EP0118591B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aktivieren einer elektromagnetischen Stelleinrichtung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Aktivieren einer elektromagnetischen Stelleinrichtung Download PDF

Info

Publication number
EP0118591B1
EP0118591B1 EP83107878A EP83107878A EP0118591B1 EP 0118591 B1 EP0118591 B1 EP 0118591B1 EP 83107878 A EP83107878 A EP 83107878A EP 83107878 A EP83107878 A EP 83107878A EP 0118591 B1 EP0118591 B1 EP 0118591B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electromagnets
oscillation
frequency
positioning means
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP83107878A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0118591A1 (de
Inventor
Wolfgang Dr. Klockner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cessione audi AG
Original Assignee
Klockner Wolfgang Dr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Klockner Wolfgang Dr filed Critical Klockner Wolfgang Dr
Publication of EP0118591A1 publication Critical patent/EP0118591A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0118591B1 publication Critical patent/EP0118591B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings

Definitions

  • the invention relates to a method for activating an electromagnetic actuating device according to the preamble of the main claim.
  • the invention further relates to a device for performing the method.
  • an electromagnetically operating actuator which according to the preamble of the main claim has an actuator which, in the passive state, assumes a rest position between an open and a closed position, given by two springs acting in opposite directions, and one between two electromagnets Movable, connected to the actuator, magnetisable armature, which forms an oscillatable system together with the actuator and the springs and in the open position against the force of the one spring of the one electromagnet in contact with a contact surface formed thereon and in the closed position against the force the other spring is obtained from the other electromagnet in contact with a contact surface formed on the latter.
  • a tensioning device is proposed in DE-A 30 24 109, by means of which the position of the rest position can be relocated such that the magnetizable armature connected to the actuator comes into contact with one of the electromagnets, so that the actuator when activating the electromagnet in contact with this remains when the tensioning device is relieved.
  • the electromagnetically operating actuating device is activated, so that it can only be moved into one or the other end position by excitation of the electromagnets.
  • the tensioning device contained in the adjusting device according to DE-A 30 24 109 requires a relatively large amount of construction work and makes the adjusting device significantly more expensive.
  • the invention is based on the object of specifying a method for activating an electromagnetically operating actuating device which, with high functional reliability, enables the actuating device to be constructed simply.
  • the invention is also intended to provide a device for carrying out the method.
  • the actuator Due to the gradual reduction of the excitation frequency after the oscillation described in claim 3, the actuator alternately reaches one or the other end position without the risk that it will return to its passive position.
  • the claim 4 is particularly for a symmetrical design of the actuating device, i.e. largely the same design of the electromagnets, advantageous implementation of the method directed, since the vibration excitation is particularly intense if during the half-oscillation during which the armature moves towards one of the electromagnets, a force flow that attracts the armature emanates from the latter.
  • the claim 5 characterizes the basic structure of a device for performing the method.
  • Claim 6 is directed to an embodiment of a circuit for generating square-wave voltage signals.
  • the claim 9 characterizes a particularly simple embodiment of a sensor for detecting an end position of the valve member.
  • DE-A 28 15 849 an electromagnetic valve control for piston machines is known.
  • a single electromagnet is provided, which in the excited state attracts an armature connected to the valve member and the valve against the force of a closing spring moved to the open position.
  • a square-wave voltage signal is also generated there to excite the electromagnet.
  • a peculiarity of valve controls according to DE-A 28 15 849 is that they require relatively high currents and a lot of electrical energy, since all the energy required to open the valve must be applied electrically.
  • Electromagnetically operating control devices can be used in a variety of ways, for example for oscillatingly movable control elements on displacement machines, in particular for the gas exchange valves of internal combustion engines.
  • Fig. 1 shows as an actuator a poppet valve 2, on the shaft 4, an armature 6 is attached.
  • the shaft 4 is movably guided within a housing 8 and extends through the core 10 of an electromagnet, the overall cross-section of which is U-shaped, the winding of which is designated by 12.
  • the housing 8 there is a core 14 of a second electromagnet with a winding 16 opposite the core 10.
  • the two electromagnets are arranged within an opening of the housing 8, their mutual distance being given by a bushing 18 and by means of a bushing on the housing 8 screwed lid 20 are held.
  • a coil spring 22 and 24 is arranged between the armature 6 and each of the two cores 14 and 10, a coil spring 22 and 24 is arranged.
  • the two coil springs 22 and 24 counteract each other and hold the armature 6 in the illustrated central position between the end faces of the two cores 10 and 14.
  • the coil springs 22 and 24 together with the armature 6 and the poppet valve 2 form an oscillatory system, the natural frequency of which is greater than the maximum operating frequency provided for actuating the poppet valve.
  • an output stage 26 is provided, which is connected via a changeover switch 28 to a voltage / frequency converter 30 and to a control circuit 32.
  • a start element 34 is connected upstream of the voltage / frequency converter 30 and is additionally connected to the changeover switch 28.
  • a line 36 is shown in broken lines and connects a sensor 38 attached to the core 14 to the starting element 34 via an evaluation circuit 40.
  • the start member 34 When a start button is pressed, the start member 34 generates a square-wave signal according to part a) of FIG. 2 at its output directly connected to the changeover switch 28. At its output connected to the voltage / frequency converter 30, the starter 34 generates a certain voltage that slowly decreases.
  • the voltage / frequency converter 30 At its output connected to the changeover switch 28, the voltage / frequency converter 30 generates a square-wave signal with a pulse duty factor of 50%, the frequency of which is initially greater according to the voltage according to b) than the resonance frequency of the valve and corresponding to the decrease in voltage according to b) slowly decreases to the resonance frequency.
  • the frequency change of the square-wave signal according to c) is so slow that the valve is excited for a sufficiently long time when the resonance frequency is reached, so that the armature 6 oscillates in alternating contact with the cores 10 and 14.
  • This system is detected by the sensor 38, so that the evaluation circuit 40 outputs a signal d) to the start element 34, whereupon the voltage supplied to the voltage / frequency converter 30 decreases more rapidly to zero and the frequency of the square-wave signal according to c) decreases accordingly to zero, so that in the final state one of the two windings 12 or 16 remains energized.
  • the armature 6 and thus the valve follow the excitations of the electromagnets, so that the valve is in a well-defined position and is activated.
  • the square-wave voltage according to a) After reaching the voltage zero, the square-wave voltage according to a) returns to zero with a slight time delay, whereupon the changeover switch 28 switches over and one of the windings 12 and 16 is excited according to the output signal of the control circuit 32 and the other is not excited.
  • the armature 6 is preferably in the extreme positions of the valve in direct contact with the core 10 or 14.
  • the poppet valve 2 in the closed position is in sealing contact with a valve seat (not shown)
  • embodiments are possible in which a smaller one in the closed position Gap between anchor 6 and core 14 remains.
  • this gap greatly increases the current through the winding 16 required to hold the valve in the closed position.
  • the sensor 38 which in the example shown is a component which responds to mechanical vibrations in the hearing frequency range or above, can also be an induction coil which comprises one of the feed lines to one of the windings 12 or 16.
  • the armature 6 strikes the associated core, the current flow through the winding changes suddenly, which causes a voltage signal in the induction coil which can be evaluated in the evaluation circuit 40.
  • the switchover of the switch 28 takes place with a slight delay when the frequency reaches zero.
  • the change over time in the voltage generated by integrator 46 can be selected in a wide variety of ways.
  • the voltage can be kept at a constant value corresponding to the resonance frequency of the oscillatable system with the aid of a timing element before it decreases.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktivieren einer elektromagnetischen Stelleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
  • Aus der DE-A 26 30 512 ist eine elektromagnetisch arbeitende Stelleinrichtung bekannt, welche gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ein Stellglied aufweist, das im passiven Zustand eine durch zwei gegensinnig wirkende Federn gegebene Ruhestellung zwischen einer öffnungs- und einer Schließstellung einnimmt und einen zwischen zwei Elektromagneten beweglichen, mit dem Stellglied verbundenen, magnetisierberen Anker aufweist, der zusammen mit dem Stellglied und den Federn ein schwingfähiges System bildet und in Offenstellung gegen die Kraft der einen Feder von dem einen Elektromagneten in Anlage an eine an diesem ausgebildete Anlegefläche und in Schließstellung gegen die Kraft der anderen Feder von dem anderen Elektromagneten in Anlage an eine an diesem ausgebildete Anlagefläche bezogen wird. Darüber, wie die Stelleinrichtung aus dem passiven Zustand, in der sich der Anker zwischen den Elektromagneten befindet, in den aktiven Zustand gebracht wird, in der der Anker an einem der Elektromagneten enliegt, finden sich in der DE-A 26 30 512 keine Angaben. Für eine Aktivierung durch Erregung eines der Elektromagneten sind erhebliche Stromstärken erforderlich, da einerseits der Luftspalt zwischen dem Anker und dem erregten Elektromagneten sehr groß ist und zum anderen die Kraft der zugehörigen Feder überwunden werden muß.
  • Um eine gattungsgemäße Stelleinrichtung zu aktivieren, wird in der DE-A 30 24 109 eine Spanneinrichtung vorgeschlagen, mittels der der Ort der Ruhestellung derart verlegbar ist, daß der mit dem Stellglied verbundene magnetisierbare Anker in Anlage an einen der Elektromagneten kommt, so daß das Stellglied beim Aktivieren der Elektromagneten in Anlage an diesem bleibt, wenn die Spanneinrichtung entlastet wird. Bei in Anlage an einem der Elektromagneten befindlichen Anker ist die elektromagnetisch arbeitende Stelleinrichtung aktiviert, so daß sie lediglich durch die Erregung der Elektromagneten in die eine oder die andere Endposition bewegbar ist. Die in der Stelleinrichtung gemäß der DE-A 30 24 109 enthaltene Spanneinrichtung bedingt einen verhältnismäßig großen baulichen Aufwand und verteuert die Stelleinrichtung wesentlich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aktivieren einer elektromagnetisch arbeitenden Stelleinrichtung anzugeben, das bei hoher Funktionssicherheit einen einfachen Aufbau der Stelleinrichtung ermöglicht. Weiter soll die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens angeben.
  • Der das Verfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach wird das schwingfähige System aus dem Stellglied mit dem daran befestigten Anker und den beiden gegensinnig wirkenden Federn soweit aufgeschaukelt, daß der Anker zumindest so nahe an die Elektromagneten gerät, daß er dort haltbar ist, wenn die Erregung eines der Elektromagneten anhält. Zum Aktivieren, bei dem eine der Federn gespannt wird, also Energie in das System eingespeist wird, sind keine hohen Stromstärken erforderlich, da die Energieeinspeisung in mehreren Zyklen erfolgt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine funktionssichere und mit nur geringem baulichen Aufwand in der Stelleinrichtung verbundene Aktivierung erzielt.
  • Gemäß Anspruch 2 wird sichergestellt, daß während des Aktivierungsvorgangs die Resonanzfrequenz, bei der die wirksamste Anregung erfolgt, erreicht wird.
  • Durch die im Anspruch 3 beschriebene allmähliche Verminderung der Erregungsfrequenz nach dem Aufschwingen gelangt das Stellglied abwechselnd in die eine oder die andere Endlage, ohne daß die Gefahr besteht, daß es in seine passive Stellung zurückkehrt.
  • Der Anspruch 4 ist auf eine besonders bei symmetrischer Ausbildung der Stelleinrichtung, d.h. weitgehend gleiche Ausbildung der Elektromagneten, vorteilhafte Durchführung des Verfahrens gerichtet, da die Schwingungsanregung besonders intensiv ist, wenn jeweils während derjenigen Halbschwingung, während der sich der Anker in Richtung auf einen der Elektromagnete bewegt, von diesem ein den Anker anziehenden Kraftfluß ausgeht.
  • Der Anspruch 5 kennzeichnet den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
  • Der Anspruch 6 ist auf eine Ausführungsform einer Schaltung zum Erzeugen von Rechteckspannungssignalen gerichtet.
  • Mit den Merkmalen des Anspruchs 7 wird erreicht, daß nach dem Aktivieren der Stelleinrichtung in einfacher Weise auf den anschließenden gesteuerten Betrieb der Stelleinrichtung umgeschaltet werden kann.
  • Bei einer Vorrichtung gemäß dem Anspruch 8 ist sichergestellt, daß die Erregung des schwingungsfähigen Systems erst dann beendet wird, wenn das Ventilglied eine seiner beiden Endpositionen erreicht hat.
  • Der Anspruch 9 kennzeichnet eine besonders einfache Ausführungsform eines Sensors zum Erkennen einer Endlage des Ventilgliedes.
  • Zum Stand der Technik sei noch auf die DE-A 28 15 849 verwiesen, aus der eine elektromagnetische Ventilsteuerung für Kolbenmaschinen bekannt ist. Bei dieser Ventilsteuerung ist ein einziger Elektromagnet vorgesehen, welcher im erregten zustand einen mit dem Ventilglied verbundenen Anker anzieht und das Ventil gegen die Kraft einer Schließfeder in Offenstellung bewegt. Zur Erregung des Elektromagneten wird auch dort ein Rechteckspannungssignal erzeugt. Eine Eigenart von Ventilsteuerungen gemäß der DE-A 28 15 849 besteht darin, daß sie verhältnismäßig hohe Stromstärken und viel elektrische Energie benötigen, da die gesamte, zum Öffnen des Ventils erforderliche Energie elektrisch aufgebracht werden muß.
  • Elektromagnetisch arbeitende Stelleinrichtungen gemäß der Erfindung sind vielseitig verwendbar, beispielsweise für oszillierend bewegbare Steuerelemente an Verdrängungsmaschinen, insbesondere für die Gaswechselventile von Brennkraftmaschinen.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine elektromagnetisch arbeitende Stelleinrichtung mit einem Blockschaltbild einer zugehörigen Schaltung;
    • Fig. 2 in der Schaltung gemäß Fig.1 auftretende Signale und
    • Fig. 3 ein Blockschaltbild eines in Fig.1 enthaltenen Startgliedes.
  • Fig. 1 zeigt als Stellglied ein Tellerventil 2, an dessen Schaft 4 ein Anker 6 befestigt ist. Der Schaft 4 ist innerhalb eines Gehäuses 8 beweglich geführt und durchragt den im Querschnitt insgesamt U-förmigen Kern 10 eines Elektromagneten, dessen Wicklung mit 12 bezeichnet ist. Im Gehäuse 8 befindet sich gegenüber dem Kern 10 ein Kern 14 eines zweiten Elektromagneten mit einer Wicklung 16. Die beiden Elektromagnete sind innerhalb einer Öffnung des Gehäuses 8 angeordnet, wobei ihr gegenseitiger Abstand durch eine Buchse 18 gegeben ist und sie mittels eines an dem Gehäuse 8 festgeschraubten Deckels 20 gehalten werden. Zwischen dem Anker 6 und jedem der beiden Kerne 14 und 10 ist eine Schraubenfeder 22 bzw. 24 angeordnet. Die beiden Schraubenfedern 22 und 24 wirken einander entgegen und halten den Anker 6 in der dargestellten Mittelstellung zwischen den Stirnflächen der beiden Kerne 10 und 14.
  • Die Schraubenfedern 22 und 24 bilden zusammen mit dem Anker 6 und dem Tellerventil 2 ein schwingungsfähiges System, dessen Eigenfrequenz größer ist als die maximal zum Betätigen des Tellerventils vorgesehene Betriebsfrequenz.
  • Zur Ansteuerung der Wicklungen 12 und 16 ist eine Endstufe 26 vorgesehen, die über einen Umschalter 28 mit einem Spannungs- /Freguenzwandler 30 und mit einer Steuerschaltung 32 verbunden ist.
  • Dem Spannungs-/Frequenzwandler 30 ist ein Startglied 34 vorgeschaltet, das zusätzlich mit dem Umschalter 28 verbunden ist.
  • Gestrichelt eingezeichnet ist eine Leitung 36, welche einen am Kern 14 angebrachten Sensor 38 über eine Auswerteschaltung 40 mit dem Startglied 34 verbindet.
  • Mit Ausnahme des Startgliedes 34, dessen Aufbau weiter unten erläutert wird, und der Steuerschaltung 32, die nicht unmittelbar zur Erfindung gehört, sind die genannten Schaltungsbausteine in ihrem Aufbau an sich bekannt und werden daher nicht näher erläutert.
  • Die Funktion der beschriebenen Schaltung wird im folgenden anhand Fig.2 erläutert.
  • Bei Betätigen einer Starttaste erzeugt das Startglied 34 an seinem unmittelbar mit dem Umschalter 28 verbundenen Ausgang ein Rechtecksignal gemäß Teil a) der Fig.2. An seinem mit dem Spannungs-/Frequenzwandier 30 verbundenen Ausgang erzeugt das Startglied 34 eine bestimmte Spannung, die langsam abnimmt.
  • An seinem mit dem Umschalter 28 verbundenen Ausgang erzeugt der Spannungs-/Frequenzwandler 30 ein Rechtecksignal mit einem Tastverhältnis von 50 %, dessen Frequenz entsprechend der Spannung gemäß b) zunächst größer ist als die Resonanzfreguenz des Ventils und die entsprechend der Abnahme der Spannung gemäß b) langsam bis auf die Resonanzfreguenz abnimmt. Die Freguenzänderung des Rechtecksignals gemäß c) ist so langsam, daß das Ventil bei Erreichen der Resonanzfreguenz genügend lange erregt wird, so daß der Anker 6 bis in abwechselnde Anlage an die Kerne 10 und 14 schwingt. Diese Anlage wird vom Sensor 38 erfaßt, so daß die Auswerteschaltung 40 ein Signal d) an das Startglied 34 abgibt, woraufhin die dem Spannungs-/Frequenzwandler 30 zugeführte Spannung rascher auf Null abnimmt und die Frequenz des Rechtecksignals gemäß c) entsprechend auf Null abnimmt, so daß im Endzustand eine der beiden Wicklungen 12 oder 16 stromdurchflossen bleibt.
  • Nach Erreichen einer Endlage bzw. ab dem Auftreten des Signals gemäß d) folgt der Anker 6 und damit das Ventil den Erregungen der Elektromagneten, so daß sich das Ventil jeweils in einer wohl definierten Stellung befindet und aktiviert ist.
  • Nach Erreichen der Spannung Null geht mit geringer zeitlicher Verzögerung die Rechteckspannung gemäß a) auf Null zurück, woraufhin der Umschalter 28 umschaltet und entsprechend dem Ausgangssignal der Steuerschaltung 32 eine der Wicklungen 12 bzw. 16 erregt und die andere nicht erregt ist.
  • Es sind zahlreiche Abänderungen der beschriebenen Vorrichtung möglich, von denen einige im folgenden erläutert sind:
    • Der Anker 6 kann aus permanentmagnetischem oder aus ferromagnetischem Material sein. Im ersteren Fall ist die Polarität der Erregung der Elektromagnete für die Kraft von Bedeutung, so daß der Endstufe 26 eine nicht dargestellte Steuerstufe vorgeschaltet werden kann, mit der sich die Erregung der Elektromagnete derart steuern läßt, daß ausgehend von der Anlage des Ankers 6 an einen der Elektromagneten dieser mit einer den Anker abstoßenden polarität und der andere Elektromagnet mit einer den Anker anziehenden polarität erregt wird. Auch bei aus ferromagnetischem Material bestehendem Anker 6 kann es vorteilhaft sein, zumindest während des Anschw-gens zusätzlichen Schaltungsaufwand zu treibp1. damit tatsächlich die von den Elektromagneten ausgehenden Kraftflüsse um 180 gegeneinander phasenverschoben sind und nicht lediglich die den Wicklungen zugeführten Ströme.
  • Bevorzugt befindet sich der Anker 6 in den Extremstellungen des Ventils in unmittelbarer Anlage an dem Kern 10 bzw. 14. Da jedoch das Tellerventil 2 in Schließstellung sich in dichtender Anlage an einem nicht dargestellten Ventilsitz befindet, sind Ausführungsformen möglich, bei denen in Schließstellung ein kleiner Spalt zwischen Anker 6 und Kern 14 verbleibt. Dieser Spalt vergrößert allerdings den zum Halten des Ventils in Schließstellung erforderlichen Strom durch die Wicklung 16 stark.
  • Der Sensor 38, der im dargestellten Beispiel ein auf mechanische Schwingungen im Hörfrequenzbereich oder darüber ansprechendes Bauelement ist, kann auch eine Induktionsspule sein, welche eine der Zuleitungen zu einer der Wicklungen 12 oder 16 umfaßt. Bei Anschlag des Ankers 6 an den zugehörigen Kern ändert sich der Stromfluß durch die Wicklung plötzlich, was in der Induktionsspule ein Spannungssignal hervorruft, das in der Auswerteschaltung 40 auswertbar ist.
  • Im folgenden wird anhand Fig.3 ein Ausführungsbeispiel des Startgliedes 34 erläutert:
    • Eine Starttaste 42 ist mit dem Setz-Eingang eines Flip-Flops 44 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Integrators 46 verbunden ist. Der Ausgang des Integrators 46 liegt an einem Eingang eines Komparators 48 und über eine Leitung 50 an dem Spannungs-/Frequenzwandler 30. Der Ausgang des Komparators 48 ist über eine Leitung 52 mit dem Rücksetz-Eingang des Flip-Flops 44 und über eine Leitung 54 mit dem Umschalter 28 verbunden. Im Betrieb entsteht am Ausgang des Integrators 46 nach Betätigen der Starttaste 42 eine von einem am Integrator voreinstellbaren Wert aus abfallende Spannung. Sobald diese Spannung auf einen bestimmten am Komparator 48 einstellbaren Wert, beispielsweise Null, abgefallen ist, wird über die Leitung 54 der Umschalter 28 umgeschaltet und über die Leitung 52 das Flip-Flop 44 rückgesetzt.
  • Bei Vorhandensein eines Sensors 38 mit nachgeschalteter Auswerteschaltung 40 ist diese mit dem Setz-Eingang eines weiteren Flip-Flops 56 verbunden, dessen Rücksetz-Eingang mit dem Ausgang des Komparators 48 verbunden ist und dessen Ausgang an einem weiteren Eingang des Integrators 46 liegt, über den die Zeitkonstante des Integrators veränderbar ist. Sobald am Setz-Eingang des Flip-Flops 56 ein Signal liegt, fällt die Spannung am Ausgang des Integrators 46, wie gestrichelt angedeutet, rascher ab.
  • Wenn der Spannungs-/Frequenzwandier 30 so ausgelegt ist, daß die Frequenz Null bereits bei kleiner Spannung erreicht wird und die Referenzspannung des Komparators 48 unter diesem Wert liegt, erfolgt die Umschaltung des Umschalters 28 gegenüber dem Erreichen der Frequenz Null mit geringer Verzögerung.
  • Die zeitliche Änderung der vom Integrator 46 erzeugten Spannung kann in unterschiedlichster Weise gewählt werden. Beispielsweise kann die Spannung mit Hilfe eines Zeitgliedes zunächst auf konstantem, der Resonanzfrequenz des schwingfähigen Systems entsprechenden Wert gehalten werden, bevor sie abnimmt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Aktivieren einer elektromagnetisch arbeitenden Stelleinrichtung mit
- einem Stellglied (2), das im passiven Zustand eine durch zwei gegensinnig wirkende Federn (22, 24) gegebene Ruhestellung zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung einnimmt,
und einem zwischen zwei Elektromagneten (10, 12; 14, 16) beweglichen, mit dem Stellglied (2) verbundenen Anker (6), der zusammen mit dem Stellglied (2) und den Federn (22, 24) ein schwingfähiges System bildet und in OffenStellung gegen die Kraft der einen Feder (24) von dem einen Elektromagneten (10, 12) und in Schließstellung gegen die Kraft der anderen Feder (22) von dem anderen Elektromagneten (14, 16) angezogen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Elektromagnete (10, 12; 14, 16) gegeneinander phasenverschoben für eine zum Aufschwingen des schwingfähigen Systems bis in die Offen- oder Schließstellung ausreichende Zeitdauer erregt werden und anschließend nur einer der Elektromagnete erregt bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Frequenz der Erregung der Elektromagnete (10, 12; 14, 16) bei Beginn des Aufschwingens größer ist als die Eigenfrequenz des schwingfähigen Systems, und das Aufschwingen dann zumindest annähernd mit der Eigenfrequenz des schwingfähigen Systems fortgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Frequenz der Erregung der Elektromagnete (10, 12; 14, 16) nach dem Aufschwingen kontinuierlich auf Null vermindert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Tastverhältnis der Erregung der Elektromagnete (10, 12; 14, 16) 50 % und die Phasenverschiebung 180° beträgt.
5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
eine Startschaltung (34) zum Erzeugen eines Rechteckwechselspannungssignals variabler Frequenz und eine Endstufenschaltung (26), welche die Elektromagnete (10, 12; 14, 16) entsprechend dem Rechteckwechselspannungssignal aktiviert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Startschaltung (34) ein in seiner Amplitude veränderbares Gleichspannungssignal erzeugt und einen Spannungs-/ Frequenzwandler (30) enthält.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Endstufe (26) ein Umschalter (28) vorgeschaltet ist, welcher von der Startschaltung (34) angesteuert die Endstufe bei Erreichen der Frequenz Null mit einer Steuerschaltung (32) verbindet.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch
einen Sensor (38) zum Erkennen der Stellung des Stellglieds, welcher Sensor (38) mit der Startschaltung (34) verbunden ist und deren Ausgangssignal bei Erreichen der Offenoder Schließstellung der Stelleinrichtung im Sinne einer Frequenzminderung beeinflußt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sensor (38) durch eine auf Änderungen des Stroms zu einem der Elektromagnete (10, 12; 14, 16) ansprechende Induktionsspule gebildet ist. /
EP83107878A 1983-03-04 1983-08-09 Verfahren und Vorrichtung zum Aktivieren einer elektromagnetischen Stelleinrichtung Expired EP0118591B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3307683A DE3307683C1 (de) 1983-03-04 1983-03-04 Verfahren zum Aktivieren einer elektromagnetisch arbeitenden Stelleinrichtung sowie Vorrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens
DE3307683 1983-03-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0118591A1 EP0118591A1 (de) 1984-09-19
EP0118591B1 true EP0118591B1 (de) 1986-02-26

Family

ID=6192512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83107878A Expired EP0118591B1 (de) 1983-03-04 1983-08-09 Verfahren und Vorrichtung zum Aktivieren einer elektromagnetischen Stelleinrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4544986A (de)
EP (1) EP0118591B1 (de)
JP (1) JPS59162759A (de)
DE (2) DE3307683C1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19954416A1 (de) * 1999-11-12 2001-05-17 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Anschwingen eines elektromagnetischen Aktuators
DE10332489A1 (de) * 2003-07-16 2005-02-24 Mahle Filtersysteme Gmbh Verfahren zum Anschwingen einer elektromagnetischen Stelleinrichtung

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3500530A1 (de) * 1985-01-09 1986-07-10 Binder Magnete GmbH, 7730 Villingen-Schwenningen Vorrichtung zur elektromagnetischen steuerung von hubventilen
DE3513103A1 (de) * 1985-04-12 1986-10-16 Fleck, Andreas, 2000 Hamburg Elektromagnetisch arbeitende stellvorrichtung
DE3513109A1 (de) * 1985-04-12 1986-10-16 Fleck, Andreas, 2000 Hamburg Elektromagnetisch arbeitende stellvorrichtung
DE3513107A1 (de) * 1985-04-12 1986-10-16 Fleck, Andreas, 2000 Hamburg Elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtung
DE3516917A1 (de) * 1985-05-10 1986-11-13 Pierburg Gmbh & Co Kg Elektromagnetisches, intermittierendes einspritzventil
DE3524024A1 (de) * 1985-07-05 1987-01-15 Fleck Andreas Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE3616540A1 (de) * 1986-05-16 1987-11-19 Porsche Ag Vorrichtung zum betaetigen eines gaswechsel-tellerventils einer hubkolben-brennkraftmaschine
DE3765744D1 (de) * 1986-10-13 1990-11-29 Audi Ag Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine.
US4970622A (en) * 1986-12-03 1990-11-13 Buechl Josef Method and apparatus for controlling the operation of an electromagnet
US4777915A (en) * 1986-12-22 1988-10-18 General Motors Corporation Variable lift electromagnetic valve actuator system
US4794890A (en) * 1987-03-03 1989-01-03 Magnavox Government And Industrial Electronics Company Electromagnetic valve actuator
DE3708373C1 (de) * 1987-03-14 1988-07-14 Fleck Andreas Verfahren zum Betreiben eines Einlassventiles einer Brennkraftmaschine
DE3717260A1 (de) * 1987-05-22 1988-12-01 Rexroth Mannesmann Gmbh Schaltungsanordnung zum uebertragen einer versorgungsspannung und eines steuersignals
DE3739891A1 (de) * 1987-11-25 1989-06-08 Porsche Ag Vorrichtung zum betaetigen eines gaswechsel-tellerventils
FI84292C (fi) * 1988-01-13 1991-11-11 Rexroth Oy Styrsystem i hydrauliskt manoeverorgan.
DE3805031C2 (de) * 1988-02-18 1997-04-17 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers
DE3826978A1 (de) * 1988-08-09 1990-02-15 Meyer Hans Wilhelm Elektromagnetisch betaetigbare stellvorrichtung
DE3836725C1 (de) * 1988-10-28 1989-12-21 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De
JPH02123212A (ja) * 1988-10-31 1990-05-10 Isuzu Motors Ltd バルブ制御装置
JPH0635812B2 (ja) * 1988-10-31 1994-05-11 いすゞ自動車株式会社 電磁力駆動バルブ制御装置
JPH0617642B2 (ja) * 1988-10-31 1994-03-09 いすゞ自動車株式会社 電磁力駆動バルブ制御装置
JP2688953B2 (ja) * 1988-11-11 1997-12-10 株式会社いすゞセラミックス研究所 電磁力駆動バルブ制御装置
JPH02181008A (ja) * 1988-12-28 1990-07-13 Isuzu Motors Ltd 電磁駆動バルブ
JPH0621531B2 (ja) * 1988-12-28 1994-03-23 いすゞ自動車株式会社 電磁力駆動バルブの制御装置
JP2759330B2 (ja) * 1988-12-28 1998-05-28 株式会社いすゞセラミックス研究所 電磁力バルブ駆動装置
JPH02176288A (ja) * 1988-12-28 1990-07-09 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk 電磁力バルブ駆動装置
JPH02181009A (ja) * 1988-12-28 1990-07-13 Isuzu Motors Ltd 電磁駆動バルブ制御装置
JPH0621530B2 (ja) * 1988-12-29 1994-03-23 いすゞ自動車株式会社 バルブ駆動装置
US4957074A (en) * 1989-11-27 1990-09-18 Siemens Automotive L.P. Closed loop electric valve control for I. C. engine
JP3043349B2 (ja) * 1989-12-12 2000-05-22 株式会社いすゞセラミックス研究所 電磁力バルブ駆動制御装置
US5347961A (en) * 1993-10-27 1994-09-20 Buehrle Ii Harry W Engine valve actuating device
FR2714998B1 (fr) * 1994-01-07 1996-02-09 Peugeot Procédé de commande d'un actionneur électromagnétique bistable et dispositif pour sa mise en Óoeuvre.
US5636601A (en) * 1994-06-15 1997-06-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Energization control method, and electromagnetic control system in electromagnetic driving device
JP3315275B2 (ja) * 1994-11-04 2002-08-19 本田技研工業株式会社 対向二ソレノイド型電磁弁の制御装置
JP3134724B2 (ja) * 1995-02-15 2001-02-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の弁駆動装置
DE19518056B4 (de) * 1995-05-17 2005-04-07 Fev Motorentechnik Gmbh Einrichtung zur Steuerung der Ankerbewegung einer elektromagnetischen Schaltanordnung und Verfahren zur Ansteuerung
DE19529152B4 (de) * 1995-08-08 2005-12-29 Fev Motorentechnik Gmbh Aus der Ruhelage selbstanziehender elektromagnetischer Aktuator
JP3179349B2 (ja) 1996-04-03 2001-06-25 三菱電機株式会社 開閉装置
DE19641244B4 (de) * 1996-10-07 2005-04-14 Fev Motorentechnik Gmbh Verfahren zur Justierung eines elektromagnetischen Aktuators
DE19644146A1 (de) * 1996-10-24 1998-04-30 Robert Goldmann Ausdrehbare Elektromagnet-Ventil, ausdrehbare Elektro-Membran Magnetventil Goldmann-Motorsystem (GMS) neues Motorsystem
JPH11148328A (ja) * 1997-11-12 1999-06-02 Fuji Heavy Ind Ltd 電磁駆動バルブの開閉時期検出装置
US6604497B2 (en) 1998-06-05 2003-08-12 Buehrle, Ii Harry W. Internal combustion engine valve operating mechanism
US6024060A (en) * 1998-06-05 2000-02-15 Buehrle, Ii; Harry W. Internal combustion engine valve operating mechanism
DE19843075A1 (de) * 1998-07-07 2000-01-13 Daimler Chrysler Ag Magnetische Abschirmung eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung
EP0973178B1 (de) * 1998-07-17 2004-09-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Bewegungssteuerung eines Ankers eines elektromagnetischen Aktuators
JP2000304153A (ja) 1999-04-19 2000-11-02 Honda Motor Co Ltd 電磁石アクチュエータ駆動装置
US6657847B1 (en) 1999-07-13 2003-12-02 Siemens Automotive Corporation Method of using inductance for determining the position of an armature in an electromagnetic solenoid
JP3565100B2 (ja) * 1999-08-10 2004-09-15 日産自動車株式会社 エンジンの電磁動弁制御装置
JP3617413B2 (ja) * 2000-06-02 2005-02-02 日産自動車株式会社 電磁駆動弁の制御装置
US6418003B1 (en) * 2000-07-05 2002-07-09 Ford Global Technologies, Inc. Control methods for electromagnetic valve actuators
JP4642244B2 (ja) * 2001-01-09 2011-03-02 本田技研工業株式会社 電磁アクチュエータ制御装置
ITBO20010390A1 (it) * 2001-06-19 2002-12-19 Magneti Marelli Spa Metodo di controllo di un attuatore elettromagnetico per il comando di una valvola di un motore a partire da una condizione di battuta
ITBO20010389A1 (it) * 2001-06-19 2002-12-19 Magneti Marelli Spa Metodo di controllo di un attuatore elettromagnetico per il comando di una valvola di un motore a partire da una condizione di riposo
US6681731B2 (en) 2001-12-11 2004-01-27 Visteon Global Technologies, Inc. Variable valve mechanism for an engine
JP2004285962A (ja) 2003-03-25 2004-10-14 Toyota Motor Corp 電磁駆動バルブの制御装置
US20050229878A1 (en) * 2004-03-08 2005-10-20 Taylor G B Electronic valve actuator
US7612978B2 (en) * 2005-10-20 2009-11-03 Bergstrom Gary E Three wire drive/sense for dual solenoid
DE102016210973A1 (de) * 2016-06-20 2017-12-21 Mahle International Gmbh Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine
CN208589889U (zh) * 2018-08-03 2019-03-08 瑞声科技（南京）有限公司 线性振动电机

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2721100A (en) * 1951-11-13 1955-10-18 Jr Albert G Bodine High frequency injector valve
US3147406A (en) * 1957-06-13 1964-09-01 Honeywell Regulator Co Voltage to frequency transducer
US3339120A (en) * 1963-02-13 1967-08-29 Ncr Co Electrical drive circuit
FR2144125A5 (de) * 1971-07-01 1973-02-09 Bretagne Atel Chantiers
GB1391955A (en) * 1972-07-12 1975-04-23 British Leyland Austin Morris Actuating internal combustion engine poppet valves
US3870931A (en) * 1974-02-04 1975-03-11 Sun Chemical Corp Solenoid servomechanism
DE2630512A1 (de) * 1976-07-07 1978-01-12 Daimler Benz Ag Ventilsteuerung, insbesondere fuer brennkraftmaschinen
DE2815849C2 (de) * 1978-04-12 1984-08-23 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Elektromagnetisch betätigte Gaswechselventile für Kolbenmaschinen
FR2430827A1 (fr) * 1978-07-12 1980-02-08 Martelec Perfectionnement aux marteaux electro-magnetiques
DE2922777C2 (de) * 1979-06-05 1984-08-09 Otto Heuss GmbH & Co.KG Herstellung von Orgelteilen, 6302 Lich Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Doppelspulenmagneten
DE3024109A1 (de) * 1980-06-27 1982-01-21 Pischinger, Franz, Prof. Dipl.-Ing. Dr.Techn., 5100 Aachen Elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtung
DE3173841D1 (en) * 1980-12-26 1986-03-27 Hitachi Ltd Solenoid valve
US4432033A (en) * 1982-07-01 1984-02-14 Brundage Robert W Power source for a solenoid controlled fluid pressure device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19954416A1 (de) * 1999-11-12 2001-05-17 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Anschwingen eines elektromagnetischen Aktuators
DE10332489A1 (de) * 2003-07-16 2005-02-24 Mahle Filtersysteme Gmbh Verfahren zum Anschwingen einer elektromagnetischen Stelleinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE3307683C1 (de) 1984-07-26
US4544986A (en) 1985-10-01
DE3362302D1 (en) 1986-04-03
EP0118591A1 (de) 1984-09-19
JPS59162759A (ja) 1984-09-13
JPS649827B2 (de) 1989-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0118591B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Aktivieren einer elektromagnetischen Stelleinrichtung
DE3307070C2 (de) Stelleinrichtung für ein zwischen zwei Endstellungen verstellbares Schaltelement
EP0205807B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines elektromagnetischen Gaswechselventils
EP0405189B1 (de) Elektromagnetisch arbeitende Stelleinrichtung
DE19526681B4 (de) Verfahren zur zeitgenauen Steuerung der Ankerbewegung eines elektromagnetisch betätigbaren Stellmittels
DE69117673T2 (de) Hochgeschwindigkeitsdreiwegeventil für Fluidum unter Druck zum Beispiel Druckluftkranläufe
DE69821900T2 (de) Elektronische Steuerung des Aufschlags eines Ankers in einem elektromagnetischem Aktuator
DE19518056A1 (de) Einrichtung zur Steuerung der Ankerbewegung einer elektromagnetischen Schaltanordnung und Verfahren zur Ansteuerung
DE19921938A1 (de) Verfahren zur Erhöhung der Abwurfgeschwindigkeit des Ankers an einer elektromagnetisch betätigbaren Stelleinrichtung
DE19744714C1 (de) Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils
DE19534959A1 (de) Elektromagnet-Ventilantriebsvorrichtung zum Antrieb eines Ventils eines Verbrennungsmotors
DE19742038A1 (de) Verfahren zur Zustandserkennung bei einem Magnetventil
DE3810154C2 (de) Elektromagnetventil mit Dauermagnethaltung
DE4334031C2 (de) Verfahren zum Betrieb eines bistabilen Hubmagneten und Hubmagnet zur Durchführung des Verfahrens
EP0748416B1 (de) Elektromagnetische Stellvorrichtung eines Gaswechselventils an einer Kolbenbrennkraftmaschine
EP0405191A1 (de) Elektromagnetisch arbeitende Stelleinrichtung
DE19712293A1 (de) Elektromagnetisch arbeitende Stelleinrichtung
DE19839580A1 (de) Elektromagnet für eine Treibstoffeinspritzvorrichtung
DE102006025397B4 (de) Elektromagnetisch angetriebenes Ventil
DE4242432A1 (de) Verfahren zum Ansteuern eines Elektromagnetventils, eines Hubmagneten, eines Drehmagneten oder eines Relais
WO2003031818A1 (de) Schwingkolbenantrieb für eine vakuumpumpe sowie betriebsverfahren für diesen antrieb
WO2009034007A1 (de) Stellventil mit einem resonanten magnetischen aktorsystem
DE3923477A1 (de) Verfahren zur steuerung der ankerbewegung von schaltmagneten
DE19529151A1 (de) Verfahren zum Schalten eines elektromagnetischen Aktuators
DE10148403A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetischen Ventiltriebs durch Änderung der Stromrichtung bei der Bestromung der Elektromagneten

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE FR GB IT SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19840802

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: BARZANO' E ZANARDO MILANO S.P.A.

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE FR GB IT SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 3362302

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19860403

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
ITPR It: changes in ownership of a european patent

Owner name: CESSIONE;AUDI AG

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: TP

ITTA It: last paid annual fee
EAL Se: european patent in force in sweden

Ref document number: 83107878.7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20000720

Year of fee payment: 18

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20000816

Year of fee payment: 18

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20000822

Year of fee payment: 18

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20000826

Year of fee payment: 18

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20010809

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20010810

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 83107878.7

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20010809

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020430

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020501

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST