DE19816964A1 - Method of detecting state change in electromagnetic system, especially for detecting armature movement in valve - Google Patents

Method of detecting state change in electromagnetic system, especially for detecting armature movement in valve

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Abstract

The method involves measuring and evaluating a switch-on or switch-off current (I) flowing in the electromagnetic system (12), or a voltage (UM) proportional to the switch-on or switch-off current. The voltage is first filtered, preferably high pass filtered, and finally digitalized to give a pulsed digital signal containing information about the desired state change of the system. An Independent claim is also included for a circuit for implementing the method.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erfassung einer Zustandsänderung eines elektromagnetischen Systems, insbesondere zur Erfassung einer Ankerbewegung in einem elektromagnetischen Ventil sowie auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for detecting a change in state of a electromagnetic system, in particular for detecting an armature movement in one electromagnetic valve and a circuit arrangement for carrying out the Procedure.

Elektromechanische Systeme wie z. B. Relais oder Ventile weisen in der Regel eine sich bewegende Komponente wie Anker auf, die von einem elektromagnetischen Antrieb wie Spule durch Einwirkung einer magnetischen Kraft in Bewegung versetzt wird. Um festzustel­ len, ob die bewegliche Komponente eine gewünschte Position erreicht hat, sind z. B. bei Relais Kontakte vorgesehen, die mit der zu bewegenden Komponente gekoppelt sind und beim Erreichen einer gewünschten Position ein Signal schalten, das einen Hinweis über die gewünschte Zustandsänderung erkennen lässt. Electromechanical systems such as B. relays or valves usually have one moving component like anchors based on an electromagnetic drive like Coil is set in motion by the action of a magnetic force. To find out len, whether the movable component has reached a desired position, z. B. at Relay contacts are provided, which are coupled to the component to be moved and when a desired position is reached, switch a signal that indicates the shows the desired change in state.  

Bei elektrisch betriebenen Ventilen ist das Anbringen von Kontakten nur bedingt oder gar nicht möglich. Insbesondere bei Ventilen, die hohe Anforderungen erfüllen müssen, wie z. B. Kraftstoffzuführventile im Flugzeugbau, ist aus Gründen der Systemsicherheit die Erfassung einer Zustandsänderung des Ventilantriebs von besonderer Bedeutung. Hier ist die An­ bringung von Kontakten schon aus Sicherheitsgründen aufgrund von Funkenbildung ausge­ schlossen.With electrically operated valves, the attachment of contacts is only conditional or even not possible. Especially for valves that have to meet high requirements, such as. B. Fuel supply valves in aircraft construction is the detection for reasons of system security a change in state of the valve drive of particular importance. Here is the way making contacts for safety reasons due to sparking closed.

Davon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zu Grunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Erfassung einer Zustandsänderung eines elektromagnetischen Systems zur Verfügung zu stellen, das einfach zu realisieren ist und eine erhöhte Systemsi­ cherheit bietet.Proceeding from this, the invention is based on the problem, a method and an Circuit arrangement for detecting a change in state of an electromagnetic To provide systems that are easy to implement and an increased Systemsi offers security.

Das Problem wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass ein in dem elektromagnetischen System fließender Ein- und/oder Ausschaltstrom I oder eine zu dem Ein- und/oder Aus­ schaltstrom proportionale Größe UM gemessen und ausgewertet wird. Die Messung und Aus­ wertung des Ein- und/oder Ausschaltstromes bietet den Vorteil, dass auf die Anbringung von störungsempfindlichen mechanischen Kontakten oder anderen Positionsmeldern verzichtet werden kann.In terms of the method, the problem is solved in that an on and / or off current I flowing in the electromagnetic system or a variable U M proportional to the on and / or off current is measured and evaluated. The measurement and evaluation of the switch-on and / or switch-off current offers the advantage that it is possible to dispense with the installation of mechanical contacts or other position sensors that are sensitive to faults.

Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensweise ist vorgesehen, dass die dem Ein- und/oder Ausschaltstrom proportionale Größe eine Spannung UM ist, die zunächst gefiltert, vorzugs­ weise hochpassgefiltert und anschließend digitalisiert wird, wobei ein digitalisiertes Signal (S1, S2) eine Impulsform aufweist, die eine Information über die gewünschte Zustands­ änderung des elektromagnetischen Systems enthält.In a particularly preferred procedure, it is provided that the variable proportional to the switch-on and / or switch-off current is a voltage U M , which is first filtered, preferably high-pass filtered and then digitized, with a digitized signal (S 1 , S 2 ) being a pulse shape has information about the desired change in state of the electromagnetic system.

Es ist vorgesehen, dass die zum Ein- und/oder Ausschaltstrom proportionale Spannung im Anschluss an die Hochpassfilterung mit einem Referenzwert verglichen wird, so dass beim Überschreiten des Referenzwertes ein digitaler Impuls erzeugt wird, der beim Unterschreiten des Referenzwertes wieder zurückgesetzt wird. It is envisaged that the voltage proportional to the switch-on and / or switch-off current Connection to the high-pass filtering is compared with a reference value, so that the If the reference value is exceeded, a digital pulse is generated which, if the value falls below of the reference value is reset.  

Durch den Vergleich der Messspannung mit einer vorgegebenen Referenzspannung wird eine einfache Digitalisierung ermöglicht.By comparing the measurement voltage with a specified reference voltage, a enables easy digitization.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensweise ist vorgesehen, dass als Zustandsände­ rung eine Hin- und/oder Rückbewegung einer bewegbaren Komponente wie zum Beispiel eines Ankers eines elektromagnetischen Systems wie z. B. eines Ventils erfasst wird, wobei bei einer ordnungsgemäßen Funktionsweise der bewegbaren Komponente beim Ein- und/oder Ausschaltvorgang jeweils immer zwei digitale Impulse erzeugt werden und wobei bei einer blockierten bewegbaren Komponente beim Ein- und/oder Ausschaltvorgang jeweils immer nur ein digitaler Impuls erzeugt wird.According to a further preferred procedure, it is provided that as status changes movement of a movable component such as, for example, back and forth an armature of an electromagnetic system such. B. a valve is detected, wherein with a proper functioning of the movable component when entering and / or Switch-off process always two digital pulses are generated and one blocked moving component always when switching on and / or off only a digital pulse is generated.

Das auf diese Weise erzeugte digitale Signal enthält eine Information, die einfach auszuwer­ ten ist. Mit anderen Worten sind jeder gewünschten Zustandsänderung jeweils immer zwei digitale Impulse zugeordnet.The digital signal generated in this way contains information that is easy to evaluate is. In other words, each desired change of state is always two assigned digital impulses.

Zur Weiterverarbeitung werden ausgehend von den digitalisierten Signalen Stör- und/oder Abschaltsignale erzeugt.Based on the digitized signals, interference and / or Shutdown signals generated.

Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensweise ist vorgesehen, dass der Ein- und/oder Ausschaltstrom oder ein dem Ein- und/oder Ausschaltstrom proportionales Analogsignal durch einen digitalen Signalprozessor digitalisiert wird und anschließend hinsichtlich Fahrt­ geschwindigkeit, Fahrweg und Position der bewegbaren Komponente ausgewertet wird.In a particularly preferred procedure, it is provided that the input and / or Switch-off current or an analog signal proportional to the switch-on and / or switch-off current is digitized by a digital signal processor and then in terms of driving speed, route and position of the movable component is evaluated.

Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Schaltungsanordnung zur Erfassung einer Zustandsänderung eines elektromagnetischen Systems mit einem von einem Ein- und/oder Ausschaltstrom I durchflossenen, eine elektromagnetische Kraft erzeugenden induktiven Bauteil und einer durch die elektromagnetische Kraft bewegbaren Komponente.Furthermore, the invention relates to a circuit arrangement for detecting a Change in state of an electromagnetic system with one of an input and / or Switch-off current I through which an electromagnetic force generates inductive Component and a component movable by the electromagnetic force.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schaltungs­ anordnung zumindest ein Messelement zur Erfassung des in dem induktiven Bauteil fließen­ den Ein- und/oder Ausschaltstroms aufweist, wobei das Messelement mit einer Auswerte­ schaltung verbunden ist.To achieve the object, the circuit provides arrangement at least one measuring element for detecting the flow in the inductive component has the on and / or off current, the measuring element with an evaluation  circuit is connected.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Messelement ein in Reihe zu dem induktiven Bauteil liegender Widerstand ist und dass parallel zu der Reihenschaltung aus induktivem Bauteil und Widerstand eine den Ausschaltstrom des induktiven Bauteils führende Diode geschaltet ist. Diese Schaltungsanordnung zeichnet sich besonders durch ihren einfachen Aufbau aus. Durch das einzige Messelement kann sowohl der Einschaltstrom als auch der Ausschaltstrom mittels einer mit dem Messelement verbundene Auswerteschal­ tung erfasst werden. Das Messelement kann auch bei bestehenden Systemen nachträglich ergänzt werden.In a preferred embodiment it is provided that the measuring element is in series is the resistance to the inductive component and that parallel to the series connection the breaking current of the inductive component from the inductive component and the resistor leading diode is switched. This circuit arrangement is particularly characterized their simple structure. The inrush current can be measured by the single measuring element as well as the switch-off current by means of an evaluation scarf connected to the measuring element tion are recorded. The measuring element can also be retrofitted to existing systems be supplemented.

Bei einer weiteren bevorzugten Schaltungsanordnung ist vorgesehen, dass die Schaltungs­ anordnung zwei Messelemente aufweist, wobei ein erstes Messelement zur Erfassung des Einschaltstromes in Reihe mit dem induktiven Bauteil angeordnet ist und wobei parallel zu dem induktiven Bauteil eine den Ausschaltstrom führende Diode in Reihenschaltung mit dem zweiten Messelement zur Erfassung des Ausschaltstromes geschaltet ist.In a further preferred circuit arrangement it is provided that the circuit has two measuring elements, a first measuring element for detecting the Inrush current is arranged in series with the inductive component and being parallel to the inductive component a diode leading the breaking current in series with the second measuring element for detecting the breaking current is switched.

Zur Verbesserung der Signalqualität ist parallel zu dem zweiten Messelement eine den Ausschaltstrom führende Diode geschaltet. Diese Diode dient auch gleichzeitig dazu, das erste Messelement mit der Auswerteschaltung zu verbinden. Die Messelemente sind vorzugs­ weise als Widerstände ausgebildet.To improve the signal quality, a parallel to the second measuring element Switching current carrying diode switched. This diode also serves to simultaneously to connect the first measuring element to the evaluation circuit. The measuring elements are preferred trained as resistors.

Zur Hochpassfilterung des an den Messelementen bzw. an dem Messelement anliegenden Analogsignals, insbesondere einer Analogspannung, ist das oder sind die Messelemente über einen Hochpassfilter mit einem Analog-/Digital-Wandler verbunden.For high-pass filtering of the one lying on the measuring elements or on the measuring element Analog signal, in particular an analog voltage, is or are the measuring elements above a high-pass filter connected to an analog / digital converter.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Analog- /Digital-Wandler ein Schwellwertschalter, vorzugsweise ein Komparator ist.A particularly advantageous embodiment is characterized in that the analog / Digital converter is a threshold switch, preferably a comparator.

Dabei ist vorgesehen, dass der Schwellwertschalter mit einem ersten Eingang mit einem Ausgang des Hochpassfilters und mit einem zweiten Eingang mit einem Spannungsteiler ver­ bunden ist, wobei ein Ausgang des Schwellwertschalters mit einem Steuergerät verbunden ist. Der Spannungsteiler stellt eine Referenzspannung zur Verfügung, mit der das gemessene Analogsignal verglichen wird. Überschreitet die gemessene Messspannung die Referenzspan­ nung, liegt am Ausgang des Schwellwertschalters ein "HIGH"-Signal an und sobald die Messspannung die Referenzspannung unterschreitet, schaltet der Ausgang des Schwell­ wertschalters auf "LOW"-Signal. In Abhängigkeit eines charakteristischen Einschalt- bzw. Ausschaltstromverlaufs bei korrekter Funktionsweise des elektromagnetischen Systems sind beim Einschaltvorgang am Ausgang des Analog-/Digital-Wandlers jeweils zumindest zwei Impulse messbar. Im Störungsfall, d. h. zum Beispiel bei einem blockierten Anker eines elektromagnetischen Ventils, ist beim Ein- und/oder Ausschaltvorgang jeweils nur ein Impuls am Ausgang des Analog-/Digital-Wandlers messbar.It is provided that the threshold switch has a first input with a Output of the high pass filter and ver with a second input with a voltage divider  is bound, wherein an output of the threshold switch is connected to a control unit. The voltage divider provides a reference voltage with which the measured Analog signal is compared. If the measured voltage exceeds the reference chip voltage, there is a "HIGH" signal at the output of the threshold switch and as soon as the Measuring voltage falls below the reference voltage, the output of the threshold switches switch to "LOW" signal. Depending on a characteristic switch-on or Switch-off current curve with correct functioning of the electromagnetic system are when switching on at the output of the analog / digital converter at least two each Measurable impulses. In the event of a fault, i.e. H. for example with a blocked anchor electromagnetic valve, is only one impulse when switching on and / or off measurable at the output of the analog / digital converter.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Analog-/Digital-Wandler als digitaler Signalprozessor ausgebildet. Durch den digitalen Signalprozessor besteht die Möglichkeit einer eingehenden Analyse der gewonnen Analogsignale. Insbesondere können weitere Informationen wie Geschwindigkeit, zurückgelegte Strecke und Position der bewegbaren Komponente abgeleitet werden.In a further preferred embodiment, the analog / digital converter is a digital one Signal processor trained. The digital signal processor offers the possibility an in-depth analysis of the analog signals obtained. In particular, others Information such as speed, distance traveled and position of the movable Component can be derived.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines den Figuren zu entnehmenden Ausführungsbeispiels.Further details, advantages and features of the invention result not only from the Claims, the features to be extracted from these - individually and / or in combination -, but also from the following description of one of the figures Embodiment.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zur Erfassung einer Zustandsänderung eines elektromagnetischen Systems beim Ein-/ und Aus­ schaltvorgang, Fig. 1 shows a first embodiment of a circuit arrangement for detecting a state change switching operation of an electromagnetic system in the on / off and,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zur Erfassung einer Zustandsänderung eines elektromagnetischen Systems beim Ein- und/oder Ausschaltvorgang, Fig. 2 shows a second embodiment of a circuit arrangement for detecting a state change of an electromagnetic system at the input and / or switch-off operation,

Fig. 3 ein digitales Ausgangssignal der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 bei einer ordnungsgemäßen Zustandsänderung des elektromagnetischen Systems und Fig. 3 shows a digital output signal of the circuit arrangement shown in Fig. 1 or Fig. 2 at a proper change of state of the electromagnetic system and

Fig. 4 ein digitales Ausgangssignal der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 bei einer gestörten Zustandsänderung des elektromagnetischen Systems beim Ein- und/oder Ausschaltvorgang. Fig. 4 a digital output signal of the circuit arrangement of Figure 2 Fig. 1 or Fig. Disturbed at a change of state of the electromagnetic system at the input and / or switch-off operation.

Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 10 zur Erfassung einer Zustandsänderung eines elek­ tromagnetischen Systems 12. Das elektromagnetische System, das in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein elektromagnetisches Ventil ist, besteht aus einem vom Strom I durchflossenen, eine elektromagnetische Kraft erzeugenden induktiven Bauteil wie Spule 14 und einer bewegbaren Komponente (nicht dargestellt), die z. B. eine Ventilöffnung steuert. Fig. 1 shows a circuit arrangement 10 for detecting a change in state of an elec tromagnetic system 12th The electromagnetic system, which in the exemplary embodiment shown here is an electromagnetic valve, consists of an inductive component through which current I flows and which generates an electromagnetic force, such as coil 14, and a movable component (not shown) which, for. B. controls a valve opening.

Die Spule 14 ist über ein Schaltelement 16 wie z. B. ein Transistorschalter mit einem ersten Pol einer Spannungsquelle 18 verbunden. Ein zweiter Pol der Spannungsquelle 18 bildet ein Bezugspotential, vorzugsweise Massepotential für die Schaltungsanordnung 10.The coil 14 is a switching element 16 such. B. a transistor switch connected to a first pole of a voltage source 18 . A second pole of the voltage source 18 forms a reference potential, preferably ground potential for the circuit arrangement 10 .

In Reihe zu der Spule 14 ist ein Messelement 20 angeordnet, der ebenfalls von dem durch die Spule 14 fließenden Strom I durchflossen wird. In dem hier dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist die Spule 14 über das als Messwiderstand ausgebildete Messelement 20 mit Masse­ potential verbunden. Parallel zu der Reihenschaltung aus Spule 14 und Messwiderstand 20 ist eine Diode 22 geschaltet, die bezogen auf die Polarität der Spannungsquelle 18 in Sperr­ richtung und bezogen auf einen Ausschaltstrom der Spule 14 in Durchlassrichtung geschaltet ist.Arranged in series with the coil 14 is a measuring element 20 , through which the current I flowing through the coil 14 also flows. In the exemplary embodiment shown here, the coil 14 is connected to ground potential via the measuring element 20 designed as a measuring resistor. A diode 22 is connected in parallel with the series circuit comprising coil 14 and measuring resistor 20, which is connected in the blocking direction with respect to the polarity of the voltage source 18 and with reference to an opening current of the coil 14 in the forward direction.

Der Messwiderstand 20, an dem eine zum Einschalt- und Ausschaltstrom I proportionale Messspannung UM anliegt, ist mit einer Auswerteschaltung 24 verbunden. Dabei weist die Auswerteschaltung 24 ein Hochpassfilter 26 aus, das aus einem mit dem Messwiderstand 20 verbundenen Kondensator 28 und einem mit Bezugspotential verbundenem Widerstand 30 besteht. Ein Ausgang des Hochpassfilters 26 ist mit einem Analog-/Digital-Wandler 32 ver­ bunden, der in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Komparator bzw. Schwellwert­ schalter 34 realisiert ist. Dabei ist der Kondensator 28 mit einem ersten Eingang 36 des Schwellwertschalters 34 verbunden. Ein zweiter Eingang 38 des Schwellwertschalters 34 liegt an einer Mittelanzapfung 40 eines Spannungsteilers, der aus einer Reihenschaltung von Widerständen 42 und 44 besteht, die einerseits mit dem ersten Pol der Spannungsquelle 18 und andererseits mit Bezugspotential verbunden sind. An der Mittelanzapfung 40 ist eine Referenzspannung abgreifbar, mit der die gefilterte Messspannung UM verglichen wird. An einem Ausgang 46 ist ein digitales Signal S messbar, das zur Weiterverarbeitung zu Stör- oder Abschaltsignalen einem Steuergerät 48 zugeleitet wird.The measuring resistor 20 , at which a measuring voltage U M proportional to the switch-on and switch-off current I is present, is connected to an evaluation circuit 24 . The evaluation circuit 24 has a high-pass filter 26 which consists of a capacitor 28 connected to the measuring resistor 20 and a resistor 30 connected to the reference potential. An output of the high-pass filter 26 is connected to an analog / digital converter 32 , which in the exemplary embodiment shown here is implemented as a comparator or threshold switch 34 . The capacitor 28 is connected to a first input 36 of the threshold switch 34 . A second input 38 of the threshold switch 34 is connected to a center tap 40 of a voltage divider, which consists of a series connection of resistors 42 and 44 , which are connected on the one hand to the first pole of the voltage source 18 and on the other hand to reference potential. A reference voltage can be tapped at the center tap 40 , with which the filtered measurement voltage U M is compared. A digital signal S can be measured at an output 46 and is fed to a control unit 48 for further processing into fault or shutdown signals.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Ein- und/oder Ausschaltströme des elektromagne­ tischen Systems 12 bzw. des induktiven Bauteils 14 zu messen und elektronisch zu bewerten. Dabei wird die Eigenschaft ausgenutzt, dass der Stromverlauf beim Einschalten und Aus­ schalten des elektromagnetischen Systems bei ordnungsgemäßer Funktionsweise charak­ teristische, reproduzierbare Verläufe einnimmt. Entsprechendes gilt bei einem gestörten Funktionsablauf.The invention is based on the idea of measuring the on and / or off currents of the electromagnetic system 12 or the inductive component 14 and evaluating them electronically. The property is exploited that the current curve takes on characteristic, reproducible curves when the electromagnetic system is switched on and off when it functions properly. The same applies to a disrupted functional sequence.

Insbesondere wird die Eigenschaft ausgenutzt, das die Verläufe von Ein- und Ausschaltstrom bei ungestörter Zustandsänderung jeweils zumindest zwei Wendepunkte aufweisen, d. h. die Steigung des Stromanstiegs bzw. Stromabfalls ändert während des Verlaufs ihr Vorzeichen. Diese Änderungen der Steigung bzw. die Wendepunkte im Stromverlauf können durch die Auswerteschaltung 34 erfasst und ausgewertet werden. Im Gegensatz dazu ist bei gestörter Zustandsänderung, d. h. bei blockiertem Anker eine Änderung des Vorzeichens der Steigung des Ein- und Ausschaltstromes nicht festzustellen, so dass insoweit eine sichere reproduzier­ bare Auswertung bzw. Unterscheidung möglich ist.In particular, use is made of the property that the courses of the on and off currents each have at least two turning points in the event of an undisturbed change of state, ie the slope of the current rise or fall changes its sign during the course. These changes in the gradient or the turning points in the current profile can be detected and evaluated by the evaluation circuit 34 . In contrast to this, in the event of a disturbed change in state, ie if the armature is blocked, a change in the sign of the slope of the on and off current cannot be determined, so that a reliable reproducible evaluation or differentiation is possible.

In den Fig. 3 und 4 sind entsprechende Signalverläufe S1, S2 dargestellt, wobei in Fig. 3 ein Signalverlauf S1 bei ungestörter Zustandsänderung und in Fig. 4 ein Signalverlauf S2 bei gestörter Zustandsänderung dargestellt ist. Der Signalverlauf S1 gemäß Fig. 3 zeichnet sich dadurch aus, dass beim Einschaltvorgang zwei definierte Impulse 50, 52 und beim Ausschalt­ vorgang ebenfalls zwei definierte Impulse 54, 56 registriert werden. Die Impulse 50-56 entstehen, wenn die gefilterte Messspannung die vorgegebene Referenzspannung überschreitet bzw. unterschreitet.In FIGS. 3 and 4 corresponding waveforms S 1, S 2 are shown, in Fig. 3 is a waveform S 1 in an undisturbed state change and in Fig. 4 is a signal waveform S is shown in disturbed state change 2. The waveform S 1 of FIG. 3 is characterized in that during the switching-defined two pulses 50, 52 and in the OFF operation is also defined two pulses 54, are registered 56th The pulses 50-56 arise when the filtered measurement voltage exceeds or falls below the specified reference voltage.

In Fig. 4 ist ein Signalverlauf S2 bei gestörtem Funktionsablauf dargestellt. Im Gegensatz zu dem Signalverlauf S1 wird beim Einschaltvorgang nur ein Impuls 58 und beim Ausschalt­ vorgang ebenfalls nur ein Impuls 60 generiert. Die Impulse bzw. Impulsfolgen können durch ein Steuergerät 48 ausgewertet werden, das entsprechend der Auswertung Stör- oder Ab­ schaltsignale generiert. Das Steuergerät 48 kann dabei als einfache Logikschaltung oder als prozessorgesteuertes System ausgebildet sein.In FIG. 4, a signal waveform S 2 is shown in degraded function sequence. In contrast to the signal curve S 1 , only one pulse 58 is generated during the switch-on process and also only one pulse 60 during the switch-off process. The pulses or pulse sequences can be evaluated by a control unit 48 , which generates interference or switch-off signals in accordance with the evaluation. The control unit 48 can be designed as a simple logic circuit or as a processor-controlled system.

In Fig. 2 ist eine weitere Schaltungsanordnung 62 dargestellt, die im wesentlichen der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 entspricht und wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Im Unterschied zu der Schaltungsanordnung 10 gemäß Fig. 1 weist die Schaltungsanordnung 62 ein erstes Messelement 64 zur Erfassung des Einschaltstromes und ein zweites Messelement 66 zur Erfassung des durch die Spule 14 fließenden Ausschaltstromes auf. Die Messelemente 64, 66 sind als Messwiderstände ausge­ bildet. Der erste Messwiderstand 64 verbindet die Spule 14 mit Massepotential. Zur Regi­ strierung bzw. Messung des Rückstromes bzw. Ausschaltstromes ist parallel zu der Spule 14 eine Reihenschaltung aus dem zweiten Messwiderstand 66 und einer Diode 68 angeordnet. Zur Verbesserung der Signalqualität ist parallel zu dem Messwiderstand 66 eine weitere Diode 70 angeordnet. Eine Mittelanzapfung 72 zwischen der Diode 68 und dem Messwider­ stand 66 ist mit einem Eingang des Hochpassfilters 26 verbunden. Gleichzeitig ist ein Anschluss des Messwiderstandes 64 über die Diode 70 ebenfalls mit dem Eingang des Hochpassfilters bzw. der Auswerteschaltung verbunden. Der Hochpassfilter 26 sowie der Analog-/Digital-Wandler 32 sind entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ausgebil­ det. FIG. 2 shows a further circuit arrangement 62 which essentially corresponds to the circuit arrangement according to FIG. 1 and in which the same elements are identified with the same reference symbols. In contrast to the circuit arrangement 10 according to FIG. 1, the circuit arrangement 62 has a first measuring element 64 for detecting the inrush current and a second measuring element 66 for detecting the switch-off current flowing through the coil 14 . The measuring elements 64 , 66 are formed as measuring resistors. The first measuring resistor 64 connects the coil 14 to ground potential. For registration or measurement of the reverse current or switch-off current, a series circuit comprising the second measuring resistor 66 and a diode 68 is arranged in parallel with the coil 14 . To improve the signal quality, a further diode 70 is arranged parallel to the measuring resistor 66 . A center tap 72 between the diode 68 and the measuring resistor 66 was connected to an input of the high-pass filter 26 . At the same time, a connection of the measuring resistor 64 is also connected via the diode 70 to the input of the high-pass filter or the evaluation circuit. The high pass filter 26 and the analog / digital converter 32 are ausgebil det according to the embodiment of FIG. 1.

Alternativ kann der Analog-/Digital-Wandler 32 als digitaler Signalprozessor (DSP) ausgebil­ det sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine eingehende Analyse der gewon­ nenen Analogsignale notwendig ist. Hierbei können weitere Informationen über Fahrge­ schwindigkeit, Strecke und Position abgeleitet werden.Alternatively, the analog / digital converter 32 can be designed as a digital signal processor (DSP). This is particularly advantageous if an in-depth analysis of the analog signals won is necessary. Here, further information about driving speed, distance and position can be derived.

Claims (15)

1. Verfahren zur Erfassung einer Zustandsänderung eines elektromagnetischen Systems, insbesondere zur Erfassung einer Ankerbewegung in einem elektromagnetischen Ventil, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem elektromagnetischen System (12) fließender Ein- und/oder Aus­ schaltstrom (I) oder eine zu dem Ein- und/oder Ausschaltstrom proportionale Größe (UM) gemessen und ausgewertet wird.1. A method for detecting a change in state of an electromagnetic system, in particular for detecting an armature movement in an electromagnetic valve, characterized in that an on and / or off switching current (I) flowing in the electromagnetic system ( 12 ) or an and / or breaking current proportional quantity (U M ) is measured and evaluated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ein- und/oder Ausschaltstrom proportionale Größe (UM) eine Spannung ist, die zunächst gefiltert, vorzugsweise hochpassgefiltert und anschließend digitali­ siert wird, wobei ein digitalisiertes Signal (S1, S2) eine Impulsform aufweist, die eine Information über die gewünschte Zustandsänderung des elektromagnetischen Systems enthält. 2. The method according to claim 1, characterized in that the on and / or off current proportional size (U M ) is a voltage that is first filtered, preferably high-pass filtered and then digitized, wherein a digitized signal (S 1 , S 2 ) has a pulse shape which contains information about the desired change in state of the electromagnetic system. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Ein- und/oder Ausschaltstrom proportionale Spannung (UM) im An­ schluss an die Hochpassfilterung mit einem Referenzwert vorzugsweise einer Refe­ renzspannung verglichen wird und dass beim Überschreiten des Referenzwertes ein digitaler Impuls (50-60) erzeugt wird, der beim Unterschreiten des Referenzwertes wieder zurückgesetzt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage proportional to the switch-on and / or switch-off current (U M ) following the high-pass filtering is compared with a reference value, preferably a reference voltage, and that a digital value is exceeded when the reference value is exceeded Impulse ( 50-60 ) is generated, which is reset when the reference value is undershot. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zustandsänderung eine Hin- und/oder Rückbewegung einer bewegbaren Kom­ ponente wie Anker eines elektromagnetischen Systems wie Ventil erfasst wird, wobei bei einer ordnungsgemäßen Funktionsweise der bewegbaren Komponente beim Ein- und/oder Ausschaltvorgang jeweils immer zwei digitale Impulse (50, 52; 54, 56) erzeugt werden und dass bei einer blockierten bewegbaren Komponente beim Ein- und/oder Ausschaltvorgang jeweils immer nur ein digitaler Impuls erzeugt wird.4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a to and / or return movement of a movable component such as armature of an electromagnetic system such as a valve is detected as a change of state, with the proper functioning of the movable component when entering and / or the switching-off process always generates two digital pulses ( 50 , 52 ; 54 , 56 ) and that when a movable component is blocked, only one digital pulse is ever generated during the switching on and / or off process. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder gewünschten Zustandsänderung jeweils immer zwei digitale Impulse zugeordnet sind.5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized, that every desired change in state always has two digital pulses assigned. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von den digitalisierten Signalen Stör- und/oder Abschaltsignale erzeugt werden.6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized, that based on the digitized signals interference and / or shutdown signals be generated. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein- und/oder Ausschaltstrom (I) oder ein dem Ein- und/oder Ausschaltstrom proportionales Analogsignal (UM) durch einen digitalen Signalprozessor digitalisiert wird und anschließend hinsichtlich Fahrtgeschwindigkeit, Fahrweg und Position der bewegbaren Komponente ausgewertet wird.7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switch-on and / or switch-off current (I) or an analog signal (U M ) proportional to the switch-on and / or switch-off current is digitized by a digital signal processor and then in terms of travel speed , Travel path and position of the movable component is evaluated. 8. Schaltungsanordnung zur Erfassung einer Zustandsänderung eines elektromagnetischen Systems (12) mit einem von einem Ein- und/oder Ausschaltstrom (I) durchflossenen, eine elektromagnetische Kraft erzeugenden induktiven Bauteil und einer durch die elektromagnetische Kraft bewegbaren Komponente, dadurch gekennzeichnet dass die Schaltungsanordnung (10, 62) zumindest ein Messelement (22, 64, 66) zur Erfassung des in dem induktiven Bauteil fließenden Ein- und/oder Ausschaltstroms aufweist, wobei das zumindest eine Messelement (20, 64, 66) mit einer Auswerte­ schaltung verbunden ist.8. Circuit arrangement for detecting a change in state of an electromagnetic system ( 12 ) with an inductive component through which an on and / or off current (I) flows and which generates an electromagnetic force and a component which can be moved by the electromagnetic force, characterized in that the circuit arrangement ( 10 , 62 ) has at least one measuring element ( 22 , 64 , 66 ) for detecting the on and / or off current flowing in the inductive component, the at least one measuring element ( 20 , 64 , 66 ) being connected to an evaluation circuit. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet dass das Messelement (20) ein in Reihe zu dem induktiven Bauteil (14), vorzugsweise eine Spule, liegender Widerstand ist und dass parallel zu der Reihenschaltung aus induktivem Bauteil und Widerstand eine den Ausschaltstrom des induktiven Bauteils führende Diode (22) geschaltet ist.9. Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that the measuring element ( 20 ) is a resistor in series with the inductive component ( 14 ), preferably a coil, and that in parallel with the series connection of the inductive component and the resistor, the breaking current of the inductive component leading diode ( 22 ) is connected. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (62) zwei Messelemente (64, 66) aufweist, wobei ein erstes Messelement (64) zur Erfassung des Einschaltstromes in Reihe mit dem induktiven Bauteil (14) angeordnet ist und wobei parallel zu dem induktiven Bauteil (14) eine den Ausschaltstrom führende Diode (68) in Reihenschaltung mit einem zweiten Messelement (66) zur Erfassung des Ausschaltstromes geschaltet ist.10. The circuit arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the circuit arrangement ( 62 ) has two measuring elements ( 64 , 66 ), a first measuring element ( 64 ) for detecting the inrush current being arranged in series with the inductive component ( 14 ) and wherein a diode ( 68 ) carrying the breaking current is connected in parallel with the inductive component ( 14 ) in series with a second measuring element ( 66 ) for detecting the breaking current. 11. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Messelemente (64, 66) als Widerstände ausgebildet sind und dass parallel zu dem zweiten Messelement eine den Ausschaltstrom führende Diode (70) geschaltet ist.11. Circuit arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first and second measuring elements ( 64 , 66 ) are designed as resistors and that a diode ( 70 ) carrying the switch-off current is connected in parallel with the second measuring element. 12. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Messelement (20, 64, 66) über einen Hochpassfilter (26) mit einem Analog-/Digital-Wandler verbunden ist.12. Circuit arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the at least one measuring element ( 20 , 64 , 66 ) is connected to an analog / digital converter via a high-pass filter ( 26 ). 13. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog-/Digital-Wandler ein Schwellwertschalter, vorzugsweise ein Kom­ parator ist.13. Circuit arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized, that the analog / digital converter is a threshold switch, preferably a comm is parator. 14. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwertschalter (34) mit einem ersten Eingang (36) mit einem Ausgang des Hochpassfilters und mit einem zweiten Eingang (38) mit einem Spannungsteiler verbunden ist, wobei ein Ausgang (46) des Schwellwertschalters mit einem Steuer­ gerät (48) verbunden ist.14. Circuit arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the threshold switch ( 34 ) with a first input ( 36 ) is connected to an output of the high-pass filter and with a second input ( 38 ) to a voltage divider, an output ( 46 ) of the threshold switch is connected to a control device ( 48 ). 15. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog-/Digital-Wandler als digitaler Signalprozessor (DSP) ausgebildet ist.15. Circuit arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized, that the analog / digital converter is designed as a digital signal processor (DSP).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102005038934A1 (en) * 2005-08-17 2007-02-22 Trw Automotive Gmbh Method for determining the position of a slide in an electromechanical valve
CN108895954A (en) * 2018-04-03 2018-11-27 浙江大学 A kind of spool displacement of no sensor is from cognitive method

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