慮的特征也在開關(guān)閥的長時間運(yùn)行中是緩慢或完全不變化的參量。因此足夠的是，僅一次或但是在再校準(zhǔn)的意義上以大的時間間距執(zhí)行所述測量。

從總體上在開關(guān)磁體的歐姆電阻上耗散的能量大小中可以通過如下方式有利地提取通過逆著所述回復(fù)力的機(jī)械做功存儲的勢能：將所述勢能分析處理為在第一時刻與第二時刻之間在對于銜鐵的打開狀態(tài)的衰減變化過程上的積分，在所述第一時刻銜鐵在從打開狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)中時通過回復(fù)力的作用開始運(yùn)動，在所述第二時刻，銜鐵在所述切換時第一次止擋在其終止位置上。

替代地或與之結(jié)合地，可以為了相同的目的通過以下方式提取通過逆著回復(fù)力的做功存儲的勢能：將所述勢能分析處理為在第一時刻與第二時刻之間在測量的電流變化過程和/或電壓變化過程上的積分，在所述第一時刻，銜鐵在從打開狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)時通過回復(fù)力的作用開始運(yùn)動，在所述第二時刻，測量的電流變化過程或測量的電壓變化過程具有與對于關(guān)閉狀態(tài)的衰減變化過程在第一時刻相同的電流值或電壓值。

在本發(fā)明的特別有利的構(gòu)型中，將通過開關(guān)磁體的電流的和/或開關(guān)磁體上的電壓的時間變化過程在從打開狀態(tài)到關(guān)閉狀態(tài)的切換的開始之后達(dá)到局部最大值的時刻視為銜鐵止擋在其終止位置上的時刻。

在本發(fā)明的另一特別有利的構(gòu)型中，將銜鐵由此感應(yīng)開關(guān)磁體中的電壓信號或電流信號的時刻視為銜鐵在從打開狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)時通過回復(fù)力的作用開始運(yùn)動的時刻t1。

以這種方式，直接求取用于將開關(guān)閥從打開的開關(guān)狀態(tài)切換到關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)所需要的時間。這又是對于如下的基礎(chǔ)：也求取在閥運(yùn)行時有效的摩擦系數(shù)：所述摩擦使銜鐵在其終止位置中的重復(fù)止擋衰減，直到銜鐵最終在那里停住。從通過開關(guān)磁體的電流中的或開關(guān)磁體上的電壓中的通過所述重復(fù)止擋出現(xiàn)的最大值的衰減曲線中可以分析處理所述摩擦：關(guān)于所述摩擦的參量的信息基本上隱藏(stecken)在一個最大值到下一個最大值的幅度減小中。

在相同的衰減曲線中，也包含關(guān)于回復(fù)力的彈簧常數(shù)的信息：彈簧常數(shù)隱藏在各個最大值之間的時間差中。

只要僅對衰減曲線感興趣，可以替代地在開關(guān)閥從打開狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)期間替代開關(guān)磁體上的電壓，將通過開關(guān)磁體的電流調(diào)節(jié)到恒定值。然后例如可以將開關(guān)磁體上的電壓在切換期間的時間變化過程考慮為衰減曲線。替代地，也可以將電流調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)偏差考慮為衰減曲線。

原則上可以多種多樣地改變在閥打開和關(guān)閉時預(yù)給定的電壓特性(spannungsprofil)/電流特性(stromprofil)。例如可以對稱地或周期性地操控開關(guān)磁體。通過周期性的操控，例如可以接收測量序列，在所述測量序列上求平均。只要在閥關(guān)閉后，求取開關(guān)磁體對在不足以切換到打開狀態(tài)的電壓的時間上的電流響應(yīng)，則可以在測量前等待所定義的可自由選擇的休息時間。由此可以確保，在測量開始前，銜鐵在其終止位置上的重復(fù)回彈一定結(jié)束。

例如可以通過如下方式求取開關(guān)磁體的歐姆電阻：在閥的靜態(tài)的、打開狀態(tài)中，求取在開關(guān)磁體上存在的電壓和流過其的電流。不必須直接在開關(guān)磁體上測量所述電壓或?qū)⑺鲭妷赫{(diào)節(jié)到恒定值。替代地，這例如也可以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備輸出端處的端電壓上實現(xiàn)。然后，開關(guān)磁體的在其他分析處理中使用的歐姆電阻也包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與開關(guān)磁體之間的線路的電阻。

將開關(guān)磁體中耗散的能量逆算(rückrechnung)開關(guān)行程不必須通過回復(fù)力的彈簧常數(shù)實現(xiàn)。替代地，可以通過其他參量逆算開關(guān)行程，例如通過觀察閥部件與開關(guān)磁體的核心之間的空氣間隙中的磁通量。

本發(fā)明還涉及一種用于確定磁開關(guān)閥的特征值的設(shè)備，所述磁開關(guān)閥可以通過銜鐵借助通電開關(guān)磁體逆著回復(fù)力的運(yùn)動從關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)切換到打開的開關(guān)狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備具有以下部件：

-用于給開關(guān)磁體施加電壓變化過程或電流變化過程的驅(qū)動單元，所述電壓變化過程或電流變化過程將閥從關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)切換到打開的開關(guān)狀態(tài)；

-用于測量在關(guān)閉過程期間流過開關(guān)磁體的電流的和/或開關(guān)磁體上的電壓的時間變化過程的測量裝置，以及；

-分析處理單元，所述分析處理單元能夠從所述時間變化過程中提取磁開關(guān)閥的特征值。

根據(jù)之前所述的，所述時間變化過程包含關(guān)于磁開關(guān)閥的多個特征值的信息，因為，所述銜鐵逆著開關(guān)磁體的運(yùn)動在所述開關(guān)磁體中感應(yīng)電壓并且因此也感應(yīng)電流。因此，可以從所述電流的和/或所述電壓的時間變化過程中推斷出所述銜鐵的運(yùn)動學(xué)特性。

特別有利地，分析處理單元能夠從所述電流的和/或所述電壓的時間變化過程中提取如下群組的特征值，其中，所述群組包括：

-用戶將所述開關(guān)閥從所述打開的開關(guān)狀態(tài)切換到所述關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)所需要的時間，

-回復(fù)力(4)的彈簧常數(shù)，

-在閥運(yùn)行時有效的摩擦系數(shù)，以及

-銜鐵(2)在關(guān)閉狀態(tài)(a)與打開狀態(tài)(b)之間的過渡時經(jīng)過的開關(guān)行程(ah)。

這些一方面是磁開關(guān)閥的特別重要的特征值。另一方面，這些參量恰好可以從電流的和/或電壓的時間變化過程中特別好地提取。

例如可以非常易于理解地求取在閥運(yùn)行時有效的摩擦系數(shù)：在閥關(guān)閉時，所述銜鐵重復(fù)地止擋在其終止位置中，直到所述銜鐵最終在那里停住。所述運(yùn)動通過所述摩擦衰減。在流過所述開關(guān)磁體的電流和/或在所述開關(guān)磁體上的電壓中通過重復(fù)止擋產(chǎn)生的最大值的衰減曲線在從一個最大值至下一個最大值的幅度減小中包含關(guān)于所述摩擦的參量的信息。

另外，所述衰減曲線在各個最大值之間的時間差中也包含關(guān)于回復(fù)力的彈簧常數(shù)的信息。

特別有利地，所述分析處理單元能夠從電流的和/或電壓的時間變化過程中提取銜鐵在關(guān)閉過程時實施運(yùn)動的時刻和/或銜鐵在關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)中到達(dá)其終止位置的時刻。所述信息提供所提及的特征值的一部分并且是對于閥的開關(guān)特性隨著時間的推移的變化的良好指標(biāo)。也可以使用所述信息，以便在標(biāo)稱一致的開關(guān)閥的系列檢查中識別偏差。

特別有利地，所述分析處理單元能夠從所述電流(i)的和/或所述電壓(u)的時間變化過程中不僅提取所述銜鐵在關(guān)閉過程期間實施運(yùn)動的時刻而且提取所述銜鐵在關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)中到達(dá)其終止位置的時刻。然后，已知用于所述開關(guān)過程所需要的時間并且因此已知開關(guān)速度。所述信息是對于磁開關(guān)閥的非常重要的特征值。

為此特別有利的是，如果所述設(shè)備在本發(fā)明的另一構(gòu)型中包括用于測量在關(guān)閉過程期間在所述開關(guān)磁體上存在的電壓的時間變化過程的或流過所述開關(guān)磁體的電流的時間變化過程的另一測量裝置。然后，分析處理單元不僅獲得所述電流的時間變化過程而且獲得所述電壓的時間變化過程作為輸入。恰好由所述電壓的時間變化過程可以特別好地確定銜鐵在關(guān)閉過程時通過回復(fù)力開始運(yùn)動的時刻。銜鐵由于最初相對于開關(guān)磁體的低的速度首先在開關(guān)磁體中感應(yīng)相對弱的信號，所述信號主要是電壓信號并且作為這種信號可以最準(zhǔn)確地探測。

在本發(fā)明的特別有利的構(gòu)型中，所述分析處理單元具有用于在所述開關(guān)磁體上存在的電壓的和/或用于流過其的電流的時間變化過程的積分器。則可以測量在關(guān)閉過程期間耗散的能量，所述能量在閥之前打開時通過逆著回復(fù)力的機(jī)械做功在閥中存儲。例如可以借助力定律將所述能量換算為閥的開關(guān)行程(ah)。

所有對于所述方法給定的公開也明確地適用于所述設(shè)備，并且反之亦然。

附圖說明

接下來，借助本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述，根據(jù)附圖，進(jìn)一步示出改善本發(fā)明的其他措施。

附圖示出：

圖1：根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實施例。

圖2：在使用衰減變化過程的情況下確定開關(guān)行程，所述衰減變化過程擬合到通過開關(guān)磁體的電流的測量的時間變化過程上。

圖3：在使用在關(guān)閉閥后分開測量的衰減變化過程的情況下確定開關(guān)行程。

圖4：由通過開關(guān)磁體的電流的測量的時間變化過程確定對于回復(fù)力的彈簧常數(shù)和對于閥運(yùn)行的摩擦系數(shù)。

具體實施方式

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種實施例。在此，磁開關(guān)閥1在關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)a中阻擋線路10；在打開的開關(guān)狀態(tài)b中釋放通過線路10的通流(durchfluss)。通過銜鐵2控制開關(guān)閥1，可以借助通電的開關(guān)磁體3逆著彈簧4的力將銜鐵2從關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)a吸引到打開的開關(guān)狀態(tài)b。在此，銜鐵2經(jīng)過開關(guān)行程(銜鐵升降)ah。

設(shè)置具有可選電壓或電流預(yù)給定參數(shù)的通用供電裝置作為驅(qū)動單元5。所述驅(qū)動單元5能夠給開關(guān)磁體3施加電壓或電流變化過程，所述電壓和電流變化過程將閥1從打開的開關(guān)狀態(tài)b切換到關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)a。

另外，設(shè)置數(shù)字電表6用于測量流過開關(guān)閥3的電流并且設(shè)置數(shù)字電壓表8用于測量在開關(guān)磁體上存在的電壓。將兩個裝置的數(shù)字輸出端輸送給測量計算器，所述測量計算器充當(dāng)分析處理單元7并且分別記錄時間變化過程。所述測量計算器配備有軟件，該軟件確定如下時刻：在所述時刻銜鐵在關(guān)閉過程中實施運(yùn)動并且在所述時刻銜鐵在關(guān)閉的開關(guān)狀態(tài)a中止擋在其終止位置中。因此，已知回復(fù)力4的彈簧常數(shù)、在閥運(yùn)行時的摩擦系數(shù)和用于關(guān)閉閥1所需要的時間。所述軟件也可以將電壓u的和/或電流i的時間變化過程在數(shù)值上積分，使得也可以確定銜鐵升降(ankerhub)ah。

因此，所述設(shè)備是一個緊湊型的測量點(messplatz)，借助所述緊湊型的測量點可以確定磁開關(guān)閥的所有重要的特征值。

圖2示出根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的一種實施例確定開關(guān)行程ah。在通過曲線u描述的時間特性(zeitprofil)之后，將一電壓加載到開關(guān)磁體3上。將該電壓分別恒定地調(diào)節(jié)到期望值上。通過開關(guān)磁體的電流的測量的時間變化過程以曲線i說明。在測量開始時，開關(guān)磁體3施加有恒定的電壓并且因此通電。該電流足以保持閥1打開。接下來，將用于開關(guān)磁體3的電壓調(diào)節(jié)的期望值突然降到0。于是，以曲線u說明的、實際上在磁體3上存在的電壓可以自然地僅以有限的側(cè)沿陡度(flankensteilheit)反應(yīng)。于是，通過磁體3的電流i幾乎線性下降，直到銜鐵2由于回復(fù)力4的作用開始運(yùn)動，這以電流曲線中的轉(zhuǎn)折點體現(xiàn)。曲線k1在轉(zhuǎn)折點前的區(qū)域處擬合(anfitten)。曲線k1說明時間衰減變化過程，在銜鐵2在打開狀態(tài)中位置固定時，在由銜鐵2和開關(guān)磁體3構(gòu)成的磁回路中存儲的能量被耗散。

通過銜鐵2逆著開關(guān)磁體3的運(yùn)動，感應(yīng)出附加的電壓并且因此也感應(yīng)出通過開關(guān)磁體的附加的電流。這導(dǎo)致，通過開關(guān)磁體3的電流的下降首先平坦化，直到其最后逆轉(zhuǎn)到上升中。在銜鐵2第一次打入(einschlagen)其終止位置的時刻，作用于該銜鐵的加速度是最大的并且感應(yīng)的電流也因此是最大的。這以電流曲線i的時刻t2中的局部最大值示出。將時刻t1——在所述時刻，銜鐵2由于回復(fù)力的作用開始實施運(yùn)動——確定為如下時刻：在所述時刻，曲線k1具有與曲線k2在第一局部最大值的第二時刻t2相同的電流值。將時間t1與t2之間的曲線k1上的積分

分析處理為如下能量大?。核瞿芰看笮≡谕ㄟ^逆著回復(fù)力4進(jìn)行機(jī)械做功打開閥1時存儲為勢能。在該實施例中，通過傳統(tǒng)的閥彈簧提供所述回復(fù)力。

通過對于彈簧的力定律將求取的能量大小δe換算為開關(guān)行程(銜鐵升降)ah，在打開閥時，彈簧被壓縮了所述開關(guān)行程的長度。所述開關(guān)行程是當(dāng)閥構(gòu)件在上止檔時彈簧的總張緊行程s1與在安裝時閥彈簧的預(yù)張緊行程s0之間的差：

ah＝s1-s0

如下公式適用：

其中，e0是可能預(yù)張緊的彈簧中的能量。

因為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)非常準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)快速開關(guān)的磁性閥的預(yù)張緊力，所以根據(jù)如下公式

非常準(zhǔn)確地已知能量e0。在此，d表示閥彈簧的彈簧常數(shù)，該彈簧常數(shù)同樣非常準(zhǔn)確地已知。

對于具有和沒有通過彈簧的預(yù)張緊的開關(guān)閥：如下公式適用：

其中：

i…測量的電流

d…彈簧的彈簧常數(shù)

f0…彈簧的預(yù)張緊力。

所尋找的開關(guān)行程(銜鐵升降)即可以由測量值i以及從閥的構(gòu)造和組裝中已知的值d和f0明確地確定。

在第一次打入終止位置中之后，銜鐵2還多次回彈，以便接下來分別重新達(dá)到該終止位置，這又分別導(dǎo)致了電流曲線i中的其他局部最大值。在時刻t1與銜鐵2最終將其終止位置接受為平衡位置的時刻t2之間，電流i近似地分段拋物線狀地延伸，其中，在每個局部最大值之后，新的拋物線開始。這些拋物線中的一些在圖2中點狀地標(biāo)記。

圖3示出借助根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實施例確定開關(guān)行程ah，所述根據(jù)本發(fā)明的方法在沒有將曲線擬合到通過開關(guān)磁體的測量的電流變化過程上的情況下也可以應(yīng)付。在所述曲線圖中，繪制開關(guān)磁體上的電壓u、流過開關(guān)磁體3的測量的電流i1以及在關(guān)閉閥1之后用于確定測量的電流i2的在關(guān)閉狀態(tài)中的磁回路的衰減變化過程。

電壓曲線u以向在電壓調(diào)節(jié)上預(yù)給定的期望值的方向的急劇上升開始。該電壓曲線在期望值上保持恒定之前，表現(xiàn)出超過期望值的超調(diào)通過開關(guān)磁體3的電流由于線圈的電感而在時間上滯后于加載的電壓。閥1首先處于關(guān)閉狀態(tài)中。只要通過開關(guān)磁體3的電流足以將銜鐵2吸引到打開位置，則在電流曲線i1中表現(xiàn)為彎折。這發(fā)生時的電流值以ian標(biāo)記。電壓u和電流i1對于一定的時間保持恒定。由商u/i1求取歐姆電阻rmv。接下來，使對于開關(guān)磁體3上的電壓的期望值降到0。實際的電壓u對此僅以有限的側(cè)沿陡度做出反應(yīng)。隨著在開關(guān)磁體3上的電壓，流過開關(guān)磁體3的電流i1也下降。i1首先仍足以保持閥1打開。在時刻t2，回復(fù)力4第一次超過開關(guān)磁體3的剩余的保持力，并且銜鐵2開始使自己向關(guān)閉位置的方向?qū)嵤┻\(yùn)動。在圖3中可以將該時刻在電壓曲線u中識別為小的調(diào)節(jié)偏差。所述調(diào)節(jié)偏差在圖3中重疊，通過超調(diào)，電壓u超出期望值0進(jìn)入到負(fù)的區(qū)域中。

類似于圖2，在圖3中在測量的電流i1中示出一些局部最大值，所述局部最大值由銜鐵2重復(fù)地止擋在其關(guān)閉的終止位置上而引起。在銜鐵2最終到達(dá)其關(guān)閉位置之后，將開關(guān)磁體3的供能切換到電流調(diào)節(jié)并且調(diào)節(jié)電流值i3，該電流值位于用于打開閥1的電流值ian之下。實際流過的電流從曲線圖的右邊緣開始以電流曲線i2繪制，其中，在時間軸上朝反方向前進(jìn)。曲線i2是開關(guān)磁體3對于在閥1的關(guān)閉狀態(tài)中加載的電壓的時間上的電流響應(yīng)，該電流響應(yīng)不足以切換到打開狀態(tài)。該曲線被視為衰減變化過程，隨著所述衰減變化過程，在銜鐵2在關(guān)閉狀態(tài)中位置固定時，在由銜鐵2和開關(guān)磁體3構(gòu)成的磁回路中存儲的能量被耗散。

將在打開閥時通過逆著回復(fù)力4的機(jī)械做功存儲的勢能δe分析處理為在測量的電流i1上的積分：

積分上限是時刻t2，在該時刻，銜鐵2開始向關(guān)閉位置的方向運(yùn)動。積分下限t1是測量的電流i1具有與衰減曲線i3在時刻t2相同的電流值i4的時刻。曲線i1下面的相應(yīng)于如此確定的能量大小δe的面積在圖3中以陰影示出。類似于圖2，在能量大小δe上確定開關(guān)行程ah，彈簧在打開閥時被壓縮所述開關(guān)行程ah的長度。

如果開關(guān)磁體3的噴射器上的電壓uinj在t1與t2之間不為0伏，那么將上面指出的用于計算能量差δe的公式如下面那樣修正：

圖4闡明回復(fù)力4的彈簧常數(shù)的確定以及用于根據(jù)在圖3中示出的測量數(shù)據(jù)的閥運(yùn)行的摩擦系數(shù)的確定。t1在這里標(biāo)記銜鐵2開始其向關(guān)閉位置的方向的運(yùn)動的時刻；該時刻可以在電流曲線u中可以通過小的調(diào)節(jié)偏差識別。在時刻t2、t3和t4，銜鐵2分別止擋在其終止位置上。在時刻t1、t2、t3以及t4之間的時間差中，獲得關(guān)于閥彈簧4的彈簧常數(shù)的信息。對于閥運(yùn)行的摩擦系數(shù)隱藏在電流曲線i1中的在時刻t2、t3和t4的各個最大值之間的幅度的減小中。