DE2640900B1

DE2640900B1 - Schaltungsanordnung zur bestimmung des ansprechstromes von magnetventilen

Info

Publication number: DE2640900B1
Application number: DE19762640900
Authority: DE
Inventors: Michael Ing Labinsky; Albert Ing Maringer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-10
Filing date: 1976-09-10
Publication date: 1977-09-15
Also published as: DE2640900C2; GB1580479A; IT1089101B; US4161962A; FR2364460A1; FR2364460B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Ansprechstromes von Magnetventilen.

Im »Archiv für technisches Messen« Blatt J 052-1 (Juli 1969), Seiten 153 bis 156, ist ein automatisches Ansprech-Abfall-Halteprüfgerät für Relais beschrieben. Aus dieser Literaturstelle geht hervor, daß es bekannt ist, den Ansprechstrom von Relais dadurch zu messen, daß an die Feldspule des Relais eine treppenförmig ansteigende Spannung gelegt wird. Spricht das Relais schließlich an, so wird durch einen Kontakt des Relais die weitere Fortschaltung der treppenförmigen Speisespannung unterbrochen, wobei der Wert des Ansprechstromes an einem Meßgerät abzulesen ist Die Ansprechmeldung erfolgt also durch das zu messende Relais selbst

Mit Hilfe dieses bekannten Gerätes könnte im Prinzip auch der Ansprechstrom von Magnetventilen bestimmt werden. Wegen der durch die Mechanik des Relais bewirkten Verzögerung der Ansprechmeldung und der Fortschaltung der Speisespannung in Treppenstufen, ⁶S liefert die bekannte Art der Bestimmung des Ansprechstromes zu ungenaue Werte, insbesondere dann, wenn der Ansprechstrom eines Magnetventils auch zur indirekten Bestimmung des Druckes in einer von dem Magnetventil abgeschlossenen Fluidleitung dienen soll. Diese Aufgabe ist häufig bei der Diagnose von Kraftfahrzeugen gestellt deren Motoren mit Kraftstoffeinspritzung arbeiten und die auch sonst durch Magnetventile gesteuerte Hydrauliksysteme enthalten. Es können bei der indirekten Bestimmung des Fluiddruckes über den Ansprechstrom der Magnetventile aufwendige Drucksensoren eingespart werden.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine möglichst exakte Messung der Ansprechstromstärke von Magnetventilen zu ermöglichen. Eine dazu geeignete, eingangs erwähnte Schaltungsanordnung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß für die Speisung einer Feldspule des Magnetventils eine Stromquelle vorgesehen ist, die einen rampenförmig ansteigenden, eingeprägten Strom abgibt, und daß parallel zur Feldspule ein Differenzierglied für die Spannung an der Feldspule angeschlossen ist dessen Ausgang an einem Steuereingang einer elektronischen Schalteinheit liegt und der Ausgang der Schalteinheit mit einem Programmgeber für die Stromquelle derart in Steuerverbindung steht, daß ein plötzlicher Anstieg der Ausgangsspannung des Differenziergliedes den Programmgeber anhält, und daß in einem mit dem Programmgeber verbundenen Speicher der beim Anhalten des Stromanstiegs erreichte, den Ansprechstrom bestimmende Programmwert gespeichert ist Die beim Ansprechen des Magnetventils eintretende Induktivitätsänderung der Feldspule erzeugt in dieser infolge des eingeprägten Stromes einen Spannungsimpuls, der dazu benutzt wird, den rampenförmig ansteigenden Strom unter Speicherung seines erreichten Endwertes abzuschalten. In dieser Wirkungskette ist kein mechanisches Element mit nennenswerter Verzögerung enthalten, so daß die Ansprechstromstärke mit großer Genauigkeit bestimmt werden kann. Ihre Änderung an einem bestimmten Magnetventil läßt sehr genau auf Druckänderungen in der vom Magnetventil abgschlossenen Fluidleitung schließen, gleichgültig ob das betreffende Magnetventil mit oder gegen den Druck in der von ihm abgeschlossenen Leitung geöffnet wird.

Zweckmäßig wird als Stromquelle ein Spannungsstromwandler benutzt, dessen Steuerspannung über den Programmgeber als rampenförmige Spannung eingespeist wird. Der Programmgeber kann entweder ein analoger Integrator oder ein Digitalspeicher nach Art eines ROMs sein, in dem die ansteigende Steuerspannung in digitaler Form gespeichert ist In diesem Falle sind Bitausgänge des Digitalspeichers mit entsprechenden Eingängen eines Digital-Analog-Konverters verbunden, der die Spannungsseite der Stromquelle steuert

Natürlich kann die Schaltungsanordnung auch zur Bestimmung des Ansprechstromes von Relais oder anderer, über Feldspulen betätigter, elektromechanischen Bauteile dienen.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung mit drei Figuren näher erläutert

F i g. 1 stellt dabei das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels mit digitaler Programmsteuerung und

Fig.2 das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels mit einem analogen Programmgeber dar;

F i g. 3 ist ein Diagramm, das in einer ersten Zeile die an der Feldspule abzugreifende Spannung und in der zweiten Zeile das Ausgangssignal der Schalteinheit zeigt

In F i g. 1 ist in einem Digitalspeicher 1, der auch als

ORIGINAL INSPECTED

Funktionsgenerator bezeichnet werden kann, eine rampenartig ansteigende Funktion in einzelnen Digitalwerten gespeichert. Bitausgänge des Digitalspeichers 1 sind mit entsprechenden Eingängen eines Digital-Analog-Konverters 2 verbunden. Der Analogausgang des Konverters 2 ist an den Spannungseingang eines als Stromquelle dienenden Spannungsstromwandlers 3 gelegt Am Stromausgang des Wandlers 3 ist gegenüber Masse die Feldwicklung 4 eines Magnetventils 8 angeschlossen, das eine Fluidleitung 9 abschließt. Am Anschluß der Feldwicklung 4 an den Stromausgang des Spannungsstromwandlers 3 liegt auch der Eingang eines Differenziergliedes 5. Sein Ausgang ist mit dem Eingang einer Schalteinheit 6 verbunden. Ein Schaltausgang der Einheit 6 steht mit einem Stoppeingang des Digitalspeichers 1 in Verbindung. Am gleichen Speicher ist ein Endwertspeicher 7 angeschlossen, der auf das Stoppsignal der Schalteinheit 6 hin den zuletzt aus dem Digitalspeicher 1 ausgelesenen Programmwert übernimmt

Der Beginn einer Messung wird durch ein einem Starteingang des Digitalspeichers 1 aufgegebenes Lesesignal ausgelöst. Daraufhin werden aus dem Digitalspeicher 1 nacheinander aufeinanderfolgende Funktionswerte der darin gespeicherten Rampenfunktion in den Digital-Analog-Konverter 2 eingelesen, dessen Analogausgang dem Spannungseingang des als Stromquelle verwendeten Spannungsstromwandlers 3 eine rampenförmig ansteigende Steuerspannung aufgibt Der Stromausgang des Spannungsstromwandlers 3 ist sehr hochohmig und prägt der Feldspule 4 des Magnetventils 8 einen rampenförmig ansteigenden Strom ein. Die beim Ansprechen des Magnetventils 8 plötzlich erhöhte Induktivität der Fekdspule bewirkt infolge des eingeprägten Stromes einen steilen Spannungsimpuls, der über das Differenzierglied 5 abgenommen wird und über die elektronische Schalteinheit 6 das Auslesen weiterer Funktionswerte aus dem Digitalspeicher 1 stoppt Der zuletzt ausgelesene Funktionswert, der dem Ansprechstrom des Magnetventils 8 entspricht wird dabei im Endwertspeicher 7 gespeichert und kann daraus abgelesen oder weiterverwertet werden.

In Fig.2, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem analogen Programmgeber zeigt sind Schaltungsteile, die mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Der Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 gegenüber dem nach Fig. 1 besteht darin, daß der Digitalspeicher 1 und der Digital-Analog-Konverter 2 durch einen Rampengenerator 10 ersetzt sind. Als Rampengenerator kann beispielsweise ein Miller-Integrator dienen. Er ist zweckmäßig mit einer Einrichtung zum Einstellen der Anstiegszeit ausgestattet Die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 2 entspricht in ihren Grundzügen der Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1. Anstelle des digitalen Endwertspeichers 7 ist beim Ausführungsbeispiel der Fig.2 ein analoger Endwertspeicher 11 vorgesehen, der den beim Ansprechen des Magnetventils erreichten Endwert des Rampengenerators speichert

In F i g. 3 ist ein Spannungszeitdiagramm dargestellt in dem in zwei Zeilen die an der Feldspule 4 des Magnetventils 8 abgreifbare Spannung bzw. das Ausgangssignal der Schalteinheit 6 dargestellt sind Es ist zu erkennen, daß am Ende einer linear ansteigenden Spannungsrampe ein Spannungsimpuls auftritt der das Ansprechen des Magnetventils 8 kennzeichnet Dieser Spannungsimpuls wird in der zweiten Zeile als Schaltimpuls des Ausgangssignals der Schalteinheit sichtbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Ansprechstromes von Magnetventilen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Speisung einer Feldspule (4) des Magnetventils (8) eine Stromquelle (3) vorgesehen ist, die einen rampenförmig ansteigenden, eingeprägten Strom abgibt, und daß parallel zur Feldspule (4) ein Differenzierglied (5) für die Spannung an der Feldspule angeschlossen ist, dessen Ausgang an einem Steuereingang einer elektronischen Schalteinheit (6) liegt und der Ausgang der Schalteinheit (6) mit einem Programmgeber (1, 10) für die Stromquelle (3) derart in Steuerverbindung steht, daß ein plötzlicher Anstieg der Ausgangsspannung des Differenziergliedes (5) den Programmgeber (1, 10) anhält, und daß in einem mit dem Programmgeber (1,10) verbundenen Speicher (7,11) der beim Anhalten des Stromanstiegs erreichte, den Ansprechstrom bestimmende Programmwert gespeichertist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (3) ein Spannungsstromwandler ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmgeber (1) ein Digitalspeicher ist, dessen Bitausgänge mit entsprechenden Eingängen eines Digital-Analog-Konverters (2) verbunden sind, der die Stromquelle (3) steuert

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmgeber (10) ein analoger Integrator und der Speicher (11) ein Analogwertspeicher ist

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß sie zur indirekten Messung des Druckes in einer von dem Magnetventil (8) abgeschlossenen Fluidleitung (9) dient