DE102016203604A1 - Monitoring a coil control - Google Patents

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Paul Bange
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Abstract

Eine Spulensteuerung (100) verbindet eine Spule (100) mittels eines Stromventils (130) periodisch mit einer Spannungsquelle (120). Eine Überwachungsvorrichtung (165) zur Überwachung der Spulensteuerung (100) umfasst eine Strommesseinrichtung (150) zur Bestimmung eines durch die Spule (105) fließenden Stroms während eines Zeitraums, der ein Öffnen oder ein Schließen des Stromventils (130) umfasst; einen Differenzierer (225) zur Bestimmung einer Änderungsgeschwindigkeit des bestimmten Stroms innerhalb des Zeitraums; und einen Vergleicher (245) zur Bestimmung eines Fehlerzustands, falls die Änderungsgeschwindigkeit in dem Zeitraum einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.A coil controller (100) periodically connects a coil (100) to a voltage source (120) via a flow control valve (130). A monitoring device (165) for monitoring the coil control (100) comprises a current measuring device (150) for determining a current flowing through the coil (105) during a period comprising opening or closing of the flow control valve (130); a differentiator (225) for determining a rate of change of the determined current within the time period; and a comparator (245) for determining an error condition if the rate of change in the period exceeds a predetermined threshold.

Description

Die Erfindung betrifft die Überwachung einer Spulensteuerung. Insbesondere betrifft die Erfindung die Plausibilisierung eines durch die Spule fließenden Stroms.The invention relates to the monitoring of a coil control. In particular, the invention relates to the plausibility of a current flowing through the coil.

Zur Steuerung eines hydraulischen Systems ist ein Stetigventil vorgesehen, um einen Fluss oder einen Druck eines hydraulischen Fluids proportional zu einer elektrischen Kenngröße zu steuern. Beispielsweise kann ein Druck am hydraulischen Ventil oder ein durch das Ventil verlaufender Fluidstrom proportional zu einem durch das hydraulische Ventil fließenden elektrischen Strom sein. Dazu umfasst das Stetigventil allgemein eine elektrische Spule, die bei Stromfluss ein Magnetfeld erzeugt, welches einen Anker, der auf ein Durchflusselement des Ventils wirkt, in eine Position bringt, der zum Stromfluss proportional ist. Derartige Stetigventile steuern häufig sensible Vorgänge, beispielsweise den Wechsel einer Gangstufe, die in einem Getriebe in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingelegt ist.For controlling a hydraulic system, a continuous valve is provided to control a flow or pressure of a hydraulic fluid in proportion to an electrical characteristic. For example, a pressure on the hydraulic valve or a fluid flow passing through the valve may be proportional to an electrical current flowing through the hydraulic valve. To this end, the continuous valve generally includes an electrical coil which, when current flows, generates a magnetic field which places an armature acting on a flow element of the valve in a position proportional to the flow of current. Such continuous valves often control sensitive processes, such as changing a gear, which is inserted in a transmission in a drive train of a motor vehicle.

Um Schäden an der gesteuerten Einrichtung zu vermeiden ist es erforderlich, die korrekte Funktion des Stetigventils zu überwachen. Dabei ist entscheidend, dass eine Ansteuerung und eine Überwachung des Stetigventils möglichst unterschiedliche Signalpfade ausnützt, um einen Fehler zu vermeiden, der sich auf beide Signalpfade auswirken kann („common cause error”). Außerdem muss die Überwachung ausreichend genau sein, um auch bei empfindlichen oder hochgradig sicherheitsrelevanten hydraulischen Systemen eingesetzt werden zu können.In order to prevent damage to the controlled device, it is necessary to monitor the correct operation of the continuous valve. It is crucial that an activation and monitoring of the continuous valve utilizes signal paths that are as different as possible in order to avoid a fault that can affect both signal paths ("common cause error"). In addition, the monitoring must be sufficiently accurate to be used on sensitive or highly safety-relevant hydraulic systems.

DE 10 2006 029 389 A1 betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Nebenflusses an einer Spule durch Vergleich von Stromwerten eines durch die Spule fließenden Stroms während einer Schaltphase und einer Freilaufphase. DE 10 2006 029 389 A1 relates to a method for detecting a spur on a coil by comparing current values of a current flowing through the coil during a switching phase and a freewheeling phase.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Technik zur Überwachung einer periodisch angesteuerten Spule bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Verfahrens, eines Computerprogrammprodukts und einer Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.The invention has for its object to provide an improved technique for monitoring a periodically driven coil. The invention solves this object by means of a method, a computer program product and a device having the features of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments again.

Eine Spulensteuerung verbindet eine Spule mittels eines Stromventils periodisch mit einer Spannungsquelle. Eine Überwachungsvorrichtung für die Spulensteuerung umfasst eine Strommesseinrichtung zur Bestimmung eines durch die Spule fließenden Stroms während eines Zeitraums, der ein Öffnen oder ein Schließen des Stromventils umfasst; einen Differenzierer zur Bestimmung einer Änderungsgeschwindigkeit des bestimmten Stroms innerhalb des Zeitraums; und einen Vergleicher zur Bestimmung eines Fehlerzustands, falls die Änderungsgeschwindigkeit in dem Zeitraum einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.A coil control periodically connects a coil to a voltage source by means of a current valve. A coil control monitor includes current measuring means for determining a current flowing through the coil during a period of time including opening or closing of the flow control valve; a differentiator for determining a rate of change of the determined current within the time period; and a comparator for determining an error condition if the rate of change in the period exceeds a predetermined threshold.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Änderungsgeschwindigkeit des durch die Spule fließenden Stroms aufgrund der induktiven Eigenschaften der Spule nicht unbegrenzt groß sein kann. Anschaulich gesprochen erfordert das Aufbauen und das Abbauen eines Magnetfelds im Bereich der Spule beim Einschalten bzw. beim Ausschalten der Spule eine gewisse Zeit, die charakteristisch für die Spule ist und nur wenig von einer Spulentemperatur beeinflussbar sein kann. Sollte ein Defekt im Bereich der Spule oder ihrer Zuleitungen vorliegen, so kann die Änderungsgeschwindigkeit des durch die Spule fließenden Stroms erhöht sein. So können beispielsweise ein Windungsschluss in der Spule, ein Nebenschluss der Spule oder eine defekte Strommesseinrichtung zu einer erhöhten beobachteten Änderungsgeschwindigkeit führen. Der Nebenschluss kann eine ungewünschte elektrische Verbindung zwischen einem der Spulenanschlüsse und einem hohen oder niedrigen Potential der Spannungsquelle umfassen. Unterschiedliche Defekte können durch Auswerten der Änderungsgeschwindigkeit unterschieden werden. Beispielsweise kann eine unterbrochene Verbindung zur Spule an einer sehr hohen Änderungsgeschwindigkeit des Spulenstroms erkannt werden. Es kann eine genaue Bestimmung von Spulenparametern erfolgen, um einen Defekt im Bereich der Spule verbessert zu erkennen. Eine Abhängigkeit der Bestimmung von einer Ansteuerfrequenz oder eines Tastverhältnisses („duty cycle”) eines zur Ansteuerung verwendeten pulsweitenmodulierten Signals kann gering sein.The invention is based on the finding that the rate of change of the current flowing through the coil due to the inductive properties of the coil can not be unlimited. To put it simply, setting up and reducing a magnetic field in the region of the coil when switching on or off the coil requires a certain amount of time, which is characteristic of the coil and can only be influenced by a coil temperature to a small degree. If there is a defect in the region of the coil or its supply lines, the rate of change of the current flowing through the coil can be increased. For example, a short circuit in the coil, a shunt of the coil, or a faulty current measuring device may result in an increased rate of change observed. The shunt may include an undesired electrical connection between one of the coil terminals and a high or low potential of the voltage source. Different defects can be distinguished by evaluating the rate of change. For example, an interrupted connection to the coil can be detected at a very high rate of change of the coil current. An accurate determination of coil parameters can be made in order to better detect a defect in the region of the coil. A dependence of the determination on a drive frequency or a duty cycle of a pulse width modulated signal used for driving can be small.

Die Überwachungsvorrichtung kann auch zur Bestimmung des mittleren durch die Spule fließenden Stroms verwendet werden, sodass die Spulensteuerung verbessert rückgekoppelt werden kann. Die Spulensteuerung kann mit der Überwachungsvorrichtung zu einem Steuersystem integriert werden, das eigensicher sein kann.The monitoring device can also be used to determine the average current flowing through the coil so that the coil control can be fed back in an improved manner. The coil control can be integrated with the monitoring device to a control system that can be intrinsically safe.

Die Spule kann mittels eines Freilaufs entmagnetisiert werden. Dabei ist der Freilauf üblicherweise Teil des Steuersystems. Die Überwachungsvorrichtung kann eine erste Strommesseinrichtung zur Bestimmung eines durch den Freilauf fließenden ersten Stroms, eine zweite Strommesseinrichtung zur Bestimmung eines zwischen der Spule und der Spannungsquelle fließenden zweiten Stroms und einen Demodulator zur Bereitstellung eines Stromsignals auf der Basis des ersten Stroms, während das Stromventil geöffnet ist, und des zweiten Stroms, während das Stromventil geschlossen ist, umfassen. Das bestimmte Stromsignal kann dem Differenzierer bereitgestellt werden.The coil can be demagnetized by means of a freewheel. The freewheel is usually part of the control system. The monitoring device may include a first current measuring device for determining a first current flowing through the freewheel, a second current measuring device for determining a second current flowing between the coil and the voltage source, and a demodulator for providing a current signal based on the first current while the current valve is opened , and the second stream while the flow control valve is closed. The determined current signal may be provided to the differentiator.

Durch die Verwendung zweier voneinander unabhängiger Strommesseinrichtungen können zwei voneinander unabhängige Signalpfade implementiert sein, um den Spulenstrom mit verbesserter Sicherheit oder Genauigkeit zu bestimmen. Außerdem kann diese Anordnung dazu verwendet werden, einen Selbsttest durchzuführen. Dazu kann der Demodulator abgeschaltet werden, sodass er stets den ersten oder stets den zweiten Strom an den Differenzierer weiterleitet. Da die den Strömen zugeordneten Strommesseinrichtungen jeweils nur in zugeordneten Phasen der eingeschalteten oder der ausgeschalteten Spule von Spulenstrom durchflossen werden, erheben sich beim Einschalten bzw. Ausschalten Sprünge im ersten bzw. zweiten Strom. Wird bei Abstellen des Demodulators am Vergleicher kein Fehlersignal bestimmt, so kann ein Defekt im Bereich des Demodulators, des Differenzierers oder des Vergleichers bestimmt werden. By using two independent current measuring devices, two independent signal paths can be implemented to determine the coil current with improved safety or accuracy. In addition, this arrangement can be used to perform a self-test. For this purpose, the demodulator can be switched off, so that it always forwards the first or always the second current to the differentiator. Since the current measuring devices associated with the currents flow through coil current only in associated phases of the switched-on or switched-off coil, jumps in the first or second current rise when the current is switched on or off. If no error signal is determined when the demodulator is switched off at the comparator, then a defect in the region of the demodulator, the differentiator or the comparator can be determined.

Ein derartiger Test kann periodisch oder ereignisgesteuert durchgeführt werden, um die Funktionssicherheit der Überwachungsvorrichtung zu bestätigen.Such a test may be periodically or event driven to confirm the reliability of the monitoring device.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass eine Abtasteinrichtung zur Bestimmung eines Öffnungszustands des Stromventils vorgesehen ist. Der Zeitpunkt des Öffnens bzw. Schließens des Stromventils kann dadurch direkter bestimmt werden und es muss nicht auf ein Steuersignal des Stromventils zurückgegriffen werden, sodass der bestimmte Öffnungszustand nicht von einem Defekt im Bereich des Stromventils beeinflusst sein kann. Die Abtasteinrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, eine Spannung an einem der Anschlüsse der Spule zu überwachen. So kann bestimmt werden, ob das Stromventil tatsächlich geöffnet oder tatsächlich geschlossen ist.It is further preferred that a scanning device is provided for determining an opening state of the flow control valve. The timing of the opening or closing of the flow control valve can thereby be determined more directly and it is not necessary to resort to a control signal of the flow control valve, so that the specific opening state can not be influenced by a defect in the region of the flow control valve. For example, the scanner may be configured to monitor a voltage at one of the terminals of the coil. Thus, it can be determined whether the flow control valve is actually opened or actually closed.

Weiter ist bevorzugt, dass der Differenzierer als Analogschaltung aufgebaut ist. Der Differenzierer kann beispielsweise mittels eines Operationsverstärkers, eines Kondensators und eines Widerstands auf bekannte Weise einfach und kostengünstig ausgeführt werden. In einer anderen Ausführungsform kann der Differenzierer beispielsweise auch numerisch in einem digitalen Schaltkreis implementiert sein.It is further preferred that the differentiator is constructed as an analog circuit. The differentiator can be made simple and inexpensive, for example, by means of an operational amplifier, a capacitor and a resistor in a known manner. For example, in another embodiment, the differentiator may also be implemented numerically in a digital circuit.

Ein Verfahren zum Überwachen einer Spulensteuerung, die eine Spule mittels eines Stromventils periodisch mit einer Spannungsquelle verbindet, umfasst Schritte des Bestimmens einer Änderungsgeschwindigkeit des durch die Spule fließenden Stroms während eines Zeitraums, der ein Öffnen oder Schließen des Stromventils umfasst; und des Bestimmens eines Fehlerzustands, falls die Änderungsgeschwindigkeit innerhalb des Zeitraums einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.A method of monitoring coil control that periodically connects a coil to a voltage source by means of a flow control valve includes steps of determining a rate of change of the current flowing through the coil during a period of time including opening or closing of the flow control valve; and determining an error condition if the rate of change over the period exceeds a predetermined threshold.

Das Verfahren ist insbesondere zur Ausführung mittels eines programmierbaren Mikrocomputers oder Mikrocontrollers geeignet.The method is particularly suitable for execution by means of a programmable microcomputer or microcontroller.

Es ist bevorzugt, dass die Spule mit einem Freilauf verbunden ist und der durch die Spule fließende Strom mittels einer ersten Strommesseinrichtung bestimmt wird, während das Stromventil geöffnet ist, und mittels einer zweiten Strommesseinrichtung, während das Stromventil geschlossen ist. Die Bestimmung des durch die Spule fließenden Stroms kann dadurch verbessert redundant ausgeführt sein.It is preferred that the coil is connected to a freewheel and the current flowing through the coil by means of a first current measuring device is determined while the flow control valve is open, and by means of a second current measuring device, while the flow valve is closed. The determination of the current flowing through the coil can thereby be carried out redundantly improved.

Die Änderungsgeschwindigkeit wird weiter bevorzugt durch eine Ableitung des durch die Spule fließenden Stroms nach der Zeit bestimmt. Diese Bestimmung kann in unterschiedlichen Ausführungsformen rechnerisch oder mittels analoger Komponenten durchgeführt werden.The rate of change is more preferably determined by a derivative of the current flowing through the coil with time. This determination can be carried out in different embodiments by calculation or by means of analogous components.

Der Schwellenwert wird bevorzugt in Abhängigkeit einer Änderungsgeschwindigkeit eines Tastverhältnisses bestimmt, wobei das Tastverhältnis ein Verhältnis von Dauern einer Einschaltphase und einer Ausschaltphase des Stromventils angibt. Vorteilhaft kann der Schwellenwert dabei unabhängig vom Tastverhältnis selbst sein. Durch das Berücksichtigen der Änderungsgeschwindigkeit des Tastverhältnisses kann das irrtümliche Bestimmen eines Fehlerzustands vermieden werden, wenn ein insbesondere schneller und/oder großer Sprung im Tastverhältnis bewirkt wird. Die Spule kann so verbessert zur Erzeugung eines sich ändernden Magnetfelds verwendet werden, ohne dass die Bestimmung eines Fehlerzustands durch eine Änderung des Magnetfelds beeinträchtigt wird.The threshold value is preferably determined as a function of a rate of change of a duty cycle, wherein the duty cycle indicates a ratio of durations of a switch-on phase and a switch-off phase of the flow control valve. Advantageously, the threshold value can be independent of the duty cycle itself. By taking into account the rate of change of the duty cycle, the erroneous determination of an error condition can be avoided if a particularly rapid and / or large jump in the duty cycle is effected. The coil can thus be used in an improved manner for generating a changing magnetic field, without the determination of a fault condition being impaired by a change of the magnetic field.

Weiter ist bevorzugt, dass das Stromventil auf der Basis eines pulsweitenmodulierten Signals periodisch geöffnet und geschlossen wird. Der mittlere durch die Spule fließende Strom kann dadurch einfach gesteuert werden. Insbesondere kann der Strom mit wenig Aufwand mittels eines PWM-Signalgenerators gesteuert werden, der Teil eines Mikrocontrollers sein kann.It is further preferred that the flow control valve is periodically opened and closed on the basis of a pulse width modulated signal. The average current flowing through the coil can thereby be easily controlled. In particular, the current can be controlled with little effort by means of a PWM signal generator, which can be part of a microcontroller.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:

1 ein Steuersystem für ein hydraulisches Stetigventil; 1 a control system for a hydraulic continuous valve;

2 eine Messeinrichtung zur Bestimmung des durch eine Spule fließenden Stroms für das Steuersystem von 1; 2 a measuring device for determining the current flowing through a coil for the control system of 1 ;

3 Verläufe von Strömen an der Messeinrichtung von 2; 3 Currents of currents at the measuring device of 2 ;

4 eine weitere Ausführungsform des Steuersystems von 1; und 4 another embodiment of the control system of 1 ; and

5 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Überwachen des Steuersystems von 1
darstellt.
5 a flowchart for a method for monitoring the control system of 1
represents.

1 zeigt ein Steuersystem 100 zur Ansteuerung einer Spule 105. Die Spule 105 ist in der vorliegenden Ausführungsform Teil eines Hydraulikventils 110, das bevorzugt als Stetigventil ausgeführt ist. Wird die Spule 105 von einem Strom durchflossen, so erzeugt sie ein Magnetfeld, dessen Stärke vom Stromfluss abhängig ist. Das Magnetfeld übt eine Kraft auf einen Anker aus, der Teil eines Durchflusselements 115 ist, wodurch ein hydraulischer Druck oder ein hydraulischer Fluss eines Fluids gesteuert werden können. Dabei ist bevorzugt der Druck oder der Durchfluss des Fluids proportional zum elektrischen Strom durch die Spule 105. Die Spule 105 ist in einer elektrischen Ersatzschaltung als Serienschaltung einer Induktivität L und eines ohmschen Widerstands R dargestellt, um die Spule 105 elektrisch genauer modellieren zu können. 1 shows a control system 100 for controlling a coil 105 , The sink 105 is part of a hydraulic valve in the present embodiment 110 , which is preferably designed as a continuous valve. Will the coil 105 A current flows through it, thus creating a magnetic field whose strength depends on the current flow. The magnetic field exerts a force on an armature, which is part of a flow element 115 is, whereby a hydraulic pressure or a hydraulic flow of a fluid can be controlled. In this case, the pressure or the flow of the fluid is preferably proportional to the electrical current through the coil 105 , The sink 105 is shown in an equivalent electrical circuit as a series circuit of an inductance L and an ohmic resistance R to the coil 105 electrically model more accurate.

Die Spule 105 ist mit dem Steuersystem 100 verbunden. Das Steuersystem 100 wird mit einer Spannungsquelle 120 betrieben, die optional mittels eines Verpolungsschutzes 125 abgesichert sein kann, der beispielsweise eine Freilaufdiode umfassen kann. Ein erster Anschluss der Spule 105 kann mittels eines ersten Stromventils 130 an Masse gelegt werden. Ein zweiter Anschluss der Spule 105 ist üblicherweise mit einem positiven Potential der Spannungsquelle 135 verbunden, und zwar bevorzugt mittels eines zweiten Stromventils 135. Das zweite Stromventil 135 ist üblicherweise geschlossen und wird nur geöffnet um eine Haupt- oder Notabschaltung der Spule 105 durchzuführen. Der Verpolungsschutz 125 ist üblicherweise ebenfalls geschlossen.The sink 105 is with the tax system 100 connected. The tax system 100 comes with a voltage source 120 operated, which optionally by means of a reverse polarity protection 125 can be hedged, which may include, for example, a freewheeling diode. A first connection of the coil 105 can by means of a first flow control valve 130 to be grounded. A second connection of the coil 105 is usually with a positive potential of the voltage source 135 connected, preferably by means of a second flow control valve 135 , The second flow valve 135 is usually closed and only opened for a main or emergency shutdown of the coil 105 perform. The reverse polarity protection 125 is usually also closed.

Ein optionales drittes Stromventil 140 kann einen Stromfluss zwischen den Anschlüssen der Spule 105 ermöglichen, um die Spule 105 kurzzuschließen und so die in der Spule gespeicherte Energie abzuleiten. Das dritte Stromventil 140 wird geschlossen, während das erste Stromventil 130 geöffnet ist. Diese Anordnung wird auch „aktiver Freilauf” genannt. Das dritte Stromventil 140 kann eine Diode („Freilaufdiode”) mit Durchlassrichtung zur Spannungsquelle 120 umfassen. In einer anderen Ausführungsform entfällt das dritte Stromventil 140 und es ist nur die Diode als passiver Freilauf vorgesehen. Eine entsprechende Diode kann auch parallel zum ersten Stromventil 130 geschaltet sein, wie in 1 dargestellt ist. Die Stromventile 130, 135 und 140 sind bevorzugt als Halbleiter-Bauelemente ausgeführt, insbesondere als diskrete oder integrierte Feldeffekttransistoren.An optional third flow valve 140 can cause a current flow between the terminals of the coil 105 allow to the coil 105 short circuit and so dissipate the energy stored in the coil. The third flow valve 140 is closed while the first flow control valve 130 is open. This arrangement is also called "active freewheeling". The third flow valve 140 can be a diode ("freewheeling diode") with forward direction to the voltage source 120 include. In another embodiment, the third flow control valve is eliminated 140 and only the diode is provided as a passive freewheel. A corresponding diode may also be in parallel to the first flow control valve 130 be switched as in 1 is shown. The flow valves 130 . 135 and 140 are preferably designed as semiconductor components, in particular as discrete or integrated field effect transistors.

Der Strom durch die Spule 105 kann dann mittels des ersten Stromventils 130 ein- und ausgeschaltet werden. Das Schalten erfolgt bevorzugt periodisch in Abhängigkeit eines pulsweitenmodulierten (PWM) Signals, das von einer Steuereinrichtung 145 bereitgestellt werden kann. Dabei ist der durch die Spule 105 fließende mittlere Strom, der letztlich die mechanische Betätigung des Durchflusselements 115 bestimmt, abhängig von einem Tastverhältnis des PWM-Signals und der üblicherweise konstanten Spannung der Spannungsquelle 120. Das Tastverhältnis gibt an, in welchem Verhältnis eine Einschaltdauer zu einer Ausschaltdauer des ersten Stromventils 130 steht. Die Summe aus Einschaltdauer und Ausschaltdauer wird Periodendauer genannt und ist üblicherweise konstant.The current through the coil 105 can then by means of the first flow control valve 130 be switched on and off. The switching is preferably carried out periodically as a function of a pulse-width-modulated (PWM) signal transmitted by a control device 145 can be provided. It is through the coil 105 flowing average current, which ultimately causes the mechanical actuation of the flow element 115 determined, depending on a duty cycle of the PWM signal and the usually constant voltage of the voltage source 120 , The duty cycle indicates in what ratio a duty cycle to a turn-off of the first flow control valve 130 stands. The sum of the switch-on duration and switch-off duration is called period duration and is usually constant.

Die Steuereinrichtung 145 ist dazu eingerichtet, eine vorbestimmte mechanische Betätigung des Hydraulikventils 110 bzw. des Durchflusselements 115 zu bewirken, indem sie das Tastverhältnis des PWM-Signals derart einstellt, dass der durch das Hydraulikventil 110 fließende mittlere Strom einem vorbestimmten Wert entspricht. Um den mittleren Strom zu regeln, ist wenigstens eine Strommesseinrichtung 150 vorgesehen, die mit der Steuereinrichtung 145 verbunden ist. Die Strommesseinrichtung 150 umfasst in einer Ausführungsform einen Längswiderstand („Shunt”), der mit der Spule 105 in Serie geschaltet ist, sodass eine an der Strommesseinrichtung 150 abfallende Spannung auf einen Momentanwert des Spulenstroms hinweist. Durch Auswertung des zeitlichen Verlaufs des Momentanwerts kann der mittlere Strom bestimmt werden.The control device 145 is adapted to a predetermined mechanical actuation of the hydraulic valve 110 or the flow element 115 by setting the duty cycle of the PWM signal such that by the hydraulic valve 110 flowing average current corresponds to a predetermined value. To regulate the average current is at least one current measuring device 150 provided with the control device 145 connected is. The current measuring device 150 In one embodiment, it includes a series resistance ("shunt") associated with the coil 105 connected in series, so one at the current measuring device 150 decreasing voltage indicates an instantaneous value of the coil current. By evaluating the time profile of the instantaneous value, the average current can be determined.

In einer anderen Ausführungsform sind das erste Stromventil 130 und das dritte Stromventil 140 als Halbleiter, insbesondere Feldeffekttransistoren, mit integrierten Strommesseinrichtungen 150 („current sensing FET”) ausgeführt. Dazu können Strommessanschlüsse an den Gehäusen der Halbleiter herausgeführt sein. Der durch die Spule 105 fließende mittlere Strom kann dann auf der Basis von Stromwerten bestimmt werden, die mittels zweier voneinander unabhängiger Strommesseinrichtungen 150 abgetastet sind. Insbesondere können voneinander unabhängig ein erster Strom, der von der Spannungsquelle 120 in die Spule 105 fließt, während das erste Stromventil 130 geschlossen ist, und ein zweiter Strom, der von der Spule 105 zur Spannungsquelle 120 fließt, während das erste Stromventil 130 geöffnet ist, bestimmt werden.In another embodiment, the first flow control valve 130 and the third flow valve 140 as semiconductors, in particular field effect transistors, with integrated current measuring devices 150 ("Current sensing FET") executed. For this purpose, current measuring connections can be led out on the housings of the semiconductors. The one through the coil 105 flowing average current can then be determined on the basis of current values obtained by means of two independent current measuring devices 150 are scanned. In particular, independently of one another, a first current, that of the voltage source, can be used 120 in the coil 105 flows while the first flow control valve 130 closed, and a second stream coming from the coil 105 to the voltage source 120 flows while the first flow control valve 130 is open, be determined.

Auf der Basis des einen oder der zwei abgetasteten Ströme kann ein durch die Spule 105 fließender mittlerer Strom bestimmt werden. Das Tastverhältnis des PWM-Signals kann mittels der Steuereinrichtung 145 in Abhängigkeit eines Unterschieds zwischen dem bestimmten mittleren Strom und einem vorbestimmten Strom verändert werden, um den durch die Spule 105 fließenden mittleren Strom nachzuregeln, sodass die Spule 105 das gewünschte Magnetfeld erzeugt.On the basis of one or two sampled streams one can pass through the coil 105 flowing average current can be determined. The duty cycle of the PWM signal can by means of the control device 145 be changed depending on a difference between the determined average current and a predetermined current through the coil 105 to regulate the flowing medium current, so that the coil 105 generates the desired magnetic field.

Eine Verarbeitungseinrichtung 155 ist dazu eingerichtet, die Spule 105 bzw. den durch sie fließenden Strom möglichst kontinuierlich und möglichst ohne die Funktion der Spule 105 zu beeinträchtigen zu überwachen. Die Verarbeitungseinrichtung 155 kann von der Steuereinrichtung 145 umfasst oder mit ihr integriert ausgeführt sein. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Verarbeitungseinrichtung 155 einen programmierbaren Mikrocomputer umfasst. Weiter ist bevorzugt, dass die Verarbeitungseinrichtung 155 mit der oder den Strommesseinrichtungen 150 verbunden ist. Darüber hinaus ist sie bevorzugt mit einer Abtasteinrichtung 160 verbunden, um unabhängig vom PWM-Signal am ersten Stromventil 130 die tatsächlichen Ein- und Ausschalt-Zeitpunkte des ersten Stromventils 130 bestimmen zu können. Vorliegend umfasst die Abtasteinrichtung 160 eine Leitung zum Abtasten einer Spannung an der Spule 105, in der optional ein Längswiderstand zur Entkopplung angeordnet ist. Die Abtasteinrichtung 160 kann insbesondere mit einem flankengesteuerten Eingang der Verarbeitungseinrichtung 155 verbunden sein, um die Schaltzeitpunkte des Stromventils 130 als Ereignisse abtasten zu können. Die Ein- und Ausschaltdauern können dann beispielsweise mittels eines Taktzählers genau bestimmt werden.A processing device 155 is set up the coil 105 or the current flowing through them as continuously as possible and possibly without the function of the coil 105 to interfere with monitor. The processing device 155 can from the controller 145 comprises or be integrated with it. In particular, it is preferred that the processing device 155 includes a programmable microcomputer. It is further preferred that the processing device 155 with the current meter (s) 150 connected is. In addition, it is preferred with a scanning device 160 connected to independently of the PWM signal at the first flow control valve 130 the actual on and off times of the first flow control valve 130 to be able to determine. In the present case, the scanning device comprises 160 a line for sensing a voltage across the coil 105 in which an optional longitudinal resistance for decoupling is arranged. The scanning device 160 In particular, with an edge-controlled input of the processing device 155 be connected to the switching times of the flow control valve 130 to be able to scan as events. The turn-on and turn-off can then be accurately determined for example by means of a clock counter.

Eine Überwachungsvorrichtung 165 umfasst die Verarbeitungseinrichtung 155 und wenigstens eine der Strommesseinrichtungen 150. Dazu ist bevorzugt, dass die Verarbeitungseinrichtung 155 mit der Steuereinrichtung 145 integriert ausgeführt ist, sodass existierende Verbindungen zu den Strommesseinrichtungen 150 mitbenutzt werden können.A monitoring device 165 includes the processing device 155 and at least one of the current measuring devices 150 , For this purpose, it is preferred that the processing device 155 with the control device 145 integrated so that existing connections to the current measuring devices 150 can be shared.

2 zeigt eine Messeinrichtung 200 zur Bestimmung des durch die Spule 105 des Steuersystems 100 von 1 fließenden Stroms. Die Messeinrichtung 200 kann insbesondere Teil der Überwachungsvorrichtung 165 sein. In der vorliegenden Ausführungsform, die sich an die von 1 anlehnt, sind wieder zwei getrennte Strommesseinrichtungen 150 vorgesehen, um einen von der Spannungsquelle 120 in die Spule 105 fließenden Strom und einen aus der Spule 105 in die Spannungsquelle 120 fließenden Strom zu bestimmen. Ein Freilauf zum Entmagnetisieren der Spule 105 ist ohne das zweite Stromventil 135 passiv aufgebaut und umfasst lediglich eine Diode 205, die auch Freilaufdiode genannt wird. 2 shows a measuring device 200 for determining by the coil 105 of the tax system 100 from 1 flowing electricity. The measuring device 200 may in particular be part of the monitoring device 165 be. In the present embodiment, which conforms to those of 1 Lean again, are again two separate current measuring devices 150 provided to one from the voltage source 120 in the coil 105 flowing electricity and one out of the coil 105 into the voltage source 120 to determine the flow of electricity. A freewheel to demagnetize the coil 105 is without the second flow control valve 135 passive and includes only one diode 205 , which is also called freewheeling diode.

Optional sind Messverstärker 210 vorgesehen, die jeweils über den als Shunt ausgeführten Strommesseinrichtungen 150 liegen. Die an den Strommesseinrichtungen 150 abfallenden und ggf. verstärkten Spannungen können mittels jeweils zugeordneter Analog-Digital-Wandler (Analog Digital Converter, ADC) 215 in digitale Werte umgewandelt werden, die dann einem Demodulator oder Demultiplexer 220 zugeführt werden. Ein Analog-Digital-Wandler 215 kann auch an einer anderen Stelle im dargestellten Signalpfad vorgesehen sein, sodass bedarfsgerecht eine rein digitale, eine rein analoge oder eine gemischt analog/digitale Verarbeitung erfolgen kann. Die Komponenten im Signalpfad können dazu jeweils alternativ analog oder digital aufgebaut sein. Bei der digitalen Variante empfiehlt sich die Verwendung eines digitalen Mikrocomputers zur numerischen Verarbeitung.Optional are measuring amplifiers 210 provided, in each case via the designed as a shunt current measuring devices 150 lie. The at the power metering 150 Falling and possibly amplified voltages can be achieved by means of respectively assigned analog-to-digital converters (Analog Digital Converter, ADC). 215 be converted into digital values, which are then a demodulator or demultiplexer 220 be supplied. An analog-to-digital converter 215 can also be provided at a different location in the signal path shown so that a purely digital, a purely analog or mixed analog / digital processing can be done as needed. The components in the signal path can each alternatively be constructed analog or digital. In the digital variant, the use of a digital microcomputer for numerical processing is recommended.

Der Demodulator 220 stellt einem Differenzierer 225 ein Stromsignal 230 bereit, das einem ersten Strom 235 entspricht, während das erste Stromventil 130 geöffnet ist, und einem zweiten Strom 240, während das erste Stromventil 130 geschlossen ist. Der erste Strom 235 ist hier der durch die Freilaufdiode 205 fließende Strom von der Spule 105 in die Spannungsquelle 120 und der zweite Strom 240 ist hier der aus der Spannungsquelle 120 in die Spule 105 fließende Strom. Das Stromsignal 230 reflektiert also permanent einen tatsächlich durch die Spule 105 fließenden Strom.The demodulator 220 represents a differentiator 225 a current signal 230 ready, that a first stream 235 corresponds while the first flow control valve 130 is open, and a second stream 240 while the first flow control valve 130 closed is. The first stream 235 Here is the through the freewheeling diode 205 flowing electricity from the coil 105 into the voltage source 120 and the second stream 240 Here is the from the voltage source 120 in the coil 105 flowing electricity. The current signal 230 So it's always reflecting through the coil 105 flowing electricity.

Der Differenzierer 225 bildet mathematisch eine Ableitung des Stromsignals 230 nach der Zeit. Ist der Differenzierer 225 analog aufgebaut, kann hierzu die angedeutete Standardschaltung mit einem Operationsverstärker, einem Rückkopplungswiderstand und einem Einkopplungskondensator verwendet werden.The differentiator 225 mathematically forms a derivative of the current signal 230 after the time. Is the differentiator 225 constructed analogously, the indicated standard circuit with an operational amplifier, a feedback resistor and a coupling capacitor can be used for this purpose.

Das nach der Zeit differenzierte Stromsignal 230 wird an einen Vergleicher 245 weitergegeben, der bestimmt, ob das Signal einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, so kann ein Fehlerzustand bei der Ansteuerung der Spule 105 bestimmt werden. Auf der Basis des Ausgangs des Demodulators 220 kann auch leicht ein mittlerer durch die Spule 105 fließender Strom bestimmt werden. Dazu kann das Stromsignal 230 beispielsweise mittels eines Tiefpasses geglättet werden.The time differentiated current signal 230 gets to a comparator 245 which determines whether the signal exceeds a predetermined threshold. If this is the case, then an error state in the control of the coil 105 be determined. Based on the output of the demodulator 220 can also be a medium through the coil 105 flowing current can be determined. This can be the current signal 230 be smoothed for example by means of a low pass.

3 zeigt Verläufe 300 von Strömen an der Messeinrichtung 200 von 2. In horizontaler Richtung ist eine Zeit angetragen und in vertikaler Richtung von oben nach unten das Stromsignal 230, der erste Strom 235 und der zweite Strom 240. Das Stromsignal 230 entspricht in guter Näherung dem durch die Spule 105 tatsächlich fließenden Strom. Das Stromsignal 230 steigt während einer Einschaltphase 305, die beginnt, wenn das erste Stromventil 130 geschlossen wird, an und sinkt in einer Ausschaltphase 310, die beginnt, wenn das erste Stromventil 130 geöffnet wird, wieder ab. Ein Tastverhältnis, das ein Verhältnis der Dauern der Einschaltphase 305 und der Ausschaltphase 310 beschreibt, liegt exemplarisch bei ca. 1. Eine Periodendauer, die die Summe der Dauern einer Einschaltphase 305 und einer zugeordneten Ausschaltphase 310 umfasst, ist üblicherweise konstant. Das Tastverhältnis kann auch ausgedrückt werden als Anteil der Dauer der Einschaltphase 305 von der Periodendauer. Das der Darstellung von 2 zugrunde liegende Tastverhältnis beträgt somit ca. 50%. 3 shows gradients 300 of currents at the measuring device 200 from 2 , In the horizontal direction, a time is applied and in the vertical direction from top to bottom the current signal 230 , the first electricity 235 and the second stream 240 , The current signal 230 corresponds to a good approximation by the coil 105 actually flowing electricity. The current signal 230 rises during a switch-on phase 305 that starts when the first flow control valve 130 is closed, and sinks in a shutdown phase 310 that starts when the first flow control valve 130 is opened, again. A duty cycle, which is a ratio of the durations of the switch-on phase 305 and the switch-off phase 310 describes, is exemplary at about 1. One Period duration, which is the sum of the durations of a switch-on phase 305 and an associated shutdown phase 310 is usually constant. The duty cycle can also be expressed as a proportion of the duration of the switch-on phase 305 from the period. The presentation of 2 underlying duty cycle is thus about 50%.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Steuersystems 100 von 1. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform ist ein passiver Freilauf unter Verwendung der Freilaufdiode 205 vorgesehen und die Strommesseinrichtung 150 ist einfach als Längswiderstand in Serie zur Spule 105 ausgeführt. Die über der Strommesseinrichtung 150 abfallende Spannung reflektiert kontinuierlich den durch die Spule 105 fließenden Strom. Eine demodulierende Messeinrichtung 200, wie sie in 2 gezeigt ist, ist daher nicht erforderlich. Das Messsignal der Strommesseinrichtung 150 kann beispielsweise mittels eines Analog-Digital-Wandlers 215 digitalisiert und unmittelbar dem Differenzierer 225 und dem Vergleicher 245 zugeführt werden. 4 shows a further embodiment of the control system 100 from 1 , Unlike the in 1 illustrated embodiment is a passive freewheel using the freewheeling diode 205 provided and the current measuring device 150 is simply as a series resistor in series with the coil 105 executed. The above the current measuring device 150 Declining voltage continuously reflects through the coil 105 flowing electricity. A demodulating measuring device 200 as they are in 2 is shown is therefore not required. The measuring signal of the current measuring device 150 can, for example, by means of an analog-to-digital converter 215 digitized and immediately the differentiator 225 and the comparator 245 be supplied.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Überwachen eines Steuersystems 100 mit einer Spule 105 wie insbesondere einem der Steuersysteme 100 der 1 oder 4. Das Verfahren 500 ist insbesondere zur Ausführung auf der Verarbeitungseinrichtung 155 vorgesehen. Teile des Verfahrens 500 können auch mittels diskreter Elemente ausgeführt werden, wie oben insbesondere mit Bezug auf 2 genauer beschrieben ist. 5 shows a flowchart of a method 500 to monitor a control system 100 with a coil 105 especially one of the tax systems 100 of the 1 or 4 , The procedure 500 is especially for execution on the processing device 155 intended. Parts of the procedure 500 may also be implemented by means of discrete elements, as described above with particular reference to FIG 2 is described in more detail.

Das Verfahren 500 beginnt in einem Schritt 505. In einem Schritt 510 wird der durch die Spule 105 fließende Strom abgetastet. Dabei ist darauf zu achten, dass innerhalb eines Beobachtungszeitraums wenigstens ein Wechsel zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand des ersten Stromventils 135 liegt, da die Änderungsgeschwindigkeit des Spulenstroms beim Einschalten und beim Ausschalten üblicherweise am größten ist. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Bestimmung des Spulenstroms eine einfache Abtastung, wie in 4 gezeigt ist, oder eine nach Einschaltphase 305 und Ausschaltphase 310 getrennte Abtastung, wie in 1 und 2 gezeigt ist, umfassen. Im Schritt 510 wird aus den abgetasteten Werten das Stromsignal 230 bestimmt.The procedure 500 starts in one step 505 , In one step 510 that gets through the coil 105 flowing current sampled. It is important to ensure that within an observation period, at least one change between the open and the closed state of the first flow control valve 135 is because the rate of change of the coil current is usually greatest when switching on and off. In various embodiments, the determination of the coil current may be a simple sampling, as in FIG 4 is shown, or one after switch-on 305 and off phase 310 separate sampling, as in 1 and 2 shown. In step 510 becomes the current signal from the sampled values 230 certainly.

In einem Schritt 515 wird das Stromsignal 230 differenziert, also nach der Zeit abgeleitet. In einem Schritt 520 wird dann bestimmt, ob die Ableitung einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Ist dies nicht der Fall, so kann das Verfahren 500 zum Start 505 zurückkehren und erneut durchlaufen. Andernfalls kann in einem Schritt 525 ein Fehlerzustand bestimmt werden.In one step 515 becomes the current signal 230 differentiated, that is derived according to the time. In one step 520 it is then determined whether the derivative exceeds a predetermined threshold. If this is not the case, then the procedure can 500 to the start 505 return and go through again. Otherwise, in one step 525 an error condition can be determined.

Der im Schritt 520 verwendete Schwellenwert kann konstant gewählt sein, beispielsweise in Abhängigkeit der Induktivität L und des Widerstands R der Spule 105, oder dynamisch bestimmt werden. Zur dynamischen Bestimmung kann in einem Schritt 530 das Tastverhältnis zwischen der Einschaltphase 305 und der Ausschaltphase 310 bestimmt werden. Dazu kann das Steuersignal des ersten Stromventils 130 abgetastet werden. Bevorzugt ist jedoch, den aktuellen Schaltzustand des ersten Stromventils 135 mittels einer dedizierten Abtasteinrichtung 160 abzutasten. In einem Schritt 535 kann das bestimmte Tastverhältnis ebenfalls differenziert, also nach der Zeit abgleitet werden, um ein variables Signal für den Schwellenwert zu erhalten. Dadurch kann der Schwellenwert vorübergehend größer werden, wenn sich das Tastverhältnis vergrößert oder verkleinert. Die Vergrößerung des Schwellenwerts kann davon abhängig sein, wie rasch oder wie stark das Tastverhältnis verändert wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Schwellenwert auf der Basis des beschriebenen dynamischen Anteils und eines konstanten Anteils bestimmt, der insbesondere abhängig von der Induktivität L und dem Widerstand R der Spule 105 sein kann. Ist die Spannung der Spannungsquelle 120 nicht konstant, so kann ihr Einfluss auf die maximale Änderungsgeschwindigkeit des Spulenstroms durch eine Anpassung des Schwellenwerts kompensiert werden.The one in the step 520 used threshold value can be chosen constant, for example, depending on the inductance L and the resistance R of the coil 105 , or determined dynamically. For dynamic determination can in one step 530 the duty cycle between the switch-on phase 305 and the switch-off phase 310 be determined. For this purpose, the control signal of the first flow control valve 130 be scanned. However, it is preferred that the current switching state of the first flow control valve 135 by means of a dedicated scanner 160 scan. In one step 535 For example, the particular duty cycle can also be differentiated, that is, it can be derived after the time, in order to obtain a variable signal for the threshold value. This may temporarily increase the threshold as the duty cycle increases or decreases. The increase of the threshold may depend on how fast or how much the duty cycle is changed. In a particularly preferred embodiment, the threshold value is determined on the basis of the described dynamic component and a constant component, which in particular depends on the inductance L and the resistance R of the coil 105 can be. Is the voltage of the voltage source 120 Not constant, their influence on the maximum rate of change of the coil current can be compensated by adjusting the threshold value.

Ein einfacher Selbsttest des Verfahrens 500 bzw. der Messeinrichtung 200 kann durchgeführt werden, indem im Schritt 510 bei der Abtastung des durch die Spule 105 fließenden Stroms der Demodulator 220 vorübergehend deaktiviert wird, sodass nur noch der erste Strom 235 oder nur noch der zweite Strom 240 betrachtet wird. Alternativ kann auch einer der Ströme 235, 240 vor dem Demodulator 220 kurzgeschlossen werden. Am Ausgang des Demodulators 220 zeigen sich dann beim Öffnen oder Schließen des ersten Stromventils 135 große Änderungsgeschwindigkeiten des Ventilstroms (vgl. Darstellung der Ströme 235, 240 in 2). Sollte dabei kein Fehlerzustand bestimmt werden, so kann von einem Defekt im Bereich der Überwachungsvorrichtung 165 ausgegangen werden, insbesondere am Differenzierer 225 oder dem Vergleicher 245, gegebenenfalls auch am Demodulator 220.A simple self-test of the process 500 or the measuring device 200 can be done by step in 510 when scanning the through the coil 105 flowing current of the demodulator 220 is temporarily disabled, leaving only the first stream 235 or only the second stream 240 is looked at. Alternatively, one of the streams 235 . 240 in front of the demodulator 220 be shorted. At the output of the demodulator 220 then show up when opening or closing the first flow control valve 135 high rates of change of the valve current (see illustration of the currents 235 . 240 in 2 ). If no fault condition is determined, it may be a defect in the area of the monitoring device 165 be assumed, especially at the differentiator 225 or the comparator 245 , possibly also on the demodulator 220 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Steuersystemcontrol system
105105
SpuleKitchen sink
110110
hydraulisches Ventilhydraulic valve
115115
DurchflusselementFlow Element
120120
Spannungsquellevoltage source
125125
VerpolungsschutzReverse polarity protection
130130
erstes Stromventilfirst flow control valve
135135
zweites Stromventilsecond flow valve
140140
drittes Stromventilthird flow control valve
145 145
Steuereinrichtungcontrol device
150150
StrommesseinrichtungCurrent measurement device
155155
Verarbeitungseinrichtungprocessing device
160160
Abtasteinrichtungscanning
165165
Überwachungsvorrichtungmonitoring device
200200
Messeinrichtungmeasuring device
205205
Diodediode
210210
Messverstärkermeasuring amplifiers
215215
Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
220220
Demodulator/DemultiplexerDemodulator / demultiplexer
225225
Differenziererdifferentiator
230230
Stromsignalcurrent signal
235235
erster Strom (entladen)first electricity (discharged)
240240
zweiter Strom (aufladen)second stream (charge)
245245
Vergleichercomparator
300300
Verlaufcourse
305305
EinschaltphaseSwitch
310310
Ausschaltphaseswitch-off
500500
Verfahrenmethod
505505
Startbegin
510510
Strom abtastenScan current
515515
Ableitenderive
520520
>Schwellenwert?> Threshold?
525525
Fehlerzustandfault condition
530530
Tastverhältnis bestimmenDetermine duty cycle
535535
Schwellenwert bestimmenDetermine threshold

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006029389 A1 [0004] DE 102006029389 A1 [0004]

Claims (9)

Überwachungsvorrichtung (165) zur Überwachung einer Spulensteuerung (100), die eine Spule (105) mittels eines Stromventils (130) periodisch mit einer Spannungsquelle (120) verbindet, wobei die Überwachungsvorrichtung (165) folgendes umfasst: eine Strommesseinrichtung (150) zur Bestimmung eines durch die Spule (105) fließenden Stroms (230) während eines Zeitraums, der ein Öffnen oder ein Schließen des Stromventils (130) umfasst; einen Differenzierer (225) zur Bestimmung einer Änderungsgeschwindigkeit des bestimmten Stroms (230) innerhalb des Zeitraums; und einen Vergleicher (245) zur Bestimmung eines Fehlerzustands, falls die Änderungsgeschwindigkeit in dem Zeitraum einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.Monitoring device ( 165 ) for monitoring a coil control ( 100 ), which is a coil ( 105 ) by means of a flow control valve ( 130 ) periodically with a voltage source ( 120 ), wherein the monitoring device ( 165 ) comprises: a current measuring device ( 150 ) for determining a through the coil ( 105 ) flowing stream ( 230 ) during a period when an opening or closing of the flow control valve ( 130 ); a differentiator ( 225 ) for determining a rate of change of the particular stream ( 230 ) within the period; and a comparator ( 245 ) for determining an error condition if the rate of change in the period exceeds a predetermined threshold. Überwachungsvorrichtung (165) nach Anspruch 1, wobei die Spule (105) mittels eines Freilaufs entmagnetisiert werden kann, und die Überwachungsvorrichtung (165) umfasst: eine erste Strommesseinrichtung (150) zur Bestimmung eines durch den Freilauf (140, 205) fließenden ersten Stroms (235); eine zweite Strommesseinrichtung (150) zur Bestimmung eines zwischen der Spule (105) und der Spannungsquelle (120) fließenden zweiten Stroms (240); und einen Demodulator (220) zur Bereitstellung eines Stromsignals (230) auf der Basis des ersten Stroms (235), während das Stromventil (130) geöffnet ist, und des zweiten Stroms (240), während das Stromventil (130) geschlossen ist, wobei dem Differenzierer (225) das Stromsignal (230) bereitgestellt ist.Monitoring device ( 165 ) according to claim 1, wherein the coil ( 105 ) can be demagnetized by means of a freewheel, and the monitoring device ( 165 ) comprises: a first current measuring device ( 150 ) for determining one by the freewheel ( 140 . 205 ) flowing first stream ( 235 ); a second current measuring device ( 150 ) for determining between the coil ( 105 ) and the voltage source ( 120 ) flowing second stream ( 240 ); and a demodulator ( 220 ) for providing a current signal ( 230 ) based on the first stream ( 235 ) while the flow control valve ( 130 ) and the second stream ( 240 ) while the flow control valve ( 130 ) is closed, whereby the differentiator ( 225 ) the current signal ( 230 ). Überwachungsvorrichtung (165) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Abtasteinrichtung (160) zur Bestimmung eines Öffnungszustands des Stromventils (130).Monitoring device ( 165 ) according to claim 1 or 2, further comprising a scanning device ( 160 ) for determining an opening state of the flow control valve ( 130 ). Überwachungsvorrichtung (165) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Differenzierer (225) als Analogschaltung aufgebaut ist.Monitoring device ( 165 ) according to one of the preceding claims, wherein the differentiator ( 225 ) is constructed as an analog circuit. Verfahren (500) zum Überwachen einer Spulensteuerung (100), die eine Spule (105) mittels eines Stromventils (130) periodisch mit einer Spannungsquelle (120) verbindet, wobei das Verfahren (500) folgende Schritte umfasst: Bestimmen (510, 515) einer Änderungsgeschwindigkeit des durch die Spule (105) fließenden Stroms während eines Zeitraums, der ein Öffnen oder Schließen des Stromventils (130) umfasst; und Bestimmen (520, 525) eines Fehlerzustands, falls die Änderungsgeschwindigkeit innerhalb des Zeitraums einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.Procedure ( 500 ) for monitoring a coil control ( 100 ), which is a coil ( 105 ) by means of a flow control valve ( 130 ) periodically with a voltage source ( 120 ), whereby the method ( 500 ) comprises the following steps: determining ( 510 . 515 ) a rate of change of the through the coil ( 105 ) flowing current during a period of time, the opening or closing of the flow control valve ( 130 ); and determining ( 520 . 525 ) of an error condition if the rate of change within the period exceeds a predetermined threshold. Verfahren (500) nach Anspruch 5, wobei die Spule (105) mit einem Freilauf (140, 205) verbunden ist und der durch die Spule (105) fließende Strom mittels einer ersten Strommesseinrichtung (150) bestimmt wird, während das Stromventil (130) geöffnet ist, und mittels einer zweiten Strommesseinrichtung (150), während das Stromventil (130) geschlossen ist.Procedure ( 500 ) according to claim 5, wherein the coil ( 105 ) with a freewheel ( 140 . 205 ) and that through the coil ( 105 ) flowing current by means of a first current measuring device ( 150 ) is determined while the flow control valve ( 130 ) is opened, and by means of a second current measuring device ( 150 ) while the flow control valve ( 130 ) closed is. Verfahren (500) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Änderungsgeschwindigkeit durch eine Ableitung (515) des durch die Spule (105) fließenden Stroms nach der Zeit bestimmt wird.Procedure ( 500 ) according to claim 5 or 6, wherein the rate of change by a derivative ( 515 ) of the coil ( 105 ) flowing current is determined by the time. Verfahren (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schwellenwert in Abhängigkeit einer Änderungsgeschwindigkeit eines Tastverhältnisses bestimmt (530, 535) wird, das ein Verhältnis von Dauern einer Einschaltphase (305) und einer Ausschaltphase (310) des Stromventils (130) angibt.Procedure ( 500 ) according to one of the preceding claims, wherein the threshold value is determined as a function of a rate of change of a duty cycle ( 530 . 535 ), which is a ratio of durations of a switch-on phase ( 305 ) and a switch-off phase ( 310 ) of the flow control valve ( 130 ) indicates. Verfahren (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Stromventil (130) auf der Basis eines pulsweitenmodulierten Signals periodisch geöffnet und geschlossen wird.Procedure ( 500 ) according to one of the preceding claims, wherein the flow valve ( 130 ) is periodically opened and closed based on a pulse width modulated signal.
DE102016203604.1A 2016-03-04 2016-03-04 Monitoring a coil control Pending DE102016203604A1 (en)

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