RU2783869C1 - Solenoid valve control method and device for its implementation - Google Patents
Solenoid valve control method and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783869C1 RU2783869C1 RU2022104661A RU2022104661A RU2783869C1 RU 2783869 C1 RU2783869 C1 RU 2783869C1 RU 2022104661 A RU2022104661 A RU 2022104661A RU 2022104661 A RU2022104661 A RU 2022104661A RU 2783869 C1 RU2783869 C1 RU 2783869C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- output
- winding
- valve
- electromagnet
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 130
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 19
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000001960 triggered Effects 0.000 claims description 15
- 101700049063 FUS3 Proteins 0.000 claims description 8
- 230000002457 bidirectional Effects 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 6
- 101700049852 Or22a Proteins 0.000 claims description 5
- 102100003506 CLCN1 Human genes 0.000 claims description 4
- 101700030266 CLCN1 Proteins 0.000 claims description 4
- 101700071850 clc1 Proteins 0.000 claims description 4
- 102100003504 CLCN2 Human genes 0.000 claims description 3
- 101700015104 CLCN2 Proteins 0.000 claims description 3
- 101710038385 LGALS14 Proteins 0.000 claims description 3
- 101700082140 clc-2 Proteins 0.000 claims description 3
- 229920002574 CR-39 Polymers 0.000 claims 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 230000001052 transient Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 101700040727 RAB8 Proteins 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 4
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Предполагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электромагнитными клапанами (ЭМК).The alleged invention relates to electrical engineering and can be used to control electromagnetic valves (EMV).
Известны различные способы управления ЭМК. Например, в [1] описаны способ и устройство, в котором осуществляется регулирование тока в обмотке катушки для управления работой ЭМК. Приведенные в [1] на FIG. 8 и FIG. 9 алгоритмы требуют для своей реализации контроля сразу трех параметров - напряжения на обмотке, тока протекающего через нее и ее сопротивления, что значительно усложняет схему управляющего устройства и предъявляет высокие требования к его вычислительным ресурсам. Кроме того, приведенные в [1] на FIG. 1, 3, 5, 6 схемы вариантов построения силового каскада управления не позволяют регулировать ток в обмотке при выключении ЭМК, так как в этом состоянии схемы ток не будет протекать через чувствительный элемент измерителя тока.There are various ways to control the EMC. For example, in [1] a method and a device are described in which the current in the coil winding is regulated to control the operation of the EMC. Shown in [1] on FIG. 8 and FIG. 9 algorithms require for their implementation the control of three parameters at once - the voltage on the winding, the current flowing through it and its resistance, which greatly complicates the control device circuit and places high demands on its computing resources. In addition, shown in [1] on FIG. 1, 3, 5, 6 schemes of options for constructing a power control stage do not allow adjusting the current in the winding when the EMC is turned off, since in this state of the circuit, the current will not flow through the sensitive element of the current meter.
Для схем управления с одним силовым ключом проблема регулирования тока при выключении ЭМК может быть решена переносом датчика тока в цепь обмотки ЭМК и охвата его цепью возврата энергии, например, с использованием диода, как показано в [2] на FIG. 1 и FIG. 7. Подобное решение предполагает использование усилителя с высоким допустимым значением синфазного напряжения на входе и одновременно с высоким значением коэффициента подавления синфазной помехи, величина которой для схемы, приведенной в [2] на FIG. 7, в этом случае может превышать напряжение питания ЭМК, что сильно ограничивает возможности по выбору усилителя.For control circuits with a single power switch, the problem of current regulation when turning off the EMC can be solved by transferring the current sensor to the EMC winding circuit and covering it with a power return circuit, for example, using a diode, as shown in [2] in FIG. 1 and FIG. 7. Such a solution involves the use of an amplifier with a high allowable value of the common mode voltage at the input and at the same time with a high value of the common mode rejection ratio, the value of which for the circuit shown in [2] on FIG. 7, in this case it can exceed the EMC supply voltage, which greatly limits the choice of amplifier.
Для схем управления с тремя силовыми ключами (использующими дополнительный источник форсирующего напряжения) [3] и [4] используется датчик тока, включенный относительно нулевого (общего) потенциала, что позволяет решить проблему с использованием синфазного напряжения, но не позволяет измерять ток во время отключения ЭМК.For control circuits with three power switches (using an additional boost voltage source) [3] and [4], a current sensor is used, connected relative to zero (common) potential, which allows to solve the problem using common mode voltage, but does not allow measuring current during disconnection EMK.
Способ управления ЭМК и устройство для его осуществления, описанный в [5], включает измерение напряжения на ЭМК и тока через него, а также использование результатов этих измерений в качестве вспомогательного средства для управления ЭМК. Например, одно или оба измеренных значения могут использоваться для определения момента фактического включения электромагнитного клапана. Характерные изменения тока ЭМК возникающие при срабатывании и отпускании ЭМК приведены в [5] на FIG. 7 и FIG. 8. Однако включение измерительного резистора (Sense Resistor) (52) над нижним ключом (24) (см. схему на FIG. 1 в описании [5]) предполагает использование усилителя с высоким допустимым значением синфазного напряжения на входе аналогично приведенному в [2] на FIG. 7.The EMC control method and device for its implementation, described in [5], includes measuring the voltage on the EMC and the current through it, as well as using the results of these measurements as an auxiliary means for controlling the EMC. For example, one or both of the measured values can be used to determine when the solenoid valve actually turns on. Characteristic changes in the EMC current that occur when the EMC is activated and released are shown in [5] on FIG. 7 and FIG. 8. However, the inclusion of a measuring resistor (Sense Resistor) (52) above the lower switch (24) (see the diagram in FIG. 1 in the description [5]) requires the use of an amplifier with a high allowable common-mode voltage at the input similar to that given in [2] on FIG. 7.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ управления электромагнитным клапаном и устройство для его осуществления по патенту RU 2756292 С1 [6]. Это техническое решение позволяет осуществлять управление ЭМК на основании непрерывного измерения тока в обмотке электромагнита (ЭМ) во время всего рабочего цикла ЭМК. При этом используется полумостовая схема управления и обеспечивается управление временем включенного состояния клапана. Такой способ управления ЭМК преимущественно может использоваться, когда необходимо включать клапан на короткое время, и предъявляются высокие требования к точности регулирования времени включенного состояния. Кроме того, для этого способа располагаемый диапазон регулирования времени включенного состояния находится в жестких пределах.Closest to the proposed technical solution is a method of controlling the solenoid valve and a device for its implementation according to the patent RU 2756292 C1 [6]. This technical solution makes it possible to control the EMC based on the continuous measurement of the current in the electromagnet (EM) winding during the entire working cycle of the EMC. In this case, a half-bridge control scheme is used and the control of the time of the on state of the valve is provided. Such an EMC control method can advantageously be used when it is necessary to turn on the valve for a short time, and there are high demands on the accuracy of the control of the on time. In addition, for this method, the available control range of the on-time is within tight limits.
Задачей предполагаемого изобретения является расширение диапазона и повышение точности регулирования времени включенного состояния ЭМК.The objective of the proposed invention is to expand the range and improve the accuracy of regulation of the EMC on state time.
Решение этой задачи достигается тем, что момент окончания движения якоря электромагнита в процессе срабатывания определяют при достижении локального минимума тока в обмотке электромагнита клапана при срабатывании, после чего отключают его обмотку от положительного вывода источника питания, размыкая верхний ключ. А при достижении током нижнего порогового значения, если к этому моменту не поступает сигнал на отключение клапана, замыкают верхний ключ, подключая обмотку электромагнита к положительному выводу источника питания, обеспечивая увеличение тока в обмотке. Когда ток в обмотке достигает верхнего порогового значения, опять размыкают верхний ключ. Причем замыкание верхнего ключа при достижении нижнего порогового значения тока и размыкание его при достижении его верхнего порогового значения производят до тех пор, пока не поступает сигнал на отключение клапана. А при поступлении сигнала на отключение клапана размыкают верхний ключ, если он был замкнут в момент поступления сигнала на отключение клапана, а затем с некоторой задержкой размыкают нижний ключ, обеспечивая равенство времени срабатывания и времени отпускания клапана. Причем, время включенного состояния клапана определяют как отрезок времени от момента окончания движения якоря электромагнита при срабатывании до момента достижения якорем электромагнита конечного положения при отпускании.The solution to this problem is achieved by the fact that the moment of the end of the movement of the armature of the electromagnet during operation is determined when the local minimum of the current in the winding of the valve electromagnet is reached during operation, after which its winding is disconnected from the positive output of the power source, opening the upper switch. And when the current reaches the lower threshold value, if by this moment there is no signal to turn off the valve, the upper switch is closed, connecting the electromagnet winding to the positive output of the power source, providing an increase in current in the winding. When the current in the winding reaches the upper threshold value, the upper switch is opened again. Moreover, the closing of the upper switch when the lower threshold value of the current is reached and its opening when its upper threshold value is reached is performed until a signal is received to turn off the valve. And when a signal is received to turn off the valve, the upper key is opened, if it was closed at the moment the signal was received to turn off the valve, and then the lower key is opened with some delay, ensuring that the actuation time and the valve release time are equal. Moreover, the time of the on state of the valve is defined as the time interval from the moment of the end of the movement of the armature of the electromagnet when triggered until the moment the armature of the electromagnet reaches the end position when released.
Проверку достижения локального минимума тока в обмотке электромагнита клапана при срабатывании осуществляют, например, путем сравнения текущего измеренного значения тока в обмотке с предыдущим и, если для последовательных измерений тока в обмотке текущее измеренное значение больше предыдущего, то считают, что локальный минимум тока достигнут.Checking the achievement of a local minimum of current in the valve solenoid winding upon operation is carried out, for example, by comparing the current measured value of the current in the winding with the previous one and, if for successive measurements of the current in the winding the current measured value is greater than the previous one, then it is considered that the local current minimum has been reached.
Для обеспечения надежного срабатывания ЭМК верхнее пороговое значение тока в обмотке электромагнита клапана от момента получения команды на включение электромагнита до момента определения его срабатывания принимают равным 1,25 локального максимума тока в обмотке электромагнита клапана при срабатывании. А после срабатывания электромагнита для обеспечения экономии электроэнергии верхнее пороговое значение тока принимают равным величине локального минимума на этом участке.To ensure reliable operation of the EMC, the upper threshold value of the current in the valve solenoid winding from the moment the command to turn on the electromagnet is received until the moment it is determined to operate is taken equal to 1.25 of the local maximum current in the valve solenoid winding during operation. And after the operation of the electromagnet to ensure energy savings, the upper threshold value of the current is taken equal to the value of the local minimum in this area.
Нижнее пороговое значение тока в обмотке электромагнита клапана принимают равным 1,25 значения тока отпускания, полученного при проведении лабораторных или заводских испытаний электромагнитного клапана при замкнутом нижнем и разомкнутом верхнем ключах.The lower threshold value of the current in the winding of the valve solenoid is taken equal to 1.25 of the value of the release current obtained during laboratory or factory tests of the solenoid valve with the lower and open upper keys closed.
Чтобы обеспечить равенство времени включения и выключения ЭМК, момент времени размыкания нижнего ключа при отпускании выбирается при выполнении неравенстваTo ensure the equality of the EMC on and off times, the time of opening the lower switch when released is selected when the inequality is fulfilled
где 
Ton - измеренное значение времени включения клапана в текущем рабочем цикле (значение интервала времени от момента подачи напряжения на обмотку электромагнита до окончания движения якоря электромагнита при срабатывании);T on - the measured value of the valve on time in the current operating cycle (the value of the time interval from the moment the voltage is applied to the electromagnet winding until the end of the movement of the electromagnet armature when triggered);
Т2 - расчетная величина интервала времени от момента размыкания нижнего ключа до окончания движения якоря электромагнита при выключении клапана, текущее значение которой в каждый момент времени / после поступления команды на выключение клапана определяется соотношениемT 2 - the calculated value of the time interval from the moment of opening the lower key to the end of the movement of the armature of the electromagnet when the valve is turned off, the current value of which at each time / after the command to turn off the valve is determined by the ratio
где I(t) - текущее значение тока в обмотке электромагнита клапана;where I(t) is the current value of the current in the valve solenoid winding;
С0, С1, С2 - постоянные коэффициенты, определяемые, например, методом наименьших квадратов при аппроксимации экспериментальной зависимости значений интервала времени от момента размыкания нижнего ключа до окончания движения якоря электромагнита при выключении клапана от текущего значения тока в обмотке электромагнита клапана в момент выключения нижнего ключа.С 0 , С 1 , С 2 - constant coefficients determined, for example, by the least squares method when approximating the experimental dependence of the values of the time interval from the moment the lower switch is opened to the end of the movement of the electromagnet armature when the valve is turned off from the current value of the current in the winding of the valve electromagnet at the moment of turning off bottom key.
Для оптимального использования ресурсов микроконтроллера и обеспечения максимального быстродействия при цифровой реализации во время испытаний в лабораторных или заводских условиях формируют и сохраняют таблицу, содержащую полное множество возможных дискретных значений интервала времени от момента размыкания нижнего ключа до окончания движения якоря электромагнита, соответствующих каждому возможному текущему дискретному значению тока в обмотке электромагнита. Причем эту таблицу рассчитывают по аппроксимирующей зависимости для всего конечного множества допустимых значений дискретных отсчетов тока в обмотке электромагнита, которые он может принимать при выключении клапана. Затем эту таблицу используют в процессе эксплуатации для определения по текущему дискретному значению тока в обмотке электромагнита расчетной величины интервала времени от момента размыкания нижнего ключа до окончания движения якоря электромагнита при выключении клапана.For optimal use of microcontroller resources and ensuring maximum performance in digital implementation during tests in laboratory or factory conditions, a table is formed and stored containing the full set of possible discrete values of the time interval from the moment the lower switch is opened to the end of the movement of the electromagnet armature, corresponding to each possible current discrete value current in the electromagnet winding. Moreover, this table is calculated according to the approximating dependence for the entire finite set of allowable values of discrete current readings in the electromagnet winding, which it can take when the valve is turned off. Then this table is used during operation to determine the calculated value of the time interval from the moment the lower key is opened to the end of the movement of the electromagnet armature when the valve is turned off, based on the current discrete value of the current in the electromagnet winding.
В предлагаемом устройстве для управления электромагнитным клапаном в качестве основного счетно-решающего управляющего блока используется микроконтроллер PIC16F1778-I/SO [7].In the proposed device for controlling a solenoid valve, a PIC16F1778-I/SO microcontroller is used as the main calculating control unit [7].
Для решения поставленной задачи предполагаемого изобретения в устройство для управления электромагнитным клапаном дополнительно введены второй, третий, четвертый и пятый резисторы. Причем, выход инвертирующего усилителя соединен с выводом 4 микроконтроллера. Первый вывод третьего резистора соединен с выводами 13, 22, 25 и 26 микроконтроллера, с выводом 24 которого соединены первые выводы второго и пятого резисторов. Вторые выводы второго и четвертого резисторов соединены с отрицательным выводом источника питания, второй вывод третьего резистора соединен с первым выводом четвертого резистора и выводом 23 микроконтроллера, а второй вывод пятого резистора соединен с выходом нижнего ключа.To solve the problem of the proposed invention, the second, third, fourth and fifth resistors are additionally introduced into the solenoid valve control device. Moreover, the output of the inverting amplifier is connected to
Основная часть схемы устройства для управления ЭМК, обеспечивающая обработку сигналов измерения тока в обмотке электромагнита и формирование сигналов управления выполнена с использованием ресурсов микроконтроллера и его внутренних периферийных модулей.The main part of the device circuit for controlling the EMC, which provides processing of current measurement signals in the electromagnet winding and the formation of control signals, is made using the resources of the microcontroller and its internal peripheral modules.
При этом внутренние периферийные модули микроконтроллера задействованы и сконфигурированы так, что конфигурируемая логическая ячейка CLC1 используется в качестве логического элемента «И», первый вход которого соединен с разрядом «RC4» регистра порта ввода/вывода PORTC, соединенным также с модулем центрального процессора CPU и выводом 15 микроконтроллера, настроенным как цифровой вход. Второй вход логического элемента «И» соединен с выходом компаратора СМР5, неинвертирующий вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя DAC5. Инвертирующий вход компаратора СМР5 соединен с выводом 13 микроконтроллера, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTC. Конфигурируемая логическая ячейка CLC2 используется в качестве последовательно соединенных элемента «ИЛИ» и RS-триггера, вход установки «S» которого соединен с выходом логического элемента «И», а вход сброса «R» соединен с выходом элемента «ИЛИ». Прямой вход элемента «ИЛИ» соединен с инверсным выходом компаратора СМР4, а инверсный вход - с разрядом «RC4» регистра порта ввода/вывода PORTC. Неинвертирующий вход компаратора СМР4 соединен с выходом цифроаналогового преобразователя DAC2, а инвертирующий вход компаратора СМР4 соединен с выводом 26 микроконтроллера, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTC. Прямой выход «Q» RS-триггера соединен с разрядом «RC0» регистра порта ввода/вывода PORTC, соединенным также с выводом 11 микроконтроллера, настроенным как цифровой выход порта ввода/вывода PORTC. Разряд «RC1» регистра порта ввода/вывода PORTC, соединенный с двунаправленной шиной, соединен также с выводом 12 микроконтроллера, настроенным как цифровой выход порта ввода/вывода PORTC. Первый вход «AN2» аналого-цифрового преобразователя ADC соединен с выводом 4 микроконтроллера, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTA. Второй вход «AN11» аналого-цифрового преобразователя ADC соединен с выводом 25 микроконтроллера, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTB. Выход таймера Timer2 соединен с входом триггера автозапуска (Auto-conversion Trigger) аналого-цифрового преобразователя ADC. Неинвертирующий вход операционного усилителя ОРА2 соединен с выводом 24 микроконтроллера, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTB. Инвертирующий вход операционного усилителя ОРА2 соединен с выводом 23 микроконтроллера, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTB, а выход операционного усилителя ОРА2 соединен с выводом 22 микроконтроллера, настроенным как аналоговый выход порта ввода/вывода PORTB. Причем, модуль центрального процессора CPU, таймер Timer2, аналого-цифровой преобразователь ADC и цифроаналоговые преобразователи DAC2 и DAC5 (как это принято по умолчанию для микроконтроллера PIC16F1778-I/SO) соединены также с двунаправленной шиной (см. описание [7], FIGURE 1-1).At the same time, the internal peripheral modules of the microcontroller are enabled and configured so that the configurable logic cell CLC1 is used as a logic element "AND", the first input of which is connected to the bit "RC4" of the register of the input / output port PORTC, which is also connected to the central processing unit CPU and
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings.
Фиг. 1. Варианты протекания тока в обмотке электромагнита ЭМК при разном возможном состоянии коммутации верхнего и нижнего ключей в используемой полумостовой схеме управления.Fig. 1. Variants of the current flow in the winding of the EMC electromagnet with different possible switching states of the upper and lower switches in the used half-bridge control circuit.
Фиг. 2. Временная диаграмма, поясняющая формирование управляющих сигналов и поведение тока в обмотке электромагнита при использовании предлагаемого способа управления ЭМК.Fig. 2. Timing diagram explaining the formation of control signals and the behavior of the current in the electromagnet winding when using the proposed EMC control method.
Фиг. 3. Экспериментальные и аппроксимирующие зависимости величины интервала времени от момента размыкания нижнего ключа до окончания движения якоря электромагнита при выключении клапана от текущего значения тока в обмотке ЭМ клапана.Fig. Fig. 3. Experimental and approximating dependences of the value of the time interval from the moment of opening the lower switch to the end of the movement of the armature of the electromagnet when the valve is turned off from the current value of the current in the EM valve winding.
Фиг. 4. Функциональная схема предлагаемого устройства для управления ЭМК, включающая схему соединений внутренних периферийных модулей микроконтроллера PIC16F1778-I/SO, задействованных при решении задачи управления ЭМК с использованием предлагаемого способа.Fig. Fig. 4. Functional diagram of the proposed device for controlling the EMC, including the connection diagram of the internal peripheral modules of the PIC16F1778-I/SO microcontroller involved in solving the problem of controlling the EMC using the proposed method.
Фиг. 5. Экспериментальные переходные процессы изменения управляющего сигнала, напряжения, подаваемого на обмотку ЭМ, тока в обмотке и выходного сигнала акселерометра, жестко связанного с якорем, в одном рабочем цикле ЭМК.Fig. 5. Experimental transients of changing the control signal, the voltage applied to the EM winding, the current in the winding, and the output signal of the accelerometer, rigidly connected to the armature, in one working cycle of the EM.
Фиг. 6. Экспериментальные переходные процессы изменения управляющего сигнала, напряжения, подаваемого на обмотку ЭМ, тока в обмотке и выходного сигнала акселерометра, жестко связанного с якорем, на участке срабатывания ЭМ в увеличенном масштабе.Fig. Fig. 6. Experimental transients of changing the control signal, the voltage applied to the EM winding, the current in the winding, and the output signal of the accelerometer, rigidly connected to the armature, in the area of EM actuation on an enlarged scale.
Фиг. 7. Экспериментальные переходные процессы изменения управляющего сигнала, напряжения, подаваемого на обмотку ЭМ, тока в обмотке и выходного сигнала акселерометра, жестко связанного с якорем, на участке отпускания ЭМ в увеличенном масштабе.Fig. Fig. 7. Experimental transients of changing the control signal, the voltage applied to the EM winding, the current in the winding, and the output signal of the accelerometer, rigidly connected to the armature, in the EM release section on an enlarged scale.
Использование полумостовой схемы управления ЭМ предполагает, что один вывод обмотки ЭМ с использованием верхнего ключа и, возможно, некоторых элементов схемы подключается к положительному выводу источника питания, а второй вывод обмотки ЭМ с использованием нижнего ключа и, возможно, некоторых других элементов схемы подключается к отрицательному выводу источника питания. На фиг. 1 представлены три возможных состояния упрощенной электрической принципиальной схемы силового каскада питания ЭМ клапана, используемые при управлении ЭМК с помощью заявляемого способа с применением полумостовой схемы управления.The use of a half-bridge EM control scheme assumes that one end of the EM winding, using the top switch and possibly some other circuit elements, is connected to the positive terminal of the power supply, and the second end of the EM winding, using the bottom switch and possibly some other circuit elements, is connected to the negative power supply terminal. In FIG. 1 shows three possible states of a simplified electrical circuit diagram of the power stage of the EM valve power supply used in the control of the EMC using the proposed method using a half-bridge control circuit.
На фиг. 1,а показана цепь протекания тока при замыкании обоих ключей при включении клапана и ожидании срабатывания ЭМ. Когда ток в обмотке ЭМ достигает в процессе срабатывания локального максимума, можно с уверенностью сказать, что началось движение якоря ЭМ. Ток через обмотку ЭМ течет в этом случае по цепи: положительный вывод источника питания Uп, верхний ключ S1, обмотка ЭМ, нижний ключ S2, первый измерительный резистор Rs1, отрицательный вывод источника питания 0 V.In FIG. 1a shows the current flow circuit when both switches are closed when the valve is turned on and waiting for the EM to operate. When the current in the EM winding reaches a local maximum during operation, it is safe to say that the movement of the EM armature has begun. The current through the EM winding flows in this case along the circuit: the positive output of the power source Up, the upper switch S1, the EM winding, the lower switch S2, the first measuring resistor Rs1, the negative output of the power supply 0 V.
Чтобы быть уверенным, что обнаруженный локальный максимум не является результатом действия помех и движение якоря ЭМ в направлении стопа стало необратимым, необходимо произвести проверку достижения локального максимума.To be sure that the detected local maximum is not the result of interference and the movement of the EM armature in the direction of the stop has become irreversible, it is necessary to check the achievement of the local maximum.
Обеспечить эту проверку при цифровой реализации способа можно, например, путем сравнения текущего измеренного значения тока в обмотке с предыдущим. Экспериментально установлено: если для трех последовательных измерений тока в обмотке текущее измеренное значение меньше предыдущего, то можно считать, что локальный максимум тока достигнут и движение якоря ЭМ при срабатывании стало необратимым. Определение времени срабатывания выполняется по обнаружению локального минимума в процессе изменения тока ЭМ при срабатывании.This verification can be ensured in the digital implementation of the method, for example, by comparing the current measured value of the current in the winding with the previous one. It has been experimentally established that if for three successive measurements of the current in the winding the current measured value is less than the previous one, then we can assume that the local maximum of the current has been reached and the movement of the EM armature during operation has become irreversible. Determination of the operation time is performed by detecting a local minimum in the process of changing the EM current during operation.
Для обеспечения регулирования времени выключения клапана с помощью заявляемого способа управления ЭМК предлагается снятие напряжения с обмотки ЭМ для обеспечения отпускания производить в два этапа, используя формирование двух цепей рекуперации магнитной энергии ЭМ.To ensure the regulation of the valve off time using the proposed EMC control method, it is proposed to remove the voltage from the EM winding to ensure release in two stages, using the formation of two EM magnetic energy recovery circuits.
При отключении на первом этапе обмотки ЭМ от положительного вывода источника питания путем размыкания верхнего ключа формируется цепь так называемой медленной рекуперации, при которой ток, протекающий в обмотке ЭМ, замыкается по контуру (см. фиг. 1,6): обмотка ЭМ, нижний ключ S2, первый измерительный резистор Rs1, второй измерительный резистор Rs2, второй диод VD2.When the EM winding is disconnected from the positive terminal of the power source at the first stage, by opening the upper switch, a so-called slow recovery circuit is formed, in which the current flowing in the EM winding closes in a loop (see Fig. 1.6): EM winding, lower switch S2, the first measuring resistor Rs1, the second measuring resistor Rs2, the second diode VD2.
Если требуется ускорить процесс отпускания ЭМ, то на втором этапе отключают обмотку ЭМ от отрицательного вывода источника питания, размыкая нижний ключ и формируя цепь быстрой рекуперации магнитной энергии. Верхний ключ оставляют разомкнутым. В этом случае накопленная энергия возвращается в источник питания, и ток протекает по цепи (см. фиг. 1в): отрицательный вывод источника питания 0 V, второй измерительный резистор Rs2, второй диод VD2, обмотка ЭМ, резистор R1, первый диод VD1, положительный вывод источника питания Uп.If it is required to speed up the process of releasing the EM, then at the second stage, the EM winding is disconnected from the negative terminal of the power source, opening the lower switch and forming a fast magnetic energy recovery circuit. The top key is left open. In this case, the accumulated energy is returned to the power source, and the current flows through the circuit (see Fig. 1c): negative output of the power source 0 V, second measuring resistor Rs2, second diode VD2, EM winding, resistor R1, first diode VD1, positive output of the power supply Up.
На фиг. 2 приведена временная диаграмма, поясняющая формирование управляющих сигналов и поведение тока в обмотке электромагнита при использовании предлагаемого способа управления ЭМК. Временная диаграмма отражает один рабочий цикл функционирования ЭМК.In FIG. Figure 2 shows a timing diagram that explains the formation of control signals and the behavior of the current in the electromagnet winding when using the proposed EMC control method. The timing diagram reflects one operating cycle of the EMC.
На первой (верхней) эпюре «Вкл.ЭМ» показан внешний управляющий командный сигнал, поступающий от системы верхнего уровня и определяющий момент времени поступления команды на включение ЭМК tвкл и момент времени поступления команды на выключение ЭМК tвыкл. Когда поступает команда на включение ЭМК, производится одновременное замыкание верхнего и нижнего ключей (см. вторую и четвертую эпюры «Вкл.НК» и «Вкл.ВК»), и напряжение питания подается на обмотку ЭМ. При этом начинается нарастание тока в обмотке ЭМ (см. третью эпюру «IЭМ»)- Когда ток в обмотке достигает своего локального максимума (вернее чуть раньше) начинается движение якоря ЭМ, которое продолжается вплоть до достижения током в обмотке его локального минимума. Будем считать, что достижение током в обмотке ЭМ на участке срабатывания локального минимума, соответствует моменту окончания движения якоря при срабатывании ЭМ. Обоснование этого явления будет дано ниже. Таким образом, отрезок времени от момента подачи напряжения на обмотку ЭМ до достижения током в обмотке локального минимума при срабатывании будем обозначать Ton и называть временем открывания клапана или временем срабатывания ЭМ.The first (upper) diagram "On.EM" shows an external control command signal coming from the upper-level system and determining the time of receipt of the command to turn on the EMC t on and the time of receipt of the command to turn off the EMC t off . When a command is received to turn on the EMC, the upper and lower switches are simultaneously closed (see the second and fourth diagrams "On.NK" and "On.VK"), and the supply voltage is applied to the EM winding. At the same time, an increase in the current in the EM winding begins (see the third diagram “I EM ”) - When the current in the winding reaches its local maximum (or rather, a little earlier), the movement of the EM armature begins, which continues until the current in the winding reaches its local minimum. We will assume that the achievement of the current in the EM winding at the site of operation of the local minimum corresponds to the moment of the end of the armature movement when the EM is triggered. The rationale for this phenomenon will be given below. Thus, the time interval from the moment the voltage is applied to the EM winding until the current in the winding reaches a local minimum upon operation will be denoted by Ton and called the valve opening time or the EM operation time.
При цифровой реализации проверку достижения локального минимума тока в обмотке электромагнита клапана при срабатывании осуществляют, например, путем сравнения текущего измеренного значения тока в обмотке с предыдущим и, если для последовательных измерений тока в обмотке текущее измеренное значение больше предыдущего, то считают, что локальный минимум тока достигнут. Когда принято решение о достижении локального минимума тока, производится размыкание верхнего ключа (см. эпюру «Вкл.ВК» на фиг. 2). При этом обмотка ЭМ отключается от положительного вывода источника питания, и ток в обмотке ЭМ будет протекать по цепи, показанной на фиг. 1,б. В результате ток в обмотке будет медленно снижаться (см. эпюру «IЭМ» на фиг.2). С этого момента начинается участок удержания ЭМК во включенном состоянии.In a digital implementation, the verification of the achievement of a local minimum of current in the winding of the valve solenoid during operation is carried out, for example, by comparing the current measured value of the current in the winding with the previous one and, if for successive measurements of the current in the winding the current measured value is greater than the previous one, then it is considered that the local minimum of the current reached. When a decision is made to achieve a local minimum of the current, the upper switch is opened (see the “On.VK” diagram in Fig. 2). In this case, the EM winding is disconnected from the positive terminal of the power source, and the current in the EM winding will flow through the circuit shown in Fig. 1b. As a result, the current in the winding will slowly decrease (see diagram "I EM " in Fig.2). From this moment, the section of holding the EMC in the on state begins.
Работа схемы управления ЭМК на этом участке определяется установленными верхним и нижним пороговыми значениями тока в обмотке ЭМ. Схема работает таким образом, что при достижении током нижнего порогового значения замыкается верхний ключ и обмотка ЭМ подключается к источнику питания (см. эпюры «IЭМ» и «Вкл.ВК» на фиг. 2), что приводит к довольно резкому нарастанию тока. Когда ток достигает верхнего порогового значения, верхний ключ размыкается, и начинается медленное уменьшение тока в обмотке. Периодическое повторение участков нарастания и спадания тока в обмотке ЭМ продолжается до тех пор, пока от системы верхнего уровня не поступает команда на выключение клапана и не заканчивается участок удержания в рабочем цикле ЭМК.The operation of the EMC control circuit in this section is determined by the set upper and lower threshold current values in the EM winding. The circuit works in such a way that when the current reaches the lower threshold value, the upper switch closes and the EM winding is connected to the power source (see diagrams "IEM" and " On.VK " in Fig. 2), which leads to a rather sharp increase in current. When the current reaches the upper threshold value, the upper switch opens and the current in the winding begins to slowly decrease. The periodic repetition of the sections of current rise and fall in the EM winding continues until the upper level system receives a command to turn off the valve and the holding section in the EMC operating cycle ends.
Верхнее и нижнее пороговые значения тока выбираются таким образом, чтобы, во-первых, обеспечить надежное удержание якоря ЭМ в положении, соответствующем открытому состоянию клапана, а во-вторых, добиться возможно низкого потребления электроэнергии на этом участке рабочего цикла ЭМК. Предложено нижнее пороговое значение тока в обмотке ЭМ (обозначено N3 на эпюрах фиг. 2) принимать равным 1,25 значения тока отпускания, полученного при проведении лабораторных или заводских испытаний ЭМК при замкнутом нижнем и разомкнутом верхнем ключах. Верхнее пороговое значение тока в обмотке ЭМ на участке от момента получения команды на включение ЭМ до момента определения его срабатывания принимают равным 1,25 локального максимума тока в обмотке ЭМ при срабатывании (обозначено N1 на эпюрах фиг. 2). При этом значение локального максимума тока в обмотке ЭМ при срабатывании определяется при проведении лабораторных или заводских испытаний ЭМК. Такой выбор верхнего порогового значения тока на этом участке рабочего цикла ЭМК обеспечивает надежное срабатывание ЭМ. После срабатывания ЭМ верхнее пороговое значение тока для уменьшения тока потребления снижают и принимают равным величине локального минимума тока на этом участке (обозначено N2 на эпюрах фиг. 2).The upper and lower threshold values of the current are selected in such a way that, firstly, to ensure reliable retention of the EM armature in the position corresponding to the open state of the valve, and secondly, to achieve the lowest possible power consumption in this section of the EMC operating cycle. It is proposed that the lower threshold value of the current in the EM winding (indicated by N 3 on the diagrams of Fig. 2) be taken equal to 1.25 of the release current value obtained during laboratory or factory tests of the EMC with the lower and open upper keys closed. The upper threshold value of the current in the EM winding in the area from the moment the command is received to turn on the EM until the moment its operation is determined is taken equal to 1.25 of the local maximum current in the EM winding when triggered (indicated by N 1 on the diagrams of Fig. 2). In this case, the value of the local maximum current in the EM winding during operation is determined during laboratory or factory tests of the EM. Such a choice of the upper threshold value of the current in this section of the operating cycle of the EMC ensures reliable operation of the EM. After the EM is triggered, the upper threshold value of the current to reduce the current consumption is reduced and taken equal to the value of the local minimum current in this area (indicated by N 2 on the diagrams of Fig. 2).
Предложенный режим работы ЭМК на участке удержания обеспечивает надежное удержание якоря ЭМ в положении, соответствующем открытому состоянию клапана, и позволяет снизить потребление энергии не менее чем в 2 раза и частоту коммутации верхнего ключа на два порядка по сравнению с традиционно применяемым для стабилизации тока режимом широтно-импульсной модуляции.The proposed mode of operation of the EMC in the holding section ensures reliable retention of the EM armature in the position corresponding to the open state of the valve, and allows to reduce energy consumption by at least 2 times and the switching frequency of the upper switch by two orders of magnitude compared to the width-width mode traditionally used for current stabilization. pulse modulation.
После поступления от системы верхнего уровня команды на выключение ЭМК с некоторой задержкой (на эпюрах фиг. 2 она обозначена Tdelay) размыкается нижний ключ, и происходит отпускание ЭМ и закрытие клапана. Если на момент поступления команды на выключение ЭМК верхний ключ был в замкнутом положении, то по этой команде он размыкается. После размыкания нижнего ключа через интервал времени Т2 якорь ЭМ перемещается в положение, соответствующее закрытому состоянию клапана.After receiving a command from the upper level system to turn off the EMC with a certain delay (in the diagrams of Fig. 2 it is indicated by Tdelay), the lower switch opens, and the EM is released and the valve closes. If at the time of receipt of the command to turn off the EMC, the upper key was in the closed position, then on this command it opens. After opening the lower key, after a time interval T2, the EM armature moves to the position corresponding to the closed state of the valve.
Таким образом, время выключения клапана Toff (интервал времени от поступления команды на выключение ЭМК до перемещения якоря ЭМ в положение, соответствующее закрытому состоянию клапана) складывается из двух отрезков: задержки между поступлением команды на выключение ЭМК и размыканием нижнего ключа Tdelay и интервала времени Т2 между размыканием нижнего ключа и моментом достижения якорем ЭМ положения, соответствующего закрытому состоянию клапана (см. эпюры на фиг. 2). Предложено считать, что момент достижения якорем ЭМ положения, соответствующего закрытому состоянию клапана, соответствует локальному максимуму тока в обмотке при отпускании ЭМ.Thus, the valve off time Toff (the time interval from the receipt of the command to turn off the EMC to the movement of the EM armature to the position corresponding to the closed state of the valve) consists of two segments: the delay between the command to turn off the EMC and opening the lower key Tdelay and the time interval T2 between by opening the lower key and the moment the EM armature reaches the position corresponding to the closed state of the valve (see diagrams in Fig. 2). It is proposed to consider that the moment when the EM armature reaches the position corresponding to the closed state of the valve, corresponds to the local maximum of the current in the winding when the EM is released.
Экспериментально установлено, что интервал времени Т2 зависит главным образом от величины тока в обмотке ЭМ в момент размыкания нижнего ключа. Значит, измеряя текущее значение тока в обмотке ЭМ и текущее значение времени от поступления команды на выключение клапана, можно прогнозировать величину времени выключения ЭМК Toff, и, на этом основании, выбирать момент размыкания нижнего ключа для обеспечения желаемой величины времени выключения ЭМК. Поскольку одной из задач предполагаемого изобретения является обеспечение равенства времен включения и выключения ЭМК нужно обеспечить выполнение соотношенияIt has been experimentally established that the time interval T2 depends mainly on the magnitude of the current in the EM winding at the moment of opening the lower switch. This means that by measuring the current value of the current in the EM winding and the current value of the time from the receipt of the command to turn off the valve, it is possible to predict the value of the EMC turn-off time Toff, and, on this basis, choose the opening moment of the lower switch to provide the desired value of the EMC turn-off time. Since one of the objectives of the proposed invention is to ensure the equality of the EMC on and off times, it is necessary to ensure the fulfillment of the relation
При проведении лабораторных испытаний ЭМК получены экспериментальные зависимости интервала времени Т2 от текущего значения тока в обмотке ЭМ I(t) в момент размыкания нижнего ключа для трех значений напряжения питания -номинального, минимально допустимого и максимально допустимого. Эти зависимости приведены на фиг. 3. На этом графике экспериментальные точки, соответствующие номинальному значению напряжения питания, нанесены кружочками; точки, соответствующие минимально допустимому значению напряжения питания нанесены треугольниками; а точки, соответствующие максимально допустимому значению напряжения питания нанесены крестиками. Все три зависимости были аппроксимированы с использованием выражения вида (2) методом наименьших квадратов. Получены кривые, нанесенные на график сплошной, штрихпунктирной и штриховой линиями соответственно. Для номинального значения напряжения питания получены следующие величины постоянных коэффициентов: С0=-0.002257; С1=0.04032 и С2= -0.07499. Экспериментально установлено, что для использованного при проведении испытаний ЭМК погрешность определения интервала времени Т2 с использованием кривой, соответствующей номинальному значению напряжения питания, обеспечит точность выполнения соотношения (3) не хуже 1%.When conducting laboratory tests of the EMC, experimental dependences of the time interval T2 on the current value of the current in the EM winding I(t) at the moment of opening the lower switch were obtained for three values of the supply voltage - nominal, minimum allowable and maximum allowable. These dependencies are shown in Fig. 3. On this graph, the experimental points corresponding to the nominal value of the supply voltage are plotted in circles; points corresponding to the minimum allowable value of the supply voltage are marked with triangles; and the points corresponding to the maximum allowable value of the supply voltage are marked with crosses. All three dependences were approximated using an expression of the form (2) by the least squares method. Curves plotted on the graph by solid, dash-dotted and dashed lines, respectively, are obtained. For the nominal value of the supply voltage, the following values of constant coefficients were obtained: С 0 = -0.002257; C 1 \u003d 0.04032 and C 2 \u003d -0.07499. It has been experimentally established that for the EMC used in the tests, the error in determining the time interval T2 using the curve corresponding to the nominal value of the supply voltage will ensure the accuracy of relation (3) not worse than 1%.
При цифровой реализации для оптимального использования ресурсов микроконтроллера и обеспечения максимального быстродействия удобно при проведении лабораторных или заводских испытаний ЭМК формировать таблицу, в которой каждому возможному дискретному значению, которое может приобретать ток в обмотке ЭМ на участке отпускания, будет соответствовать расчетное значение интервала времени Т2, полученное, например, с использованием аппроксимирующей зависимости вида (2). Эту таблицу можно занести в память микроконтроллера. Тогда при эксплуатации ЭМК можно будет определять расчетное значение интервала времени Т2 без выполнения каких либо вычислительных операций, что позволит повысить быстродействие устройства для управления ЭМК и точность его работы.In digital implementation, for optimal use of microcontroller resources and ensuring maximum performance, it is convenient when conducting laboratory or factory tests of the EMC to form a table in which each possible discrete value that the current in the EM winding can acquire in the release section will correspond to the calculated value of the time interval T2 obtained , for example, using an approximating dependence of the form (2). This table can be stored in the memory of the microcontroller. Then, during the operation of the EMC, it will be possible to determine the calculated value of the time interval T2 without performing any computational operations, which will increase the speed of the device for controlling the EMC and the accuracy of its operation.
Функциональная схема устройства для управления ЭМК, реализующего предлагаемый способ с использованием микроконтроллера PIC16F1778-I/SO, приведена на фиг. 4.The functional diagram of the EMC control device that implements the proposed method using the PIC16F1778-I/SO microcontroller is shown in Fig. four.
Устройство для управления электромагнитным клапаном содержит (см. функциональную схему фиг. 4) источник питания (1), верхний ключ (2), нижний ключ (3), первый резистор R1, первый и второй диоды VD1 и VD2, первый и второй измерительные резисторы Rs1 и Rs2, микроконтроллер PIC16F1778-I/SO (4) и инвертирующий усилитель (5), вход которого соединен с анодом второго диода VD2 и первым выводом второго измерительного резистора Rs2, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого измерительного резистора Rs1 и с отрицательным выводом источника питания (1), с которым также соединены выводы 8 и 19 микроконтроллера (4), вывод 15 которого соединен с дискретным выходом системы верхнего уровня. Вход верхнего ключа (2) соединен с положительным выводом источника питания (1), а его выход с катодом второго диода VD2 и первым выводом электромагнита клапана (6), второй вывод которого соединен с входом нижнего ключа (3) и анодом первого диода VD1. Выводы 11 и 12 микроконтроллера (4) соединены с управляющими входами соответственно верхнего и нижнего ключей (2) и (3), катод первого диода VD1 соединен с первым выводом первого резистора R1, второй вывод которого соединен с положительным выводом источника питания (1). Выход нижнего ключа (3) соединен с первым выводом первого измерительного резистора Rs1. Устройство также содержит второй, третий, четвертый и пятый резисторы R2, R3, R4 и R5. Выход инвертирующего усилителя (5) соединен с выводом 4 микроконтроллера (4). Первый вывод третьего резистора R3 соединен с выводами 13, 22, 25 и 26 микроконтроллера (4), с выводом 24 которого соединены первые выводы второго и пятого резисторов R2 и R5. Вторые выводы второго и четвертого резисторов R2 и R4 соединены с отрицательным выводом источника питания (1). Второй вывод третьего резистора R3 соединен с первым выводом четвертого резистора R4 и выводом 23 микроконтроллера (4), а второй вывод пятого резистора R5 соединен с выходом нижнего ключа (3).The solenoid valve control device contains (see the functional diagram of Fig. 4) a power source (1), an upper switch (2), a lower switch (3), the first resistor R1, the first and second diodes VD1 and VD2, the first and second measuring resistors Rs1 and Rs2, microcontroller PIC16F1778-I / SO (4) and inverting amplifier (5), the input of which is connected to the anode of the second diode VD2 and the first terminal of the second measuring resistor Rs2, the second terminal of which is connected to the second terminal of the first measuring resistor Rs1 and to the negative output of the power supply (1), which is also connected to
Предложенное техническое решение позволяет значительно снизить нагрузку на вычислительные ресурсы микроконтроллера (МК) и уменьшить габариты устройства, что достигается использованием для построения схемы интегрированных периферийных модулей, таких как операционный усилитель, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), компаратор, таймер и конфигурируемая логическая ячейка CLC (Configurable Logic Cell). Для построения контура управления током с использованием МК используются его внутренние периферийные модули Периферии Независимой от Ядра (ПНЯ) (Core Independent Peripheral - CIP). В этом случае функционирование контура управления не зависит (или почти не зависит) от тактовой частоты МК и его состояния. Подобная периферия конфигурируется программой МК, но дальнейшее ее функционирование может быть совершенно независимым. В концепции ПНЯ периферийные модули могут соединяться внутри МК и не иметь выходов наружу, что дает возможность синтеза функциональных блоков, т.е. совместного использования нескольких периферийных модулей для решения конкретных задач. Это позволяет минимизировать количество используемых выводов корпуса МК и размеры изделия в целом.The proposed technical solution can significantly reduce the load on the computing resources of the microcontroller (MC) and reduce the size of the device, which is achieved by using integrated peripheral modules to build the circuit, such as an operational amplifier, digital-to-analog converter (DAC), analog-to-digital converter (ADC), comparator, timer and configurable logic cell CLC (Configurable Logic Cell). To build a current control loop using the MK, its internal peripheral modules of the Core Independent Peripheral (CIP) are used. In this case, the functioning of the control loop does not depend (or almost does not depend) on the clock frequency of the MK and its state. Such peripherals are configured by the MK program, but their further functioning can be completely independent. In the POI concept, peripheral modules can be connected inside the MC and have no exits to the outside, which makes it possible to synthesize functional blocks, i.e. sharing of several peripheral modules for solving specific problems. This allows minimizing the number of used pins of the MK package and the dimensions of the product as a whole.
Источник питания (1) обеспечивает питание силовых цепей управления ЭМ (6) и формирование напряжения 5 В для питания МК (4). Верхний и нижний ключи (2) и (3) выполняют коммутацию обмотки ЭМ (6) по сигналам, поступающим от МК (4). Измерительные резисторы Rs1, Rs2 служат для контроля величины тока в обмотке ЭМ (6) (Rs1 при срабатывании и Rs2 при отпускании). Демпфирующие цепи VD1, R1 и VD2 обеспечивают защиту верхнего и нижнего ключей (2) и (3) от воздействия ЭДС самоиндукции, возникающей в обмотке ЭМ (6) при размыкании верхнего или нижнего ключей. В качестве верхнего ключа (2) в устройстве может быть использован ключ верхнего уровня AUIPS7221R [8], содержащий в своем составе драйвер MOSFET, управляемый логическим сигналом. В качестве нижнего ключа (3) можно применить управляемый логическим уровнем транзистор IRLR2905 [9], который допускает для управления им использовать выходной сигнал МК (4). Инвертирующий усилитель (5) обеспечивает нормирование сигнала, пропорционального величине тока в обмотке ЭМ (6). Он может быть выполнен, например, по схеме, приведенной в описании [10].The power supply (1) provides power to the power control circuits of the EM (6) and generates a voltage of 5 V to power the MC (4). The upper and lower keys (2) and (3) perform switching of the EM winding (6) according to the signals coming from the MK (4). Measuring resistors Rs1, Rs2 are used to control the current in the EM winding (6) (Rs1 when activated and Rs2 when released). Damping circuits VD1, R1 and VD2 protect the upper and lower keys (2) and (3) from the effects of self-induction EMF that occurs in the EM winding (6) when the upper or lower keys are opened. The top-level switch AUIPS7221R [8] containing a MOSFET driver controlled by a logic signal can be used as the top switch (2) in the device. As a lower switch (3), you can use a logic-level controlled transistor IRLR2905 [9], which allows you to use the output signal of the MK (4) to control it. The inverting amplifier (5) ensures the normalization of the signal proportional to the current in the EM winding (6). It can be performed, for example, according to the scheme given in the description [10].
Внутренние периферийные модули МК (4) задействованы и сконфигурированы так, что (см. функциональную схему соединений внутренних периферийных модулей микроконтроллера PIC16F1778-I/SO на фиг. 4) конфигурируемая логическая ячейка CLC1 (7) используется в качестве логического элемента «И» (8), первый вход которого соединен с разрядом «RC4» регистра порта ввода/вывода PORTC, соединенным также с модулем центрального процессора CPU (9) и выводом 15 МК, настроенным как цифровой вход порта ввода/вывода PORTC. Второй вход логического элемента «И» (8) соединен с выходом компаратора СМР5 (10), неинвертирующий вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя DAC5 (11). Инвертирующий вход C5IN2-компаратора СМР5 (10) соединен с выводом 13 МК, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTC. Конфигурируемая логическая ячейка CLC2 (12) используется в качестве последовательно соединенных элемента «ИЛИ» (13) и RS-триггера (14), вход установки «S» которого соединен с выходом логического элемента «И» (8), а вход сброса «R» соединен с выходом элемента «ИЛИ» (13), прямой вход которого соединен с инверсным выходом компаратора СМР4 (15), а инверсный вход - с разрядом «RC4» регистра порта ввода/вывода PORTC. Положительный вход компаратора СМР4 (15) соединен с выходом цифроаналогового преобразователя DAC2 (16), а отрицательный вход C4IN2- компаратора СМР4 (15) соединен с выводом 26 МК, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTC. Прямой выход «Q» RS-триггера (14) соединен с разрядом «RC0» регистра порта ввода/вывода PORTC, соединенным также с выводом 11 МК, настроенным как цифровой выход порта ввода/вывода PORTC. Разряд «RC1» регистра порта ввода/вывода PORTC, соединенный с двунаправленной шиной (17), соединен также с выводом 12 МК, настроенным как цифровой выход порта ввода/вывода PORTC. Первый вход «AN2» аналого-цифрового преобразователя ADC (18) соединен с выводом 4 МК, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTA. Второй вход «AN11» аналого-цифрового преобразователя ADC (18) соединен с выводом 25 МК, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTB. Выход таймера Timer2 (19) соединен с входом триггера автозапуска (Auto-conversion Trigger) аналого-цифрового преобразователя ADC (18). Неинвертирующий вход OPA2IN0+операционного усилителя ОРА2 (20) соединен с выводом 24 МК, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTB. Инвертирующий вход OPA2IN0- операционного усилителя ОРА2 (20) соединен с выводом 23 МК, настроенным как аналоговый вход порта ввода/вывода PORTB. Выход OPA2OUT операционного усилителя ОРА2 (20) соединен с выводом 22 МК, настроенным как аналоговый выход порта ввода/вывода PORTB. Причем, модуль центрального процессора CPU (9), таймер Timer2 (19), аналого-цифровой преобразователь ADC (18) и цифроаналоговые преобразователи DAC2 (16) и DAC5 (11) соединены также (как это принято по умолчанию для микроконтроллера PIC16F1778-I/SO) с двунаправленной шиной (17) (см. описание [7], FIGURE 1-1).The internal peripheral modules of the MK (4) are enabled and configured so that (see the functional diagram of the connections of the internal peripheral modules of the PIC16F1778-I / SO microcontroller in Fig. 4) the configurable logic cell CLC1 (7) is used as a logic element "AND" (8 ), the first input of which is connected to the "RC4" bit of the I/O port register PORTC, which is also connected to the CPU (9) and
Работает схема следующим образом. Выходной сигнал операционного усилителя ОРА2 (20) через вывод 4 МК (4) поступает на вход AN2 аналого-цифрового преобразователя ADC (18), работающего в режиме периодического измерения без вмешательства программы по сигналу таймера Timer2 (19), поступающему на вход триггера автозапуска (Auto-conversion Trigger) аналого-цифрового преобразователя ADC (18). Нормирование тока при срабатывании ЭМ (6) осуществляется неинвертирующим усилителем, построенным на операционном усилителе ОРА2 (20) и резисторах R2 - R5. Неинвертирующий вход OPA2IN0+операционного усилителя ОРА2 (20) соединен с 24 выводом МК (4). Инвертирующий вход OPA2IN0- операционного усилителя ОРА2 (20) соединен с выводом 23 МК (4), а выход - с выводом 22 МК (4). С выхода операционного усилителя ОРА2 (20) через вывод 22 МК (4) сигнал, пропорциональный величине тока в обмотке ЭМ (6), через выводы 26 и 13 МК (4) поступает на инвертирующие входы компараторов СМР4 (15) и СМР5 (10), где он сравниваются с пороговыми значениями напряжений, поступающими с выходов ЦАП DAC2 (16) и DAC5 (11) соответственно. Кроме того, выходной сигнал с выхода операционного усилителя ОРА2 (20) через вывод 25 МК (4) поступает на вход AN11 аналого-цифрового преобразователя ADC (18), что позволяет контролировать ток в обмотке ЭМ (6) при его срабатывании.The scheme works as follows. The output signal of the operational amplifier ORA2 (20) through
Сигнал с выхода компаратора СМР5 (10) поступает на вход элемента «И» (8), выполненного на конфигурируемой логической ячейке CLC1 (7), и при наличии на его втором входе логической «1», соответствующей сигналу включения ЭМ, поступающему с вывода 15 МК (4), попадает на вход установки «S» (Set) RS-триггера (14), что приводит к формированию сигнала, соответствующего логической «1», на его выходе «Q».The signal from the output of the comparator CMP5 (10) is fed to the input of the "AND" element (8), made on the configurable logic cell CLC1 (7), and if there is a logical "1" at its second input, corresponding to the EM enable signal coming from
Проинвертированный сигнал с выхода компаратора СМР4 (15) через элемент ИЛИ (13) поступает на вход «R» (Reset) сброса RS-триггера (14) и обнуляет его выход «Q».The inverted signal from the output of the comparator CMP4 (15) through the OR element (13) is fed to the input "R" (Reset) reset RS-flip-flop (14) and resets its output "Q".
Сигнал с выхода «Q» RS-триггера (14), через вывод 11 МК (4) обеспечивает прямое управление верхним ключом (2). Управление нижним ключом (3) осуществляется программно через бит «RC1» регистра порта ввода/вывода PORTC и вывод 12 МК (4) в зависимости от состояния бита «RC4» регистра порта ввода/вывода PORTC.The signal from the output "Q" of the RS-flip-flop (14), through
Управление работой ЭМ (6) выполняется силовым каскадом, выполненным, как уже отмечалось, по полумостовой схеме. Величина тока, протекающего через обмотку ЭМ (6), при срабатывании оценивается по падению напряжения на первом измерительном резисторе Rs1.The operation of the EM (6) is controlled by a power stage, made, as already noted, according to a half-bridge circuit. The magnitude of the current flowing through the winding of the EM (6), when triggered, is estimated from the voltage drop across the first measuring resistor Rs1.
При включении источника питания (1) МК (4) выполняет инициализацию периферийных модулей, их внутреннее соединение, загружает в ЦАП DAC5 (11) значение, соответствующее величине N3=1,25*Ioff (Ioff - минимальное значение тока на участке отпускания при отключении ЭМ (6) верхним ключом (2)), в ЦАП DAC2 (16) загружает значение, соответствующее величине N1=1,25*Ionmax (Ionmax - максимальное значение локального максимума тока при срабатывании ЭМ (6) в случае наихудшего сочетания внешних воздействий на него), и переходит к ожиданию от системы верхнего уровня команды «Вкл.ЭМ» на включение ЭМК. При этом логическая «1» на выходе компаратора СМР5 (10) разрешает прохождение сигнала включения ЭМ «Вкл.ЭМ» через элемент «И» (8) на вход «S» RS-триггера. При поступлении такого сигнала на выходе «Q» RS-триггера (14) появится логическая «1» которая через вывод 11 МК (4) включит верхний ключ (2).When the power supply (1) is turned on, the MC (4) initializes the peripheral modules, their internal connection, loads into the DAC DAC5 (11) a value corresponding to the value of N 3 = 1.25 * Ioff (Ioff is the minimum current value in the release section when turning off EM (6) with the upper key (2)), in the DAC2 DAC2 (16) loads the value corresponding to the value N 1 =1.25 * Ion max (Ion max - the maximum value of the local maximum current when the EM (6) is triggered in the case of the worst combination external influences on it), and proceeds to waiting from the upper-level system for the command "On.EM" to turn on the EMC. In this case, the logical "1" at the output of the comparator CMP5 (10) allows the passage of the EM enable signal "On EM" through the "AND" element (8) to the input "S" of the RS-flip-flop. Upon receipt of such a signal, a logical “1” will appear at the output “Q” of the RS flip-flop (14), which, through
Кроме того, сигнал «Вкл.ЭМ», поступивший на вывод 15 МК (4) будет обработан модулем центрального процессора CPU (9) (например, с использованием функции прерывания Interrupt-on-Change (IOC) для данного цифрового входа (состояния бит «RC4»)). При этом модуль центрального процессора CPU (9) устанавливает на выводе 12 логическую «1» (разряд «RC1»), обеспечивая включение нижнего ключа (3).In addition, the “EM On” signal received at
Одновременно с этим производится запуск таймера Timer2 (19) для циклического запуска преобразования сигнала аналого-цифрового преобразователя ADC (18) по входу AN11 для контроля тока в обмотке ЭМ (6) при срабатывании. Факт срабатывания ЭМ (6) определяется по обнаружению локального минимума тока после прохождения им локального максимума. Измерение времени срабатывания ЭМ (6) выполняется по числу запусков сигнала аналого-цифрового преобразователя ADC (18), то есть по числу срабатываний таймера Timer2 (19). Время срабатывания Ton ЭМ (6) определяется по соотношению Ton=(n-1)* ТТ2, где n - количество срабатываний, а ТТ2 - время цикла таймера Timer2 (19).At the same time, the Timer2 timer (19) is launched to cyclically start the conversion of the signal of the analog-to-digital converter ADC (18) at the input AN11 to control the current in the EM winding (6) when triggered. The fact of operation of the EM (6) is determined by the detection of a local minimum of the current after it has passed the local maximum. The measurement of the response time of the EM (6) is performed by the number of starts of the signal of the analog-to-digital converter ADC (18), that is, by the number of times the Timer2 timer (19) is triggered. The operation time Ton EM (6) is determined by the relation Ton=(n-1)* ТТ2, where n is the number of operations, and ТТ2 is the cycle time of Timer2 (19).
После определения факта срабатывания в ЦАП DAC5 (11) загружается значение N2, соответствующее полученному в результате преобразования аналого-цифровым преобразователем ADC (18) значению локального минимума тока ЭМ (6) при срабатывании. При использовании в качестве опорного напряжения для АЦП и ЦАП одного источника напряжения (напряжения питания микроконтроллера +5 V), преобразования данных при передаче не требуется, что дополнительно сокращает загрузку модуля центрального процессора CPU (9). Кроме того, такое решение позволяет получить результат независимый от точности источника опорного напряжения. При достижении током в обмотке верхнего порогового значения N2 верхний ключ (2) отключается, и далее работа устройства продолжается в автоматическом режиме. При достижении током в обмотке ЭМ (6) величины N3, на выходе компаратора СМР5 (10) формируется логическая «1», которая при наличии сигнала «Вкл.ЭМ» поступает на вход «S» RS-триггера (14) и устанавливает его выход «Q» в состояние логическая «1», что приводит к замыканию верхнего ключа (2).After determining the fact of operation, the DAC DAC5 (11) is loaded with the value N 2 corresponding to the value of the local minimum current of the EM (6) obtained as a result of the conversion by the analog-to-digital converter ADC (18) during operation. When using the same voltage source as a reference voltage for the ADC and DAC (microcontroller supply voltage +5 V), data conversion during transmission is not required, which further reduces the load on the CPU module (9). In addition, this solution makes it possible to obtain a result independent of the accuracy of the reference voltage source. When the current in the winding reaches the upper threshold value N 2 , the upper key (2) is turned off, and then the operation of the device continues in automatic mode. When the current in the winding of the EM (6) reaches the value N3, a logical "1" is formed at the output of the comparator CMP5 (10), which, in the presence of the "On.EM" signal, enters the "S" input of the RS-trigger (14) and sets its output "Q" to the state of logical "1", which leads to the closure of the upper key (2).
При обнулении сигнала «Вкл.ЭМ» МК (4) (в зависимости от величины тока в обмотке ЭМ) отсчитывает задержку в циклах таймера Timer2 (19) для обеспечения равенства времен отпускания и срабатывания, после чего устанавливает в логический «0» бит «RC1», обеспечивая выключение нижнего ключа (3). После чего аналого-цифровой преобразователь ADC (18) переключается на преобразование тока в обмотке ЭМ (6) с входа AN2 (вывода 4 МК (4)). Сигнал, пропорциональный величине тока в обмотке ЭМ (6) поступает на данный вывод МК (4) с выхода инвертирующего усилителя (5). Данный усилитель обеспечивает инвертирование и нормирование напряжения с второго измерительного резистора Rs2, и может быть выполнен, например, на микросхеме MCP6V01T-E/SN [10]. По полученным значениям определяются сначала локальный минимум, а затем локальный максимум тока в обмотке ЭМ (6) при отпускании. В момент обнаружения локального максимума определяется значение времени отпускания, и таймер Timer2 (19) останавливается.When the “EM On” signal is reset, the MC (4) (depending on the magnitude of the current in the EM winding) counts the delay in Timer2 (19) timer cycles to ensure the release and operation times are equal, and then sets the RC1 bit to logical “0” ”, ensuring the shutdown of the lower key (3). After that, the analog-to-digital converter ADC (18) switches to converting the current in the EM winding (6) from the input AN2 (
Работоспособность предлагаемого технического решения подтверждена экспериментально.The performance of the proposed technical solution is confirmed experimentally.
На фиг. 5 приведены полученные в одном полном цикле работы ЭМК экспериментальные переходные процессы изменения сигнала (Uупр - тонкая сплошная линия), управляющего включением и выключением клапана, напряжения (Uоб - штриховая линия), подаваемого на обмотку ЭМ, тока в обмотке (I - толстая сплошная линия), и выходного сигнала акселерометра (Ua - пунктирная линия), жестко связанного с якорем. На этом же графике показаны нижнее (N3) и верхнее (N1 и N2) пороговые значения тока в обмотке ЭМ и моменты времени tвкл и tвыкл, соответствующие поступлению команд на включение и выключение клапана.In FIG. Figure 5 shows the experimental transients of a change in the signal (U control - a thin solid line) obtained in one full cycle of the EMC operation, which controls the switching on and off of the valve, the voltage (U about - the dashed line) supplied to the EM winding, the current in the winding (I - thick solid line), and the output signal of the accelerometer (U a - dotted line), rigidly connected to the armature. The same graph shows the lower (N 3 ) and upper (N 1 and N 2 ) threshold values of the current in the EM winding and the times t on and t off corresponding to the receipt of commands to turn the valve on and off.
Из этого графика видно, что в момент времени tвыкл подается напряжение на обмотку ЭМ. При этом верхнее пороговое значение тока имеет значение N1. После срабатывания ЭМ напряжение с обмотки снимается, устанавливается верхнее пороговое значение тока N2 и начинается участок удержания в рабочем цикле ЭМК. Далее следует относительно продолжительный участок уменьшения тока, направление протекания которого соответствует схеме медленной рекуперации магнитной энергии, показанной на фиг. 1,б. При достижении током нижнего порогового значения N3 замыкается верхний ключ и на обмотку ЭМ опять подается напряжение, что приводит к новому увеличению тока в обмотке. Когда величина тока в обмотке достигает верхнего порогового значения N2, размыкается верхний ключ, и начинается снижение тока до нижнего порогового значения. Такие периодические замыкания и размыкания верхнего ключа, сопровождающиеся изменением тока в обмотке между нижним и верхним пороговыми значениями, продолжаются до прихода команды на выключение клапана в момент времени tвыкл, после чего начинается участок отпускания рабочего цикла ЭМК.From this graph it can be seen that at the time t off , voltage is applied to the EM winding. In this case, the upper threshold value of the current has the value N 1 . After the EM is triggered, the voltage is removed from the winding, the upper threshold value of the current N 2 is set, and the holding section begins in the operating cycle of the EMC. This is followed by a relatively long section of current decrease, the direction of flow of which corresponds to the scheme of slow regeneration of magnetic energy shown in Fig. 1b. When the current reaches the lower threshold value N 3 , the upper switch closes and voltage is again applied to the EM winding, which leads to a new increase in current in the winding. When the current in the winding reaches the upper threshold value N 2 , the upper switch opens and the current begins to decrease to the lower threshold value. Such periodic closings and openings of the upper switch, accompanied by a change in the current in the winding between the lower and upper threshold values, continue until the command to turn off the valve arrives at time t off , after which the release section of the operating cycle of the EMC begins.
Через некоторую задержку во времени после поступления команды на выключение клапана производится размыкание нижнего ключа, и схема питания ЭМ переходит в показанное на фиг. 1, в состояние, и соответствующее быстрой рекуперации магнитной энергии. После размыкания нижнего ключа падение тока в обмотке ускоряется, что приводит к достаточно быстрому отпусканию ЭМ.After a certain time delay after the command to turn off the valve is received, the lower switch is opened, and the EM power circuit switches to the one shown in Fig. 1, into the state, and corresponding to the rapid recovery of magnetic energy. After opening the lower key, the current drop in the winding accelerates, which leads to a fairly rapid release of the EM.
Имеет смысл дальнейшее рассмотрение полученных экспериментальных процессов производить в более крупном масштабе и отдельно для участков срабатывания и отпускания.It makes sense to carry out further consideration of the obtained experimental processes on a larger scale and separately for the actuation and release sections.
На фиг. 6 показаны экспериментальные переходные процессы изменения управляющего сигнала, напряжения, подаваемого на обмотку ЭМ, тока в обмотке и выходного сигнала акселерометра, жестко связанного с якорем, на участке срабатывания ЭМ в увеличенном масштабе. Типы линий, которыми показаны все процессы изменения переменных параметров, полностью соответствуют фиг. 5.In FIG. 6 shows the experimental transients of changing the control signal, the voltage applied to the EM winding, the current in the winding, and the output signal of the accelerometer, rigidly connected to the armature, in the area of the EM actuation on an enlarged scale. The types of lines, which show all the processes of changing the variable parameters, fully correspond to Fig. 5.
В таком масштабе становится понятным, зачем при проведении испытаний использовался сигнал с выхода акселерометра, жестко связанного с якорем ЭМ. Ось чувствительности акселерометра при этом ориентирована в направлении перемещения якоря. Такой способ диагностики состояния якоря ЭМ подробно описан в [11]. Сигнал с выхода акселерометра позволяет точно определять момент времени окончания движения якоря ЭМ при срабатывании и отпускании ЭМ. В момент удара якоря о препятствие происходит резкое изменение и смена знака его ускорения, что четко видно на графиках переходных процессов.On such a scale, it becomes clear why, during the tests, the signal from the output of the accelerometer, rigidly connected to the EM armature, was used. The sensitivity axis of the accelerometer is oriented in the direction of movement of the armature. This method for diagnosing the state of the EM armature is described in detail in [11]. The signal from the output of the accelerometer allows you to accurately determine the time of the end of the movement of the EM armature when the EM is activated and released. At the moment the anchor hits the obstacle, there is a sharp change and a change in the sign of its acceleration, which is clearly seen in the transient graphs.
Из графиков, приведенных на фиг.6, хорошо видно, что момент времени удара якоря о стоп при срабатывании почти совпадает с моментом времени достижения током в обмотке локального минимума. Разница между этими моментами времени составляет 41 мкс. Таким образом, погрешность определения времени срабатывания tcp по локальному минимуму тока составляет 0.56%, а величина времени срабатывания ЭМ при этом составляет Ton=0.0073455 с.From the graphs shown in Fig.6, it is clearly seen that the moment of impact of the armature on the stop during operation almost coincides with the moment of reaching the local minimum by the current in the winding. The difference between these times is 41 µs. Thus, the error in determining the response time t cp by the local current minimum is 0.56%, and the magnitude of the EM response time is Ton=0.0073455 s.
Не менее интересно рассмотреть в увеличенном масштабе зарегистрированные переходные процессы на участке отпускания. Это позволяют сделать графики, приведенные на фиг. 7. Все обозначения на графиках сохранены.It is no less interesting to consider on an enlarged scale the recorded transient processes in the release section. This allows the graphs shown in Fig. 7. All designations on the graphs are saved.
Из этого графика видно, что разница между моментом удара якоря ЭМ о корпус и моментом достижения током локального максимума при отпускании составляет 8.7 мкс, что приводит к погрешности определения времени отпускания 0.12%. Величина времени отпускания при его определении по локальному максимуму тока в обмотке составляет Toff=0.007381 с.It can be seen from this graph that the difference between the moment the EM armature hits the case and the moment the current reaches a local maximum upon release is 8.7 µs, which leads to an error in determining the release time of 0.12%. The value of the release time when it is determined by the local maximum current in the winding is Toff=0.007381 s.
На графике показаны интервалы времени Tdelay и Т2 (Toff=Tdelay+Т2), а также момент поступления команды на выключение клапана tвыкл, момент выключения нижнего ключа tвыкл.НК и момент окончания движения якоря tотп. Момент выключения нижнего ключа выбирался с использованием соотношения (1) при определении расчетного значения интервала времени Т2 по аппроксимирующей кривой, приведенной на фиг. 3.The graph shows the time intervals Tdelay and T 2 (Toff=Tdelay+T 2 ), as well as the moment of receipt of the command to turn off the valve t off , the moment the lower key is turned off t off . The moment of turning off the lower key was chosen using relation (1) when determining the calculated value of the time interval T 2 according to the approximating curve shown in Fig. 3.
Таким образом, разность между временем срабатывания и отпускания в рассматриваемом рабочем цикле ЭМ составила 35.5 мкс, т.е. время отпускания больше времени срабатывания на 0.48%.Thus, the difference between the actuation and release times in the considered operating cycle of the EM was 35.5 µs, i.e. the release time is 0.48% longer than the operation time.
Приведенные на фиг. 5-7 экспериментальные результаты наглядно подтверждают работоспособность и эффективность предлагаемого технического решения. Его использование позволяет практически неограниченно расширить диапазон регулирования времени открытого состояния ЭМК. При этом достигается высокая точность обеспечения значения времени открытого состояния клапана, задаваемого длительностью сигнала управления, что особенно важно, если ЭМК используется для регулирования расхода жидкого или газообразного рабочего тела.Shown in FIG. 5-7 experimental results clearly confirm the efficiency and effectiveness of the proposed technical solution. Its use makes it possible to practically unlimitedly expand the range of regulation of the EMC open state time. In this case, a high accuracy of ensuring the value of the time of the open state of the valve, set by the duration of the control signal, is achieved, which is especially important if the EMC is used to control the flow rate of a liquid or gaseous working medium.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
1. US 6249418 B1 SYSTEM FOR CONTROL OF AN ELECTROMAGNETIC ACTUATOR. Date of Patent: Jun. 19, 2001.1. US 6249418 B1 SYSTEM FOR CONTROL OF AN ELECTROMAGNETIC ACTUATOR. Date of Patent: Jun. 19, 2001.
2. EP 0882303 B1 SOLENOID DRIVER AND METHOD FOR DETERMINING SOLENOID OPERATIONAL STATUS 21.04.2004 Bulletin 2004/17.2. EP 0882303 B1 SOLENOID DRIVER AND METHOD FOR DETERMINING SOLENOID OPERATIONAL STATUS 04/21/2004 Bulletin 2004/17.
3. US 10,161,339 B2 DRIVE DEVICE FOR FUEL INJECTION. Date of Patent: Dec. 25,2018.3. US 10,161,339 B2 DRIVE DEVICE FOR FUEL INJECTION. Date of Patent: Dec. 25,2018.
4. US 010605190 B2 INJECTION CONTROL UNIT. Date of Patent: Mar. 31, 2020.4. US 010605190 B2 INJECTION CONTROL UNIT. Date of Patent: Mar. 31st, 2020.
5. US 8,681,468 B2 METHOD OF CONTROLLING SOLENOID VALVE. Date of Patent: Mar. 25, 2014.5. US 8,681,468 B2 METHOD OF CONTROLLING SOLENOID VALVE. Date of Patent: Mar. 25, 2014.
6. RU 2756292 C1 СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ КЛАПАНОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. 29.09.2021. Бюл. №28.6. RU 2756292 C1 METHOD OF CONTROL OF SOLENOID VALVE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION. 09/29/2021. Bull. No. 28.
7. PIC16(L)F 1777/8/9 28/40/44-Pin, 8-Bit Flash Microcontroller [Электронный ресурс] //7. PIC16(L)F 1777/8/9 28/40/44-Pin, 8-Bit Flash Microcontroller [Electronic resource] //
URL: https://wwl.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/PIC16(L)F1777_8_9_Family_Data _Sheet_40001819D.pdf (дата обращения 20.01.2022).URL: https://wwl.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/PIC16(L)F1777_8_9_Family_Data _Sheet_40001819D.pdf (accessed 01/20/2022).
8. [Электронный ресурс] // URL: https//www/Infineon.com/dgdl/auisp7221t.pdf (дата обращения 20.01.2022).8. [Electronic resource] // URL: https//www/Infineon.com/dgdl/auisp7221t.pdf (accessed 20.01.2022).
9. [Электронный ресурс] // URL: Infineon-IRLR2905-DataSheet-v01_01-EN.pdf https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IRLR2905-DataSheet-v01_01-EN.pdf?fileId=5546d462533600a40153566cc2bb2679 (дата обращения 20.01.2022).9. [Electronic resource] // URL: Infineon-IRLR2905-DataSheet-v01_01-EN.pdf https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IRLR2905-DataSheet-v01_01-EN.pdf?fileId=5546d462533600a40153566cc2bb2679 (date appeals 20.01.2022).
10. [Электронный ресурс] // URL: MCP6V01/2/3 300 μA, Auto-Zeroed Op Amps https://wwl.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22058c.pdf (дата обращения 20.01.2022).10. [Electronic resource] // URL: MCP6V01/2/3 300 μA, Auto-Zeroed Op Amps https://wwl.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22058c.pdf (accessed 20.01.2022).
11. RU 2746964 С1 СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ЯКОРЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. 22.04.2021. Бюл. №12.11. RU 2746964 C1 METHOD FOR DIAGNOSTICS OF ELECTROMAGNET ARMATURE STATE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION. 04/22/2021. Bull. No. 12.
Claims (15)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2783869C1 true RU2783869C1 (en) | 2022-11-21 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8681468B2 (en) * | 2009-10-28 | 2014-03-25 | Raytheon Company | Method of controlling solenoid valve |
| US10161339B2 (en) * | 2014-11-19 | 2018-12-25 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Drive device for fuel injection device |
| RU2717952C1 (en) * | 2019-11-26 | 2020-03-27 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Method of determining position of an electromagnet armature and a device for its implementation |
| US10605190B2 (en) * | 2016-12-07 | 2020-03-31 | Denso Corporation | Injection control unit |
| RU2756292C1 (en) * | 2020-08-24 | 2021-09-29 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Method for controlling an electromagnetic valve and apparatus for implementation thereof |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8681468B2 (en) * | 2009-10-28 | 2014-03-25 | Raytheon Company | Method of controlling solenoid valve |
| US10161339B2 (en) * | 2014-11-19 | 2018-12-25 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Drive device for fuel injection device |
| US10605190B2 (en) * | 2016-12-07 | 2020-03-31 | Denso Corporation | Injection control unit |
| RU2717952C1 (en) * | 2019-11-26 | 2020-03-27 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Method of determining position of an electromagnet armature and a device for its implementation |
| RU2756292C1 (en) * | 2020-08-24 | 2021-09-29 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Method for controlling an electromagnetic valve and apparatus for implementation thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10122375B2 (en) | Time-based delay line analog-to-digital converter with variable resolution | |
| US4764840A (en) | Dual limit solenoid driver control circuit | |
| EP3607650B1 (en) | Stepper motor error reduction | |
| KR20130097753A (en) | Method and device for determining the state of an electrically controlled valve | |
| JP2010513795A (en) | Method and apparatus for controlling electromagnetic valve | |
| CA2694295A1 (en) | Method and system for optimizing filter compensation coefficients for a digital power control system | |
| JP2010513796A (en) | Electromagnetic valve control device | |
| RU2783869C1 (en) | Solenoid valve control method and device for its implementation | |
| US6142124A (en) | Method and device for controlling a load | |
| EP3069364B1 (en) | Method for controlling a contactor device, and control unit | |
| JPH04186705A (en) | Checking method for operation of solenoid | |
| RU2802294C1 (en) | Method for monitoring pressure at gas electromagnetic valve inlet and device for its implementation | |
| JPH10178737A (en) | Method and device for controlling load | |
| JP6273933B2 (en) | Solenoid current control device and solenoid current control method | |
| JP6080897B2 (en) | Linear solenoid current measuring device | |
| RU2756292C1 (en) | Method for controlling an electromagnetic valve and apparatus for implementation thereof | |
| RU2325664C2 (en) | Integrated pulse-frequency converter | |
| RU2793305C1 (en) | Method for determining electromagnet armature position and device for its implementation | |
| US11754011B2 (en) | Injection control device | |
| RU2802271C1 (en) | Method for determining electromagnet armature position and device for its implementation | |
| JP5130937B2 (en) | Current abnormality detection circuit | |
| RU2746039C1 (en) | Method for determining electromagnet anchor position and device for its implementation | |
| SU1345072A2 (en) | Thread load simulator | |
| JP2019015224A (en) | Drive control device of electromagnetic valve | |
| Sešek et al. | Integrated Smart Solenoid Driver with Current Tracking |