DE2251472A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING THE MECHANICAL MOVEMENT OF A SOLENOID VALVE ARMOR - Google Patents
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING THE MECHANICAL MOVEMENT OF A SOLENOID VALVE ARMORInfo
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Description
Anlage zur Patentanmeldung Schaltungsanordaung zum Kontrollieren der mechanischen Bewegung eines Magnetventilankers Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Kontrollieren der mechanischen Bewegung. eines Magnetventilankers, für dessen Betätigung eine Magnetwicklung in einem Stellglied eines Magnetventils vorgesehen ist, insbesondere für Blockierschutzsysteme in Kraftfahrzeugen.Appendix to the patent application Schaltungsanordaung for controlling the mechanical movement of a solenoid valve armature The invention relates to a circuit arrangement to control mechanical movement. a solenoid valve armature, for whose Actuation provided a solenoid winding in an actuator of a solenoid valve is, especially for anti-lock systems in motor vehicles.
Es ist bekannt, insbesondere bei Blockierschutzsystemen, eine Eontrollschaltung vorzusehen, die das Funktionieren der einzelnen Magnetventile überwacht. Eine dieser bekannten Schaltungen kontrolliert den Stromfluß durch die Magnetwicklung eines Ventils und zeigt eine Störung an, wenn kein Strom fließt.A control circuit is known, particularly in anti-lock systems that monitors the functioning of the individual solenoid valves. One of these known circuits controls the flow of current through the magnet winding of a Valve and indicates a fault if no current flows.
Diese Schaltung zeigt jedoch keine Störung an, wenn zwar die Magnetwicklung und die Stromversorgung funktionieren, der ein Schließglied bewegende Magnetanker jedoch klemmt. Eine weitere bekannte Schaltungsanordnung kontrolliert die Bewegung des Magnetankers durch einen Endschalter, durch einen pneumatischen Geber oder durch eine Photozelle. Diese Anordnungen sind entweder sehr teuer und aufwendig oder aber störanfällig, da insbesondere Magnetventile für Blockierschutzsysteme starker Verschmutzung ausgesetzt sind.However, this circuit does not indicate any malfunction if the magnet winding and the power supply work, the magnet armature moving a closing element however stuck. Another known circuit controls the movement of the armature by a limit switch, by a pneumatic transmitter or by a photocell. These arrangements are either very expensive and complex or else Prone to failure, especially because solenoid valves for anti-lock systems are heavily soiled are exposed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere, nicht durch mechanische Einflüsse, insbesondere Verschmutzung, beeinflußbare Kontrollschaltun für Magnetventile zu schaffen, die den Bewegungsablauf des Magnetankers überwacht.The invention is based on the object of a safe, not by mechanical influences, especially pollution, controllable control circuits for solenoid valves to monitor the motion sequence of the magnet armature.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Schwellwertschalter vorgesehen ist, der über eine Differenzierschaltung an eine Einrichtung zur Messung des durch die Magnetwicklung fließenden Stromes angeschlossen ist und auf kurzzeitige Anderung des Stromanstiegs anspricht.This object is achieved according to the invention in that a threshold switch is provided, which is connected to a device for measurement via a differentiating circuit of the current flowing through the magnet winding is connected and for a short time Change in current rise.
Um zu verhindern, daß die Differenzierschaltung auf Spannungsschwankungen oder -flanken anspricht und dadurch eine nicht vorhandene Störung anzeigt, ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ein erstes Zeitglied mit der Magnetwicklung verbunden1 das beim Einschalten der Magnetwicklung auslösbar ist, und die Ausgänge des Schwellwertschalters und des ersten Zeitglieds sind am Eingang eines UND-Gatters angeschlossen.To prevent the differentiating circuit on voltage fluctuations or edges responds and thus indicates a non-existent fault is after a further embodiment of the invention, a first timing element with the magnet winding connected1 that can be triggered when the magnet winding is switched on, and the outputs the threshold switch and the first timer are at the input of an AND gate connected.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Bewegung des Magnet ankers rein elektrisch kontrolliert wird, daß der Einbau des Kontrollsystems keine Veränderung des Magnetventils, sondern lediglich ein-zasätzliches Stromkabel zum Ventil erfordert und daß das System nicht durch Verschmutzung beeinträchtig wird.The advantages achieved with the invention are in particular: that the movement of the magnetic armature is controlled purely electrically, that the installation The control system does not change the solenoid valve, but only an additional one Requires power cable to the valve and that the system is not affected by pollution will.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.
Es zeigen: Figur 1 eine Schaltungsanordnung zum Kontrollieren der mechanischen Bewegung eines Magnetventilankers, Figur 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungsanordnung nach Figur 1.They show: FIG. 1 a circuit arrangement for controlling the mechanical movement of a solenoid valve armature, Figure 2 is an explanatory diagram the mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 1.
In der Schaltungsanordnung nach Figur 1 ist eine Versorgungs leitung 10, die zu einem elektronischen Steuergerät führt, über die Magnetwicklung 11 eines Magnetventils 12 und über einen Widerstand 13 mit Masse verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen der Magnetwicklung 11 und dem Widerstand 13 ist mit dem Eingang eines'Differenzierers 14 verbunden. Dieser enthält im Ausführungsbeispiel als aktives Bauelement elnen Operationsverstärker 140, der durch einen Widerstand 141 gegengekoppelt ist. Im Eingang ist ein Differenzierkondensator 142 vorgesehen. Der Ausgang des Differenzierers 14 ist mit dem Eingang eines als Schmitt-Trigger ausgebildeten Schwellwertschalters 15 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen der Versorgungsleitung 10 und der Magnetwicklung 11 ist mit dem Eingangeines als'monostabile Kippstufe ausgebildeten ersten Zeitglieds 16 verbunden. Die Ausgänge des Schwellwertschalters 15 und des ersten Zeitglieds 16 sind an die beiden Eingänge eines UND-Gatters 17 angeschlossen. Der Ausgang des UND-Gatters 17 ist über ein zweites, als monostabile Kippstufe ausgebildetes Zeitglied 18 mit einem statischen Eingang eines NOR-Gatters 19 verbunden. Ein durch eine Reihenschaltung eines Kondensators 190 und einer ersten Diode 191, deren beide Anschlüsse über eine zweite Diode 192 und über einen Widerstand 193 mit einer Plus spannung verbunden sind, angedeutet er dynamischer Eingang des NOR-Gatters 19 ist mit dem Ausgang des ersten Zeitglieds 16 verbunden. Der Ausgang des NOR-Gatters 19 ist mit dem Setz-Eingang eines als bistabile Kippstufe ausgebildeten Fehlerspeichers 20 verbunden. Eine zum Zündschalter eines Kraftfahrzeugs führende Rücksetzleitung 21 ist an den Rücksetzeingang des Fehlerspeichers 20 angeschlossen.In the circuit arrangement according to FIG. 1, there is a supply line 10, which leads to an electronic control unit, via the magnet winding 11 of a Solenoid valve 12 and connected to ground via a resistor 13. The connection point between the magnet winding 11 and the resistor 13 is connected to the input of a differentiator 14 connected. In the exemplary embodiment, this contains elements as an active component Operational amplifier 140, which is fed back through a resistor 141. in the A differentiating capacitor 142 is provided at the input. The output of the differentiator 14 is connected to the input of a threshold switch designed as a Schmitt trigger 15 connected. The connection point between the supply line 10 and the magnet winding 11 is connected to the input of a first timing element designed as a monostable multivibrator 16 connected. The outputs of the threshold switch 15 and the first timer 16 are connected to the two inputs of an AND gate 17. The outcome of the AND gate 17 is via a second, designed as a monostable multivibrator timing element 18 connected to a static input of a NOR gate 19. One through a series connection a capacitor 190 and a first diode 191, whose both connections Via a second diode 192 and a resistor 193 with a plus voltage are connected, indicated he dynamic input of the NOR gate 19 is with the Output of the first timer 16 connected. The output of the NOR gate 19 is with the set input of an error memory 20 designed as a bistable multivibrator tied together. A reset line 21 leading to the ignition switch of a motor vehicle is connected to the reset input of the error memory 20.
Der Ausgang des Fehlerspeichers 20 ist über eine Kontrolleuchte 22 mit Masse verbunden. The output of the fault memory 20 is via a control lamp 22 connected to ground.
Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach Figur 1 beruht auf dem Effekt, daß bei Anlegen einer Spannung an eine Magnetwicklung der Strom nicht plötzlich auftritt, sondern sich langsam bis'zu einem Sättigungswert steigert. Die Bewegung des Magnetankers, die bei einem bestimmten Stromwert einsetzt, hat eine Induktivitätsänderung zur Folge, so daß kurzzeitig die zeitliche Ableitung des Stromes ihr Vorzeichen ändert. Zur besseren Erläuterung der elektrischen Vorgänge der Schaltungsanordnung nach Figur 1 dient das Diagramm nach Figur 2. Der Spannungsverlauf an verschiedenen Bauteilen ist in Abhängigkeit der Zeit aufgetragen. The mode of operation of the exemplary embodiment according to FIG. 1 is based on the effect that when a voltage is applied to a magnet winding, the current does not occurs suddenly, but slowly increases to a saturation value. the Movement of the armature, which starts at a certain current value, has a Inductance change result, so that briefly the time derivative of the current changes its sign. For a better explanation of the electrical processes of the circuit arrangement according to FIG. 1, the diagram according to FIG. 2 is used. The voltage curve at various Components is plotted as a function of time.
Die Spannungen beziehen sich auf die Ausgänge derjenigen Bauteile, deren Bezugszeichen mit dem jeweiligen Index der links des Diagramms aufgeführten Spannungssymbole U übereinstimmt. Der linke, mit A bezeichnete Teil des Diagramms stellt die Spannungsverläufe im Normalverlauf, der rechter mit B bezeichnete Teil des Dia-' gramms, stellt den Störfall dar.The voltages refer to the outputs of those components their reference numerals with the respective index of those listed on the left of the diagram Voltage symbols U match. The left part of the diagram labeled A represents the voltage curves in the normal curve, the right part labeled B of the diagram, represents the incident.
Bei Betätigung des Magnetventils 12 durch die Steuerelektronik fällt durch den ansteigenden Strom ion der Magnetwicklung 11 eine Spannung am Widerstand 13 ab. Den Verlauf dieser Spannung zeigt das oberste Teildiagramm. Das Zeitintervall zwischen C und D bezieht sich auf die Bewegungsdauer des Magnetankers. Diese Spannung wird durch den Differenzierer abgeleitet und ist im zweitobersten Diagramm dargestellt. Statt dem in der Schaltungsanordnung nach Figur 1 verwendeten Differenzierer kann jede beliebige andere Differenzier-Anordnung verwendet werden. Falls die kurzzeitige Anderung der Stromrichtung beim Bewegen des Magnetankers sehr schwach ist, können weitere Differenzierer in Reihe geschaltet werden. Die differenzierte Spannung wird einem Schwellwertschalter zugeführt. Der Schwellwert U5 wird so festgelegt, daß im Normalfall die Schwellspannung überschritten wird und der Schwellwertschalter kurzzeitig anspricht. Im Störfall B, wenn z.B. der Magnetanker nur einen halben Bewegungsablauf ausführt, ist die kurzzeitige Strom-bzw. Spannungsänderung geringer und der Schwellwertschalter 15 spricht nicht an. Es ergibt sich der mit U13 - DIS bezeichnete Spannungsverlauf. Ein durch die Spannungsflanke beim Einschaltvorgang des Magnetventils 12 gestartetes Zeitglied 16 erzeugt ein L-Signal, das über die Zeit hinaus andauert, in der sich das Magnetventil bewegt. Dieses Signal ist mit U16 bezeichnet und tritt im Normal- und im Störfall auf. Das UND-Gatter 17 gibt nur ein Signal ab, wenn gleichzeitig ein Signal des Schwellwertschalters und des ersten Zeitglieds auftritt. Dadurch soll verhindert werden, daß Störimpulse und Ausschaltflanken die Kontrollschaltung auslösen. Das mit U17 bezeichnete Signal des UND-Gatters 17 löst ein zweites, als monostabile Kippstufe ausgebildetes Zeitglied 18 aus. Das am Ausgang des zweiten Zeitglieds 18 auftretende Signal dauert über die Zeit des L-Signals des ersten Zeitglieds 16 hinaus an. Die Abschaltflanke des L-Signals des ersten Zeitglieds 16 bewirkt am dynamischen Eingang des NOR-Gatters 19, an dem durch den Versorgungswiderstand 193 normalerweise ein Signal anliegt, einen Q-Impuls. Dieser Spannungsverlauf ist mit U191 bezeichnet. Wenn im Normalfall'ein Signal des zweiten Zeitglieds 18 gleichzeitig mit dem O-Impuls dem NOR-Gatter 19 zugeführt wird, so tritt an dessen Ausgang kein Signal auf. Der Fehlerspeicher 20 wird nicht betätigt. Im Störfall, bei fehlendem L-Signal des zweiten Zeitglieds 18, bewirkt der O-Impuls.am dynamischen Eingang des NOR-Gatters 19 einen L-Impuls am Ausgang des-NOR-Gatters. When the solenoid valve 12 is actuated by the control electronics, it falls by the increasing current ion the magnet winding 11 a voltage across the resistor 13 from. The upper part of the diagram shows the course of this voltage. The time interval between C and D refers to the duration of movement of the armature. This tension is derived by the differentiator and is shown in the second diagram from the top. Instead of the differentiator used in the circuit arrangement according to FIG any other differentiating arrangement can be used. If the Brief change in the direction of the current when moving the armature very weak further differentiators can be connected in series. The differentiated Voltage is fed to a threshold switch. The threshold value U5 is set in such a way that that in the normal case the threshold voltage is exceeded and the threshold switch responds briefly. In the event of a fault B, e.g. if the magnet armature is only half a Moving sequence executes, is the short-term current or. Voltage change less and the threshold switch 15 does not respond. The result is that with U13 - DIS designated voltage curve. On by the voltage edge during the switch-on process of the solenoid valve 12 started timer 16 generates an L signal, which via the Time in which the solenoid valve moves. This signal is with U16 denotes and occurs in normal cases and in the event of a malfunction. The AND gate 17 gives only emits a signal if a signal from the threshold switch and the first timer occurs. This is to prevent glitches and Switch-off edges trigger the control circuit. The signal labeled U17 of AND gate 17 triggers a second timing element designed as a monostable multivibrator 18 off. The signal appearing at the output of the second timing element 18 lasts the time of the L signal of the first timer 16 addition. The shutdown edge of the The L signal of the first timing element 16 is effected at the dynamic input of the NOR gate 19, to which a signal is normally applied through the supply resistor 193, a Q pulse. This voltage curve is labeled U191. If normally 'a Signal of the second timing element 18 simultaneously with the 0 pulse to the NOR gate 19 is supplied, no signal occurs at its output. The error memory 20 is not actuated. In the event of a fault, if the L signal from the second timing element is missing 18, the O pulse causes an L pulse at the dynamic input of NOR gate 19 at the output of the NOR gate.
Durch diesen Impuls wird der Fehlerspeicher 20 betätigt und die Kontrolleuchte 22 brennt. Um sie--zu löschen, muß das Zündschloß kurzzeitig ausgeschaltet werden, so daß über die Rücksetzleitung 21 der Rücksetzeingang des Fehlerspeichers betätigt wird. Die Kontrolleuchte 22 erlöscht.This pulse actuates the fault memory 20 and the control lamp 22 burns. To put it out - you have to turn the ignition switch briefly switched off so that the reset input of the error memory is via the reset line 21 is operated. The control lamp 22 goes out.
Die Kontrollschaltung spricht auf eine Störung beim Einschaltvorgang des Ventils an. Eine Erweiterung auf den Ausschaltvorgang ist mit einer fast identischen Schaltungsanordnung sehr leicht zu realisieren. Dies ist jedoch nicht notwendig, da sich eine Funktionsstörung beim Ausschalten des Ventils sofort beim nächsten Einschalten bemerkbar macht.The control circuit responds to a fault during the switch-on process of the valve. An extension to the switch-off process is almost identical to one Circuit arrangement very easy to implement. However, this is not necessary because a malfunction occurs when the valve is switched off immediately the next Switching on makes noticeable.
Soll die Ansprechdauer des Magnetventils 12 gemessen werden, so kann ein Zeitmeßgerät an den Ausgang des Schwellwertschalters 15 und an das erste Zeitglied 16 angeschlossen werden, das mit der Einschalt-*) am ersten Zeitglied 15 gestartet und mit der 110-Flanke des Schwellwertschalters 15 gestoppt werden kann und so die Differenzzeit zwischen den beiden Flanken mißt. Analog dazu kann auch die Zeitdauer für den Abschaltvorgang gemessen werden.If the response time of the solenoid valve 12 is to be measured, then a timer to the output of the threshold switch 15 and to the first timer 16, which starts with the switch-on *) on the first timer 15 and can be stopped with the 110 edge of the threshold switch 15 and so the Measure the difference in time between the two edges. The duration can also be analogous to this can be measured for the shutdown process.
*) -Spannung*) -Tension
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Also Published As
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| DE2251472B2 (en) | 1980-02-28 |
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