DE3506849C1 - Electrical control circuit - Google Patents

Electrical control circuit

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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
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Abstract

An electrical control circuit for pulse-width controlled magnets. Overload protection for the winding of the magnet is achieved by means of two switching branches (6, 14), having power amplifiers (10, 18), and a retriggerable monostable multivibrator (22) in the second switching branch (14). <IMAGE>

Description

Die Impulse verschiedener Breite für den Magneten 2 werden von einem Mikrocomputer 4 erzeugt und gelangen über einen ersten Schaltungszweig 6 zu einem Anschluß 8 des Magneten 2. In diesem ersten Schaltungszweig 6 befindet sich ein Leistungsverstärker 10. Dcm Leistungsverstärker 10 ist eine elektrische Sicherung 12 nachgeschaltet zur Absicherung des Leistungsverstärkers 10 für den Fall, daß im ersten Schaltungszweig 6 oder in der Wicklung des Magneten 2 ein Kurzschluß auftritt. Nach der Sicherung 12 ist an den ersten Schaltungszweig 6 ein zweiter Schaltungszweig 14 angeschlossen, der zu einem zweiten Anschluß 76 des Magneten 2 führt. Der zweite Schaltungszweig enthält einen zweiten Leistungsverstärker 18 und, in Reihe dazu, zwischen diesem zweiten Leistungsverstärker 18 und dem Anschluß 20 des zweiten Schaltungszweiges 14 an den ersten Schaltungszweig 6, eine retriggerbare monostabile Kippstufe 22. Einer der beiden Leistungsverstärker 10 oder 22 der beiden Schaltungszweig 6 und t4 muß ein l.cislungsverstärker sein, der ein invcrtiertes Signal liefert. Bei dem vorliegenden Beispiel wurde angenommen, daß der Leistungsverstärker 10 des ersten Schaltungszweiges 6 ein solcher invertierender Leistungsverstärker ist. Der zweite Schaltungszweig 14 enthält zwischen seinem Anschluß 20 und der retriggerbaren monostabilen Kippstufe 22 eine Spannungsbegrenzerschaltung mit einem elektrischen Widerstand 26 und einer Zenerdiode 28. Eine zweite Sicherung 30 im zweiten Schaltungszweig 14 stromabwärts des zweiten Leistungsverstärkers 18 schützt diesen vor Überstrom bei Kurzschlüssen.The pulses of different widths for the magnet 2 are from one Microcomputer 4 generates and arrives at a first circuit branch 6 Terminal 8 of the magnet 2. In this first circuit branch 6 there is a Power amplifier 10. Dcm power amplifier 10 is an electrical fuse 12 connected downstream to protect the power amplifier 10 in the event that a short circuit occurs in the first circuit branch 6 or in the winding of the magnet 2. After the fuse 12, a second circuit branch is connected to the first circuit branch 6 14 connected, which leads to a second connection 76 of the magnet 2. The second Circuit branch contains a second power amplifier 18 and, in series with it, between this second power amplifier 18 and the terminal 20 of the second circuit branch 14 to the first circuit branch 6, a retriggerable monostable multivibrator 22. One of the two power amplifiers 10 or 22 of the two circuit branches 6 and t4 must be a conversion amplifier which converts an inverted signal supplies. In the present example, it was assumed that the power amplifier 10 of the first circuit branch 6 is such an inverting power amplifier is. The second circuit branch 14 contains between its terminal 20 and the retriggerable monostable multivibrator 22 a voltage limiter circuit with an electrical Resistor 26 and a Zener diode 28. A second fuse 30 in the second circuit branch 14 downstream of the second power amplifier 18 protects it from overcurrent in the event of short circuits.

Funktion bei störungsfreiem Betrieb Die vom Mikrocomputer 4, welcher hier gleichzeitig der Impulserzeuger ist, erzeugten Impulse 32 werden vom Leistungsverstärker 10 verstärkt und invertiert über den ersten Schaltungszweig 6 an den Magnetanschluß 8 sowie über den Anschluß 20 auf den zweiten Schaltungszweig 14 gegeben. Im zweiten Schaltungszweig 14 dienen die invertierten Impulse zum Antriggern der retriggerbaren monostabilen Kippstufe 22. Function in the case of trouble-free operation The microcomputer 4, which is here at the same time the pulse generator, generated pulses 32 are from the power amplifier 10 amplified and inverted via the first circuit branch 6 to the magnetic connection 8 and passed to the second circuit branch 14 via the connection 20. In the second Circuit branch 14, the inverted pulses are used to trigger the retriggerable ones monostable multivibrator 22.

Dies hat zur Folge, daß der Ausgang 36 der Kippstufe 22 seinen Zustand ändert, und zwar je nach Ausgangszustand in low oder high. Der geänderte Zustand der Kippstufe hält sich normalerweise nur während einer bestimmten Haltezeit. Diese Haltezeit wird bei jedem Impuls erneut gestartet. Die Haltezeit ist länger als die Periodendauer der Impulse 32 des Mikroprozessors 4, so daß der Ausgang 36 der als Monoflop wirkenden Kippstufe 22 den durch den ersten Impuls hervorgerufenen Zustand so lange hält, wie vom Mikrocomputer 4 her Impulse 32 nachfolgen. Das Signal am Ausgang 36 der Kippstufe 22 gelangt, verstärkt durch den Leistungsverstärker 18, an den Anschluß 16 für den Magneten 2.This has the consequence that the output 36 of the flip-flop 22 its state changes, depending on the initial state in low or high. The changed state the flip-flop is normally only maintained during a certain holding time. These Hold time is restarted with each pulse. The hold time is longer than that Period of the pulses 32 of the microprocessor 4, so that the output 36 of the as Monoflop acting multivibrator 22 the state caused by the first pulse lasts as long as pulses 32 follow from microcomputer 4. The signal on Output 36 of flip-flop 22 arrives, amplified by power amplifier 18, to connection 16 for magnet 2.

Funktion bei Betriebsstörung Bei einer Störung wird die Kippstufe 22 nicht angetriggert, wodurch auch an deren Ausgang 36 nicht das für den Betrieb des Magneten 2 erforderliche Signal entsteht. Function in the event of a malfunction In the event of a malfunction, the multivibrator 22 is not triggered, which means that at its output 36 it is not necessary for operation of the magnet 2 required signal arises.

Ein Überwachungsschaltungszweig 42 ist an den zweiten Schaltungszweig 14 zwischen dessen Leistungsvcrstärker 18 und dem zweiten Anschluß 16 des Magneten 2 angeschlossen. Der Überwachungsschaltungszweig enthält einen Spannungsteiler 44, der sicherstellt, daß an einer im Überwachungsschaltungszweig 42 gelegenen Schmitt-Triggerschaltung 46 stets ein genau definiertes Signalpotential anliegt. Der Überwachungsschaltungszweig 42 ist an den Mikrocomputer 4 angeschlossen und liefert diesem jeweils ein Signal, welches den elektrischen Zustand am Anschluß 16 wiedergibt. A monitoring circuit branch 42 is connected to the second circuit branch 14 between its power amplifier 18 and the second connection 16 of the magnet 2 connected. The monitoring circuit branch contains a voltage divider 44, which ensures that a Schmitt trigger circuit located in the monitoring circuit branch 42 46 a precisely defined signal potential is always present. The monitoring circuit branch 42 is connected to the microcomputer 4 and supplies it with a signal, which reflects the electrical status at connection 16.

Bei Abweichungen von einem bestimmten Sollwert kann durch den Mikrocomputer 4 ein Notprogramm gestartet werden.In the event of deviations from a certain target value, the microcomputer 4 an emergency program can be started.

An dem ersten Schaltungszweig 6 ist ein in gleicher Weise ausgebildeter zweiter Überwachungsschaltungszweig 48 angeschlossen, der jeweils den elektrischen Zustand am Anschluß 8 dem Mikrocomputer 4 mitteilt. On the first circuit branch 6 is a similarly designed second monitoring circuit branch 48 connected, each of the electrical The status of the connection 8 to the microcomputer 4 notifies.

Aus Gründen der Sicherheit gegen Störungen ist der Mikrocomputer 4 an einen anderen Spannungsregler 56 angeschlossen als die Bauelemente der beiden Schaltungszweige 6 und 14 und der beiden Überwachungsschaltungszweige 42 und 48, welche ihre Spannung von einem Spannungsregler 58 erhalten. Beide Spannungs- regler 56 und 58 werden vorzugsweise von der gleichen Spannungsquelle 60 gespeist, welches im Falle eines Fahrzeuges die Fahrzeugbatterie ist. For the sake of security against interference, the microcomputer is 4 is connected to a different voltage regulator 56 than the components of the two Circuit branches 6 and 14 and the two monitoring circuit branches 42 and 48, which receive their voltage from a voltage regulator 58. Both tension regulator 56 and 58 are preferably fed from the same voltage source 60, which in the case of a vehicle, the vehicle battery is.

Die beiden Schaltungszweige 6 und 14 sind an den Anschlüssen 8 und 16 durch einen Schaltungszweig 62 miteinander verbunden, welcher demzufolge der Wicklung des Magneten 2 parallel liegt. Der Schaltungszweig 62 enthält eine Diode 64 und eine in Reihe dazu geschaltete Zenerdiode 66. Dieser Schaltungszweig 62 bildet beim Abschalten des Stromes der Wicklung des Magneten 2 zusammen mit dieser Wicklung einen Kurzschlußkreis, durch welchen beim Abschalten des Stromes der Wicklung des Magneten 2 die durch die Wicklung entstehende Spannungsspitze von der Zenerdiode 66 begrenzt wird und der Magnet seine Induktionsenergie schneller abbauen kann, so daß dann auch das Ventil entsprechend schneller anspricht. The two circuit branches 6 and 14 are at the connections 8 and 16 connected to one another by a circuit branch 62, which consequently the Winding of the magnet 2 is parallel. The circuit branch 62 contains a diode 64 and a Zener diode 66 connected in series with it. This circuit branch 62 forms when switching off the current of the winding of the magnet 2 together with this winding a short circuit through which, when the current is switched off, the winding of the Magnet 2 the voltage peak from the Zener diode caused by the winding 66 is limited and the magnet can dissipate its induction energy more quickly, so that the valve responds faster.

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Claims (5)

Patentansprüche: 1. Elektrische Steuerschaltung für impulsbreitengesteuerte Elektromagnete, insbesondere Proportionalmagnete von Ventilen in Antriebsanlagen, mit einem Impulserzeuger (4), insbesondere einem Mikrocomputer, zur Erzeugung von Impulsen veränderbarer Breite, einem Schaltungszweig (6) vom Impulserzeuger (4) zu einem Anschluß (8) für die Wicklung des Magneten (2) und einem Leistungsverstärker (10) in dem Schaltungszweig (6), gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Schaltungszweig (14), der vom ersten Schaltungszweig (6) nach dessen Leistungsverstärker (10) zu dem zweiten Anschluß (16) für die Wicklung des Magneten (2) verläuft, einen zweiten Leistungsverstärker (18) im zweiten Schaltungszweig (14), wobei einer der beiden Leistungsverstärker (10) ein invertiertes Signal liefert, und eine retriggerbare monostabile Kippstufe (22) im zweiten Schaltungszweig (14) zwischen dem ersten Leistungsverstärker (10) und dem zweiten Leistungsverstärker (18).Claims: 1. Electrical control circuit for pulse width controlled Electromagnets, in particular proportional magnets of valves in drive systems, with a pulse generator (4), in particular a microcomputer, for generating Pulses of variable width, a circuit branch (6) from the pulse generator (4) to a connection (8) for the winding of the magnet (2) and a power amplifier (10) in the circuit branch (6), characterized by an additional circuit branch (14), from the first circuit branch (6) to its power amplifier (10) the second connection (16) for the winding of the magnet (2) runs, a second Power amplifier (18) in the second circuit branch (14), one of the two Power amplifier (10) supplies an inverted signal, and a retriggerable one monostable multivibrator (22) in the second circuit branch (14) between the first power amplifier (10) and the second power amplifier (18). 2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Überwachungsschaltungszweig (42), der an den zweiten Schaltungszweig (14) zwischen dessen Leistungsverstärker (18) und dem zweiten Anschluß (16) für die Wicklung des Magneten (2) angeschlossen ist. 2. Control circuit according to claim 1, characterized by a monitoring circuit branch (42) connected to the second circuit branch (14) between its power amplifier (18) and the second connection (16) for the winding of the magnet (2) is. 3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Uberwachungsschaltungszweig (48), der an den ersten Schaltungszweig (6) zwischen dessen Leistungsverstärker (10) und dem ersten Anschluß (8) für die Wicklung des Magneten (2) angeschlossen ist. 3. Control circuit according to claim 1 or 2, characterized by a Monitoring circuit branch (48) connected to the first circuit branch (6) between its power amplifier (10) and the first connection (8) for the winding of the Magnet (2) is connected. 4. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulserzeuger (4) einerseits und die Bauelemente der Schaltungszweige (6, 14, 42, 48) andererseits über getrennte Spannungsregler (56, 58) mit Spannung ver-- sorgt werden. 4. Control circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the pulse generator (4) on the one hand and the components of the circuit branches (6, 14, 42, 48) on the other hand via separate voltage regulators (56, 58) with voltage. be taken care of. 5. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen der Wicklung des Magneten (2) parallel geschalteten Schaltungszweig (62), der eine Diode (64) und eine mit ihr in Reihe geschaltete Zenerdiode (66) enthält. 5. Control circuit according to one of claims 1 to 4, characterized by a circuit branch connected in parallel to the winding of the magnet (2) (62), the one diode (64) and a Zener diode (66) connected in series with it contains. Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuerschaltung für impulsbreitengesteuerte Elektromagnete, insbesondere Proportionalmagnete von Ventilen in Antriebsanlagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. The invention relates to an electrical control circuit for pulse width controlled Electromagnets, in particular proportional magnets of valves in drive systems, according to the preamble of claim 1. Eine solche Steuerschaltung ist aus »Machine Design«, 1983, Fern 24, Seiten 69 bis 72, bekannt. In der Informationsschrift »L 294« der Firma SGS-ATES Componenti Elettronici SpA, 1982, ist eine elektrische Steuerschaltung für Magnete beschrieben, die einen ersten und einen zweiten Schaltungszweig jeweils mit Leistungsverstärkern zu einem ersten bzw. einem zweiten Anschluß der Magnetwicklung aufweist, wobei der zweite Schaltungszweig im wesentlichen zur Überwa- chung des Magneten dient. Aus »Electronic Engineering«, Vol. 47, 1975,S.27,29, ist eine Steuerschaltung mit einem der Wicklung eines Elektromagneten parallel geschalteten Schaltungszweig bekannt, der eine Diode und eine mit ihr in Reihe geschaltete Zenerdiode enthält. Such a control circuit is from "Machine Design", 1983, Fern 24, pages 69 to 72, known. In the information sheet »L 294« from SGS-ATES Componenti Elettronici SpA, 1982, is an electrical control circuit for magnets described, the a first and a second circuit branch each with power amplifiers to a first or a second terminal of the magnet winding, the second circuit branch essentially for monitoring the magnet is used. the end "Electronic Engineering", Vol. 47, 1975, p.27,29, is a control circuit with a the winding of an electromagnet circuit branch connected in parallel is known, which contains a diode and a Zener diode connected in series with it. Bei preisgünstigen Ventilen für Getriebe von Fahrzeugen, die eine proportionale Druckansteuerung ermöglichen, sind die Wicklungen der Proportionalmagnete dieser Ventile nicht für eine längere Einschaltdauer ausgelegt, da sonst diese Proportionalmagnetventile volumenmäßig zu groß und preislich zu teuer würden. In the case of inexpensive valves for transmissions of vehicles that have a enable proportional pressure control are the windings of the proportional solenoids These valves are not designed for a longer duty cycle, otherwise these proportional solenoid valves too large in terms of volume and too expensive in terms of price. Aus diesem Grunde werden die elektrischen Proportionalmagnete mit impulsbreitengesteuerten Signalen betrieben. Die Breite der Impulse ist abhängig von dem jeweils gewünschten Ventilzustand und der jeweils vorhandenen Versorgungsspannung, welch letztere im Falle eines Fahrzeuges von der Fahrzeugbatterie zur Verfügung gestellt wird und sich je nach Ladezustand der Batterie ändert.For this reason, the electrical proportional solenoids with pulse width controlled signals operated. The width of the impulses depends of the desired valve status and the respective existing supply voltage, which latter is available from the vehicle battery in the case of a vehicle and changes depending on the state of charge of the battery. Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine elektrische Steuerschaltung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Magnet vor Überlast geschützt wird. Eine Überlastung wäre beispielsweise, wenn der Wicklung des Magneten die maximale Spannung konstant angelegt wird, statt impulsweise. The invention aims to achieve the object, an electrical Design control circuit of the type mentioned so that the magnet from overload is protected. An overload would be, for example, if the winding of the magnet the maximum voltage is applied constantly instead of pulsed. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichen von Patentanspruch 1 gelöst. This object is achieved according to the invention by the features in the label solved by claim 1. Wenn keine Impulse ankommen, kann die monostabile Kippstufe nicht getriggert werden, so daß in diesem Falle auch kein Strom über den zweiten Schaltungszweig auf die Wicklung des Elektromagneten gelangen kann. Dies ist dann der Fall, wenn beispielsweise der Impulserzeuger bzw. Mikrocomputer ausfällt oder fehlerhaft arbeitet. Auch ein Kurzschluß des Leistungsverstärkers im ersten Schaltungszweig hat im Falle der Erfindung keinen schädlichen Stromfluß durch die Wicklung des Magneten zur Folge. If no impulses arrive, the monostable multivibrator cannot be triggered, so that in this case there is also no current through the second circuit branch can get onto the winding of the electromagnet. This is the case when For example, the pulse generator or microcomputer fails or works incorrectly. Also a short circuit of the power amplifier in the first circuit branch has in the case the invention does not result in a harmful flow of current through the winding of the magnet. Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung als Beispiel beschrieben. An embodiment of the invention is described below with reference to FIG the drawing described as an example. Die Zeichnung zeigt ein Schaltbild der Ausführungsform der elektrischen Steuerschaltung nach der Erfindung. The drawing shows a circuit diagram of the embodiment of the electrical Control circuit according to the invention. Die elektrische Steuerschaltung dient zur Ansteuerung der Wicklung eines elektrischen Proportionalmagneten 2 eines nicht dargestellten Proportionalventils eines Getriebes einer Antriebsanlage für Fahrzeuge. The electrical control circuit is used to control the winding an electric proportional magnet 2 of a proportional valve, not shown a transmission of a drive system for vehicles.
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