DE3007464A1 - Testing inductive direct voltage loads in domestic equipment - by varying control voltage and evaluating load voltage change using microcomputer - Google Patents

Testing inductive direct voltage loads in domestic equipment - by varying control voltage and evaluating load voltage change using microcomputer

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Eugen Ing.(grad.) 6652 Bexbach Siffrin
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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    • G01R31/72—Testing of electric windings

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Abstract

The method is for testing and monitoring inductive direct voltage loads for functioning and operating condition and is esp. applicable to domestic equipment switched by program control devices via amplifiers, pref. inverters. It enables the associated switching and control elements and cabling to be tested as well as the operating equipment. The control voltage which determines the operating mode, and which is applied to the load, is transiently passed by or cut off by the switching inverters (3,4). The resulting pulse shaped load voltage change, which is caused by the bad power variation associated with the switching process, is measured for height and, where required, for pulse duration. The transient control voltage variation is performed by an electronic control unit, e.g. a microcomputer. The signal voltage change is evaluated in the same unit.

Description

Verfahren zum Prüfen und Überwachen von induktiven Gleich-Procedure for testing and monitoring inductive equalization

spannungsverbrauchern in elektrischen Haushaltgeräten.voltage consumers in electrical household appliances.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen und überwachen von induktiven Gleichspannungsverbrauchern auf Funktion und gegebenenfalls auch Betriebszustand, insbesondere in elektrischen Haushaltgeräten, die durch Programmsteuereinrichtungen über vorgeschaltete Verstärker, vorzugsweise Inverter, einschaltbar sind.The invention relates to a method for testing and monitoring of inductive DC voltage consumers on function and, if necessary, also Operating status, in particular in electrical household appliances, which are controlled by program control devices can be switched on via upstream amplifiers, preferably inverters.

Bei elektrischen Geräten, die mit Programmsteuereinrichtungen arbeiten, werden in zunehmendem Maße als Steuereinrichtungen elektronische Steuereinheiten, z.B. Mikrocomputer, eingesetzt, die sehr umfangreiche Steuerprogramme zulassen und darüber hinaus ermöglichen, Sonderfunktionen zu erfüllen, wie z.B. eine Eigenüberwachung der Betriebseinrichtungen, sowie eine Fehlerermittlung, die dem Service u.a. nicht nur Betriebsstörungen, sondern auch Betriebsausfälle und die Art der Störung angeben können.For electrical devices that work with program control devices, electronic control units are increasingly used as control devices, e.g. microcomputers, which allow very extensive control programs and in addition, enable special functions to be fulfilled, such as self-monitoring of the operating facilities, as well as error detection, which the service, among other things, does not only indicate operational malfunctions, but also operational failures and the type of malfunction can.

Bei elektrischen Haushaltgeräten sind ein großer Teil der Betriebseinrichtungen induktive Gleichspannungsverbraucher, wie magnetische Antriebe für Wasserventile, Relais für Leistungsverbraucher, Klarspülmittelgeber, Reinigungsmittelgeber usw.A large part of the operating equipment is in the case of electrical household appliances inductive DC voltage consumers, such as magnetic drives for water valves, Relays for power consumers, rinse aid dispenser, detergent dispenser, etc.

oder auch Motore. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Betriebseinrichtungen, ihre zugehörigen Schalt- und Steuerelemente sowie die Leitungsführungen zu prüfen, zu überwachen und gegebenenfalls auch ihren Betriebs zustand zu ermitteln.or motors. The invention is based on the object of such Operating equipment, their associated switching and control elements as well as the cable routing to check, to monitor and, if necessary, to determine their operational status.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Verfahren der beschriebenen Art dadurch erreicht, daß die den Betriebszustand bestimmende, an den Verbraucher angelegte Steuerspannung kurz- zeitig über den vorgeschalteten Verstärker angelegt oder abgeschaltet wird und die sich aus der Energieänderung des Verbrauchers beim Abschaltvorgang ergebende impulsförmige Spannungsänderung am Verbraucher erfaßt und nach Höhe und gegebenenfalls auch Impulslänge (Zeit) ausgewertet wird.According to the invention, this is done in a method of that described Kind achieved in that the determining the operating state, to the consumer applied control voltage short- early via the upstream amplifier is applied or switched off and resulting from the change in energy of the consumer Pulse-shaped voltage change at the consumer detected during the shutdown process and is evaluated according to height and possibly also pulse length (time).

Vorteilhaft ist es, bei einem Verfahren nach der Erfindung einen auch für die Steuerprogramme vorgesehenen Mikrocomputer einzusetzen und diesem einerseits die Funktion zuzuordnen, die verschiedenen Betriebseinrichtungen, soweit sie mit induktiven Gleichspannungsverbrauchern beschaltet sind, nacheinander anzusteuern und andererseits die sich ergebende Spannungsänderung als Signalspannung auch auszuwerten. Die Auswertung kann dabei sowohl nach Spannungsimpulsgröße als auch nach der Länge des erfaßten Spannungsimpulses ausgewertet werden. Insbesondere bei der vergleichenden Auswertung der Impulslänge läßt sich auch eine Aussage darüber machen, in welchem Betriebszustand, z.B. während eines normalen Programmablaufes, sich die einzelnen Gleichspannungsverbraucher befinden.In a method according to the invention, it is also advantageous to have one use provided for the control programs microcomputer and this on the one hand the function of assigning the various operating facilities, insofar as they are with inductive DC voltage consumers are wired to be controlled one after the other and on the other hand to also evaluate the resulting voltage change as a signal voltage. The evaluation can be based on both voltage pulse size and length of the detected voltage pulse can be evaluated. Especially with the comparative Evaluation of the pulse length can also make a statement about in which Operating status, e.g. during a normal program sequence, the individual DC voltage consumers are located.

Bei der Ansteuerung der Verbraucher, insbesondere während des Betriebes, zum Zwecke des Prüfens und überwachens ist es notwendig, die Steuerspannungsänderung derart kurzzeitig auszuführen, daß keine Änderung des Betriebszustandes des Verbrauchers erfolgt. Bei einem eingeschalteten Magnetventil erfolgt z.B. die Steuerspannungsunterbrechung so kurzzeitig, daß das Ventil während des Prüfvorganges nicht betätigt wird.When controlling the consumers, especially during operation, for the purpose of checking and monitoring it is necessary to change the control voltage to be carried out so briefly that no change in the operating state of the consumer he follows. When the solenoid valve is switched on, the control voltage is interrupted, for example so briefly that the valve is not actuated during the test process.

Ein Verfahren der beschriebenen Art wird an Hand der Schaltung nach Figur 1 beschrieben und die Wirkungsweise an Hand der Darstellung nach Figur 2 erläutert.A method of the type described is based on the circuit according to 1 and the mode of operation is explained using the illustration according to FIG.

Die Figur 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Durchführungdes Verfahrens nach der Erfindung.FIG. 1 shows a circuit arrangement for carrying out the method according to the invention.

Die Figur 2 zeigt in einem dreiteiligen Diagramm die Wirkungsweise einer Schaltungsanordnung nach Fig. 1.FIG. 2 shows the mode of operation in a three-part diagram a circuit arrangement according to FIG. 1.

Aus dem Netz P, N werden induktive Gleichspannungsverbraucher, wie ein Relais 1 z.B. zum Zuschalten der Heizung, sowie ein Magnetventil 2 beispielhaft für eine Vielzahl solcher Betriebseinrichtungen eingespeist. Die Verbraucher 1 und 2 werden jeweils über die Verstärker 3 und 4 angesteuert, deren Eingänge mit E3 und E4 bezeichnet sind. Die Verstärker 3 und 4 sind als Inverter so ausgebildet, daß beim Anliegen einer Steuerspannung an den Eingängen E3, E4 die Verbraucher 1, 2 an Spannung liegen. Parallel zu den Verbrauchern 1 und 2 liegen jeweils Dioden 6 bzw.7, die über eine gemeinsame Sammelleitung 8 auf eine Zenerdiode 9 geschaltet sind.The network P, N becomes inductive DC voltage consumers, such as a relay 1 e.g. for switching on the heating, as well as a solenoid valve 2 as an example for a large number of such operating facilities. Consumers 1 and 2 are controlled via amplifiers 3 and 4, whose inputs are marked with E3 and E4 are designated. The amplifiers 3 and 4 are designed as inverters so that that when a control voltage is applied to inputs E3, E4, consumers 1, 2 are connected to voltage. Diodes are located parallel to consumers 1 and 2 6 and 7, which are connected to a Zener diode 9 via a common bus line 8 are.

Die Sammelleitung 8 ist mit einem Spannungsteiler verbunden, der aus der Zenerdiode 10 und dem Widerstand 11 besteht. Am Spannungsteiler 10, 11 wird die Signalspannung Us abgegriffen.The bus line 8 is connected to a voltage divider, which consists of the Zener diode 10 and the resistor 11 consists. At the voltage divider 10, 11 is the signal voltage Us tapped.

Die Wirkungsweise der aus Fig. 1 ersichtlichen Schaltungsanordnung sei an Hand der Figur 2 erläutert. Liegt an E3 eine Steuerspannung an, so liegt am Ausgang A3 des Inverters 3 das negative Potential des Netzes P, N an und das Relais 1 ist eingeschaltet. Entsprechendes gilt auch für die Steuerspannung an E4 und dem zugehörigen Ausgang A4 für den Verbraucher 2.The mode of operation of the circuit arrangement shown in FIG. 1 is explained with reference to FIG. If there is a control voltage at E3, then it is at the output A3 of the inverter 3 the negative potential of the network P, N and the Relay 1 is switched on. The same applies to the control voltage at E4 and the associated output A4 for consumer 2.

Wird an E3 kurzzeitig Spannung Ue angelegt, so wird Uf zu Null und damit der Verbraucher 1 an die Netzspannung gelegt.If voltage Ue is briefly applied to E3, then Uf becomes zero and so that the consumer 1 is connected to the mains voltage.

Beim Wegnehmen der Spannung Ue wird der Verbraucher wieder entregt, so daß sich der Verbraucher 1 über die Diode 6 und die Zenerdiode 9 sowie den ohmschen Spulenwiderstand des Verbrauchers 1 entlädt. Die dabei auftretende, aus Fig. 2 ersichtliche Spannungsspitze Uf wird als Signalspannung Us zwischen der Zenerdiode 10 und dem Widerstand 11 entsprechend Fig. 2 abgegriffen.When the voltage Ue is removed, the consumer is de-energized again, so that the consumer 1 via the diode 6 and the Zener diode 9 and the ohmic Coil resistance of consumer 1 discharges. The occurring in Fig. 2 can be seen Voltage peak Uf is used as a signal voltage Us between the Zener diode 10 and the Resistor 11 tapped as shown in FIG.

Die Zenerdiode 10 ist dabei so bemessen, daß die an ihr abfallende Spannung kleiner ist als die sich aus der Entregung des Verbrauchers 1 an der Leitung 8 ergebende Spannung.The Zener diode 10 is dimensioned so that the falling on her Voltage is less than that resulting from the de-energization of consumer 1 on the line 8 resulting voltage.

Als Beispiele seien angegeben die Zenerspannung an der Diode 9 mit 12 V bei einer Netzspannung von 24 V, die Zenerspannung an der Diode 10 = 30 V. Damit würde sich bei einer Entregungsspannungsspitze des Verbrauchers 1 von z.B. 36 V eine Signalspannung Us = 6 V ergeben.The Zener voltage at the diode 9 may be given as examples 12 V at a mains voltage of 24 V, the Zener voltage at the diode 10 = 30 V. With a de-excitation voltage peak of the consumer 1 of e.g. 36 V result in a signal voltage Us = 6 V.

Die Signalspannungsspitze sagt aus, daß eine Induktivität angeschlossen ist. Die Impulslänge dieser Signalspannung Us, in Fig. 2 mit T bezeichnet, sagt etwas über den Betriebszustand des Verbrauchers oder die Größe der Induktivität aus.The signal voltage peak indicates that an inductance is connected is. The pulse length of this signal voltage Us, denoted by T in FIG. 2, says something about the operating state of the consumer or the size of the inductance the end.

Ist bei einem Relais der Anker angezogen, so ergibt sich eine längere Impulsdauer als bei abgefallenem Anker.If the armature of a relay is attracted, the result is a longer one Pulse duration than with dropped anchor.

Die Auswertung im Mikrocomputer erfolgt unter Berücksichtigung vorgegebener Vergleichswerte sowohl hinsichtlich der Spannungsspitze als auch hinsichtlich der Länge des Spannungsimpulses Us.The evaluation in the microcomputer takes place in consideration of the given Comparison values both with regard to the voltage peak and with regard to the Length of the voltage pulse Us.

Patentansprüche: Patent claims:

Claims (7)

Patentansprüche: 1.1 Verfahren zum Prüfen und überwachen von induktiven Gleichspannungsverbranchern auf Funktion und gegebenenfalls auch Betriebszustand, insbesondere in elektrischen Haushaltgeräten, die durch Programmsteuereinrichtungen über vorgeschaltete Verstärker, vorzugsweise Inverter, einschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die den Betriebszustand bestimmende, an den Verbraucher angelegte Steuerspannung kurzzeitig über den vorgeschalteten Verstärker angelegt oder abgeschaltet wird und die sich aus der Energieänderung des Verbrauchers beim Abschaltvorgang ergebende impulsförmige Spannungsänderung am Verbraucher erfaßt und nach Höhe und gegebenenfalls auch Impulslänge (Zeit) ausgewertet wird.Claims: 1.1 Method for testing and monitoring inductive DC voltage consumers for function and, if necessary, also operating status, in particular in electrical household appliances that are controlled by program control devices Can be switched on via upstream amplifiers, preferably inverters, thereby characterized in that the operating state determining, applied to the consumer Control voltage applied or switched off briefly via the upstream amplifier and that results from the change in energy of the consumer during the shutdown process resulting pulse-shaped voltage change at the consumer detected and according to height and if necessary, pulse length (time) is also evaluated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzzeitige Änderung der Steuerspannung über eine elektronische Steuereinheit, z.B. einen Mikrocomputer, erfolgt und die Signalspannungsänderung in der gleichen Steuereinheit ausgewertet wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the short-term Change of the control voltage via an electronic control unit, e.g. a microcomputer, takes place and the signal voltage change is evaluated in the same control unit will. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Steuerspannung derart kurzzeitig erfolgt, daß keine Änderung des Betriebszustandes des Verbrauchers erfolgt. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the The control voltage is changed for such a short time that there is no change in the operating state of the consumer. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit eine Mehrzahl induktiver Verbraucher zeitlich versetzt ansteuert. 4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the electronic control unit a plurality of inductive consumers staggered in time drives. 5. Schaltungsanordnung für ein Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Verbraucher gegen die Betriebsspannung eine Serienschaltung aus einer Freilaufdiode und einer Zenerdiode parallel geschaltet ist, und daß die zwischen den Dioden abgreifbare Spannung als Signalspannung abgenommen wird.5. Circuit arrangement for a method according to claim 1 to 4, characterized characterized in that each consumer is connected in series to the operating voltage is connected in parallel from a freewheeling diode and a Zener diode, and that the voltage that can be tapped off between the diodes is taken as a signal voltage. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle den Verbrauchern parallel geschalteten Freilaufdioden mit einer einzigen, an der Betriebsspannung liegenden Zenerdiode beschaltet sind.6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that all freewheeling diodes connected in parallel to the consumers with a single one the operating voltage lying Zener diode are connected. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalspannung einem Spannungsteiler, bestehend aus einer zumindest die Betriebsspannung eliminierenden Zenerdiode und einem Ableitwiderstand, zugeleitet und von diesem die für die Auswertung wesentliche impulsförmige Spannung abgenommen wird.7. Circuit arrangement according to Claim 5 and 6, characterized in that that the signal voltage is a voltage divider consisting of at least one Operating voltage eliminating Zener diode and a bleeder resistor and from this the pulse-shaped voltage essential for the evaluation is taken will.
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