WO1989002648A1 - Process and device for detecting the switching times of electrovalves - Google Patents

Process and device for detecting the switching times of electrovalves Download PDF

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WO1989002648A1
WO1989002648A1 PCT/DE1988/000552 DE8800552W WO8902648A1 WO 1989002648 A1 WO1989002648 A1 WO 1989002648A1 DE 8800552 W DE8800552 W DE 8800552W WO 8902648 A1 WO8902648 A1 WO 8902648A1
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solenoid valve
winding
magnetic winding
induction
magnetic
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PCT/DE1988/000552
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Néstor RODRIGUEZ-AMAYA
Alfred Schmitt
Werner Zimmermann
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
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    • 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
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    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H2047/008—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current with a drop in current upon closure of armature or change of inductance

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the mechanical movement of a magnet valve armature, for the actuation of which a magnet winding is provided, by means of a signal derived from the current through the magnet winding, and a device for carrying out this method.
  • a device for example from DE-AS 22 51 472, in which a resistor is connected in series with the magnet winding, to which a differentiating circuit is connected, which is followed by a threshold switch, which therefore responds to short-term changes in the current rise through the magnet winding.
  • the known device is intended to determine whether the magnet armature is actually set in motion.
  • the effect is exploited that the movement of the magnet armature starts at a certain current value and results in a change in inductance, on the basis of which the time derivative of the current through the magnet coil, which is measured by means of the voltage drop across the resistor, changes its sign.
  • the known device is indeed suitable for a basic function check of this type in order to determine whether the magnet armature is moving lent, but only the onset of movement can be determined.
  • this applicant describes a method for controlling a valve that is electrically controlled between two switching positions.
  • the actual switching times of the valve are recorded by a switch position transmitter device which signals both switch positions of the valve and which is pre-linked to an electrical control device.
  • the control device controls the electrically controlled valve or corrects the control times of the valve.
  • the valve is provided with a valve closing member which is insulated from a guide housing and is connected to a measuring voltage source. In the open position of the valve, this rests on a stop which is connected to the ground connection of the measuring voltage source. In the closed position, on the other hand, the valve closing element is in contact with the valve seat, which is also connected to the ground connection of the measuring voltage source.
  • the inventive method for controlling the mechanical movement of a solenoid valve armature, for the actuation of which a magnetic winding is provided, by means of a Current through the magnetic winding derived signal, in which the induction of the magnetic winding is monitored and the inductance changes at the switching points of interest of the solenoid valve are raised to a detectable signal level by means of an external energy source has the particular advantage that switching points of the solenoid valve armature or the associated times are now determined can, which can not be monitored directly according to the prior art.
  • this includes, for example, the switching time "BOP", which indicates the start of the switching-off process, or the switching time "EIP", the actual end of the injection.
  • Another advantage of the method according to the invention is that it can be implemented in numerous different ways by measurement. Overall, the method according to the invention therefore significantly increases the accuracy of the dimensioning of the injection quantity, since additional parameters can now also be taken into account, and this results in a significant improvement in the control or control loops for such systems.
  • the induction of the magnetic winding is advantageously monitored directly. This results in a particularly low outlay on components and therefore a particularly low susceptibility to failure.
  • the induction of the magnetic winding is advantageously monitored with a transformer, the primary side of the magnetic winding and the secondary side the measuring coil forms.
  • the change in induction can also be detected in the device according to the invention either by direct connection to the magnetic winding or, according to an advantageous embodiment of the invention, a transformer can be provided, the primary side of which forms the magnetic winding and the secondary side has a measuring coil to which the coupling device is connected.
  • FIG. 1 shows schematically the relationship between the inductance of a solenoid coil and the frequency when the solenoid valve is closed or open
  • FIG. 2a shows a schematic block diagram of a solenoid valve with a magnetic winding and an associated control circuit
  • FIG. 2b shows a first preferred off embodiment of the invention with direct coupling of the detection circuit to the magnetic winding
  • Figure 2c another preferred embodiment of the invention with a transformer between the magnetic winding and evaluation circuit.
  • FIG. 3 shows, by way of example, signals as a function of time, which were measured in the embodiment of the invention shown in FIG. 2c.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the invention using a block diagram
  • FIG. 5 shows characteristic signal curves in this exemplary embodiment.
  • the exemplary embodiments are circuit arrangements for monitoring and detecting switching times of a solenoid valve in an injection system for supplying fuel to an internal combustion engine, in particular a diesel engine, or the associated method.
  • FIG. 2c differs from this first embodiment in that the inductance signal is decoupled from the magnetic coil L.
  • a transformer U is provided in FIG. 2c, the primary winding of which is formed by the magnetic winding L and the secondary winding is one Measuring coil L1 is.
  • the coupling device A which detects the change in inductance, as well as the downstream amplifier B and the display device C, which in turn is connected downstream thereof, as have already been discussed above in connection with FIG. 2b.
  • FIGS. 2b and 2c show the time diagram according to FIG. 3, which shows the temporal dependence on signal intensities which occur in the embodiment shown in FIG. 2c; the same applies analogously to the embodiment according to FIG. 2b, since the type of coupling of the inductance signal of the magnet coil L does not fundamentally affect the signals shown in FIG. 3.
  • FIG. 3 shows schematically the relationship between the
  • the curve course that is actually of interest is the stroke signal of the needle of the solenoid valve. After switching off the control pulse for the power output stage, which inductive systems) to achieve particularly fast switching operations.
  • FIG. 2a schematically shows the usual wiring of a solenoid valve MV in a highly simplified manner.
  • a magnet coil L is provided, which is connected between a supply voltage U B and a power output stage, the other connection of which is connected to ground.
  • This power output stage is symbolically represented by an output stage transistor T in FIGS. 2a, b, c.
  • the solenoid L is therefore connected between the supply voltage U B and the collector of the transistor T and the emitter of the transistor T is grounded.
  • the base of the transistor T is connected to a control unit 10, which emits a clock signal to the base, for the clocked power supply of the magnetic coil L.
  • the wiring of the solenoid L is the same as in FIG. 2a, but to simplify the illustration the control device 10 of FIG. 2a is omitted in FIGS. 2b and 2c.
  • a device A is connected directly to the two connection points of the solenoid L of the solenoid valve, which device A performs a coupling and detection of the change in inductance of the solenoid L in a suitable manner.
  • the output of the coupling device A is connected to the input of an amplifier B, which is followed by a display device C. drives the magnetic winding L, the current through the magnetic winding L drops accordingly. Thereafter, both the control pulse and the current through the solenoid L show an essentially unchanged smooth course, from which therefore no information about the signal of interest, namely the needle stroke of the armature of the solenoid valve, can be obtained.
  • the switching time "BOP" which indicates the start of the actual (mechanical) closing of the solenoid valve needle, lies behind the switch-off time of both the control pulse for the power output stage T of the magnet winding L and that by Magnet winding L flowing
  • the switching time "EIP" which indicates the end of the actual fuel injection, is still later. This switching time can therefore also be determined neither by monitoring the control pulses nor by monitoring the current through the magnetic winding L.
  • the small voltage peaks in the voltage signal at the measuring coil L1 which is assigned to the switching times BOP with 3.0 volts or EIP with a lower voltage value, can therefore be reliably determined in accordance with the present invention and for control processes in the fuel metering of an injection system exploit for an internal combustion engine.
  • Figure 4 shows the electrical equivalent circuit diagram of a solenoid valve MV and the block diagram of an evaluation circuit which detects the switching times of the valve according to the principle described above.
  • the induction change d ⁇ / dt caused by the movement of the solenoid valve MV during the switching processes generates an induced voltage u i in the winding w of the solenoid valve.
  • This voltage is simulated from the voltage u which can be measured at the terminals of the solenoid valve and which is detected, for example, with the aid of a differential amplifier 1, in that the voltage drop at the winding resistance and the factor L i d / dt dynamically weighted voltage drop at the leakage inductance L i are subtracted.
  • the solenoid valve current i is detected by a current measuring element 3, for example a shunt resistor.
  • FIG. 5 shows an example of characteristic signal curves when the solenoid valve is switched on.
  • FIG. 5a shows the control voltage u applied to the solenoid valve MV at time t o as a function of time t.
  • FIG. 5b shows the course of the solenoid valve current i as a function of time, 5c the stroke of the solenoid valve as a function of time,
  • FIG. 5d the voltage u i induced in the winding w of the solenoid valve and
  • FIG. 5e the output signal u a of the threshold switch 4.
  • the presence of the induced voltage u i during the switching process can be detected by a threshold switch 4.
  • a threshold switch 4 In particular, the end of the switching process at time t 2 and by means of a time measuring device (not shown in FIG. 1), for example a counter module, the time interval between the application of the voltage, that is to say time t 0 , and time t 2 , that is to say the switch-on time of Solenoid valve are detected.
  • the differential amplifier 1, the subtracting amplifier 2 and the threshold switch 4 can expediently be implemented by appropriately connected operational amplifiers.

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Description

Verfahren und Einrichtung zur Detektion der Schaltzeiten von Magnetventilen
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der mechanischen Bewegung eines Magnetventilankers, für dessen Betätigung eine Magnetwicklung vorgesehen ist, mittels eines vom Strom durch die Magnetwicklung abgeleiteten Signals sowie eine Einrichtung zur Durchführungs dieses Verfahrens. Beispielsweise aus der DE-AS 22 51 472 ist eine derartige Einrichtung bekannt, bei der in Reihe zur Magnetwicklung ein Widerstand geschaltet ist, an den eine Differenzierschaltung angeschlossen ist, welcher ein Schwellwertschalter nachfolgt, der daher auf kurzfristige Änderungen des Stromanstiegs durch die Magnetwicklung reagiert. Mit der bekannten Einrichtung soll festgestellt werden, ob sich der Magnetanker tatsächlich in Bewegung setzt. Zur Überwachung dieses Vorgangs wird der Effekt ausgenutzt, daß die Bewegung des Magnetankers bei einem bestimmten Stromwert einsetzt und eine Induktivitätsänderung zur Folge hat, aufgrund derer die zeitliche Ableitung des Strom durch die Magnetspule, der mittels des Spannungsabfalls am Widerstand gemessen wird, ihr Vorzeichen ändert. Zwar eignet sich die bekannte Einrichtung für eine grundsätzliche derartige Funktionskontrolle, um festzustellen, ob der Magnetanker beweg lieh ist, jedoch ist nur das Einsetzen der Bewegung feststellbar.
Weiterhin ist in der älteren Anmeldung P 36 33 107.4 dieser Anmelderin ein Verfahren zur Steuerung eines elektrisch zwischen zwei Schaltstellungen gesteuerten Ventils beschrieben. Die Istschaltzeiten des Ventils werden erfaßt durch eine Schaltstellungsgebereinrichtung, die beide Schaltstellungen des Ventils signalisiert und die mit einer elektrischen Steuereinrichtung vorbunden ist. Durch die Steuereinrichtung erfolgt eine Steuerung des elektrisch gesteuerten Ventils oder eine Korrektur der Steuerzeiten des Ventils. Hierzu ist das Ventil mit einem Ventilschließglied versehen, welches gegenüber einem Führungsgehäuse isoliert und mit einer Meßspannungsquelle verbunden ist. In der offenen Stellung des Ventils liegt dieses an einem Anschlag an, der mit dem Masseanschluß der Meßspannungsquelle verbunden ist. Dagegen erfolgt in geschlossener Stellung eine Anlage des Ventilschließgliedes am Ventilsitz, der ebenfalls mit dem Masseanschluß der Meßspannungsquelle verbunden ist. Zwar lassen sich hierdurch die jeweiligen Endlagen des Ventilsschließgliedes erfassen, es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei Einspritzsystemen für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Dieselmotoren, eine genauere Kenntnis der Schaltzeiten oder der Schaltzeitpunkte des Magnetventils erforderlich ist, um die bei derartigen Systemen geforderte Genauigkeit bei der Bemessung der Einspritzmenge besser realisieren zu können.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kontrolle der mechanischen Bewegung eines Magnetventilankers, für dessen Betätigung eine Magnetwicklung vorgesehen ist, mittels eines vom Strom durch die Magnetwicklung abgeleiteten Signals, bei welchem die Induktion der Magnetwicklung überwacht und mittels einer externen Energiequelle die Induktivitätsänderungen an interessierenden Schaltpunkten des Magnetventils auf einen feststellbaren Signalpegel angehoben werden, hat insbesondere den Vorteil, daß nunmehr Schaltpunkte des Magnetventilankers beziehungsweise die dazu gehörigen Zeiten festgestellt werden können, die nach dem Stand der Technik nicht direkt überwa cht werden können. Hierzu zählen beispielsweise im Ausschaltbereich des Magnetventils der Schaltzeitpunkt "BOP", der den Beginn des Ausschaltvorgangs angibt, oder der Schaltzeitpunkt "EIP", das tatsächliche Ende der Einspritzung. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß sich dieses meßtechnisch auf zahlreiche unterschiedliche Arten verwirklichen läßt. Insgesamt wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren daher die Genauigkeit der Bemessung der Einspritzmenge wesentlich erhöht, da nunmehr auch zusätzliche Parameter berücksichtigt werden können, und hierdurch erfolgt eine wesentliche Verbesserung der Steuerbeziehungsweise Regelkreise für solche Systeme.
Vorteilhafterweises wird gemäß der Erfindung die Induktion der Magnetwicklung direkt überwacht. Hierdurch ergibt sich ein besonders geringer Bauteilaufwand und daher eine besonders geringe Störanfälligkeit.
Es kann jedoch auch wünschenswert sein, die Induktion der Magnetwicklung mit einer Meßspule zu überwachen, um beispielsweise für ein spezielles Meßproblem durch Auslegung der Meßspule besonders vorteilhafte Bedingungen zu schaffen. Hierzu wird vorteilhafterweise die Induktion der Magnetwicklung mit einem Übertrager überwacht, dessen Primärseite die Magnetwicklung und dessen Sekundärseite die Meßspule bildet.
Die voranstehend im bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren geschilderten Vorteile gelten sinngemäß auch für die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Kontrolle der mechanischen Bewegung eines Magnetventilankers, für dessen Betätigung eine Magnetwicklung vorgesehen ist, mittels eines vom Strom durch die Magnetwicklung abgeleiteten Signals, wobei eine an die Magnetwicklung angeschlossene Koppeleinrichtung zum Nachweis einer Induktionsänderung mit einer nachgeschalteten Energiequelle zur Anhebung der Induktionsänderung auf einen feststellbaren Signalpegel vorgesehen ist.
Demzufolge kann auch bei der erfindungsgemäßen Einrichtung entweder durch direkten Anschluß an die Magnetwicklung die Induktionsänderung detektiert werden oder aber gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Übertrager vorgesehen sein, dessen Primärseite die Magnetwicklung bildet und der sekundärseitig eine Meßspule aufweist, an die die Koppeleinrichtung angeschlossen ist.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines zeichnerisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus welchem weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. In Figur 1 ist schematisch der Zusammenhang zwischen Induktivität einer Magnetspule und der Frequenz bei geschlossenem beziehungsweise geöffneten Magnetventil dargestellt, Figur 2a zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Magnetventils mit Magnetwicklung und zugeordneter Ansteuerschaltung, Figur 2b eine erste bevorzugte Aus führungsform der Erfindung mit direkter Ankopplung der Nachweisschaltung an die Magnetwicklung und Figur 2c eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einem Übertrager zwischen Magnetwicklung und Auswerteschaltung. In Figur 3 sind beispielhaft Signale in ihrer zeitlichen Abhängigkeit dargestellt, die bei der in Figur 2c dargestellten Ausführungsform der Erfindung gemessen wurden. Figur 4 zeigt anhand eines Blockschaltbildes ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung und Figur 5 charakteristische Signalverlaufe bei diesem Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei den Ausführungsbeispielen handelt es sich um Schaltungsanordnungen zur Überwachung und Detektion von Schaltzeitpunkten eines Magnetventils in einem Einspritzsystem zur Brennstoffversorgung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, bzw. um das zugehörige Verfahren.
In Figur 1 ist schematisch der grundsätzliche Zusammenhang zwischen der Induktivität L eines Magnetventils und der Frequenz f dargestellt. Zwischen dem geschlossenem Zustand des Magnetventils, der durch eine durchgezogene Kurve dargestellt ist, und dem geöffneten Zustand (strichpunktierte Kurve) besteht ein deutlicher Unterschied. Grundsätzlich verhältnismäßig einfach ist die Feststellung eines Schaltpunkts des Magnetventils solange, wie Energie im Magnetkreis vorhanden ist. Das Ausschaltverhalten, bei welchem die Magnetspule nicht mehr von einem Strom durchflössen ist, läßt sich jedoch nicht so einfach überwachen, was besonders bei solchen schnell schaltenden Magnetventilen eine Rolle spielt, bei denen - gegebenenfalls durch zusätzliche Schaltungsmaßnahmen - besondere Vorkehrunge getroffen wurden, um die Energie in das Magnetsystem schnell hinein- als auch wieder heraus zu bringen (nieder Von dieser ersten Ausführungsform unterscheidet sich die in Figur 2c gezeigte weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung durch die Art der Auskopplung des Induktivitätssignals von der Magnetspule L. Hierzu ist in Figur 2c ein Übertrager Ü vorgesehen, dessen Primärwicklung von der Magnetwicklung L gebildet wird und dessen Sekundärwicklung eine Meßspule L1 ist. Hieran schliessen sich die Kopplungseinrichtung A, die eine Detektion der Induktivitätsänderung vornimmt, sowie der nachgeschaltete Verstärker B und die diesem wiederum nachgeschaltete Anzeigevorrichtung C an, wie sie bereits voranstehend im Zusammenhang mit Figur 2b besprochen wurden.
Die Funktionsweise der in den Figuren 2b und 2c dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung wird aus dem Zeitdiagramm gemäß Figur 3 deutlich, welches die zeitliche Abhängigkeit von Signalintensitäten zeigt, welche bei der Figur 2c gezeigten Ausführungsfarm auftreten; entsprechendes gilt sinngemäß für die Ausführungsform gemäß Figur 2b, da sich die Art der Ankopplung des Induktivitätsignals der Magnetspule L nicht grundsätzlich auf die in Figur 3 dargestellten Signale auswirkt.
Figur 3 zeigt schematisch den Zusammenhang zwischen den
Steuerimpulsen, welche an der Basis des Transistors T bei den besprochenen Ausführungsformen anliegen, sowie dem Strom durch die Magnetspule L und dem von der Koppeleinrichtung A abgenommenen und in der Anzeigevorrichtung
C dargestellten Spannungssignal an der Meßspule L1 der
Ausführungsform gemäß Figur 2c.
Der eigentlich interessierende Kurvenverlauf ist das Hubsignal der Nadel des Magnetventils. Nach Abschalten des Steuerimpulses für die Leistungsendstufe, welche induktive Systeme), um besonders schnelle Schaltvorgänge zu erreichen.
Figur 2a zeigt schematisch stark vereinfacht die übliche Beschaltung eines Magnetventils MV. Zur Betätigung des Magnetankers, also des Schließglieds, ist eine Magnetspule L vorgesehen, die zwischen eine Versorgungsspannung UB und eine Leistungsendstufe geschaltet ist, deren anderer Anschluß an Masse liegt. In den Figuren 2a, b, c ist diese Leistungsendstufe symbolisch durch einen Endstufentransistor T dargestellt. Die Magnetspule L ist daher zwischen die Versorgungsspannung UB und den Kollektor des Transistors T geschaltet und der Emitter des Transistors T liegt an Masse. Die Basis des Transistors T ist zur getakteten Stromversorgung der Magnetspule L an ein Steuergerät 10 angeschlossen, welches ein Taktsignal an die Basis abgibt.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung, welche in Figuren 2b und 2c dargestellt sind, ist die Beschaltung der Magnetspule L ebenso wie in Figur 2a, jedoch ist zur Vereinfachung der Darstellung das Steuergerät 10 von Figur 2a in den Figuren 2b und 2c weggelassen.
Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung, welche in Figur 2b gezeigt ist, ist direkt an die beiden Anschlußpunkte der Magnetspule L des Magnetventils eine Einrichtung A angeschlossen, welche auf geeignete Weise eine Kopplung und Detektion der Induktivitätsänderung der Magnetspule L vornimmt. Der Ausgang der Kopplungseinrichtung A ist an den Eingang eines Verstärkers B angeschlossen, dem eine Anzeigevorrichtung C nachgeschaltet ist. die Magnetwicklung L ansteuert, fällt entsprechend der Strom durch die Magnetwicklung L ab. Danach zeigen sowohl der Steuerimpuls als auch der Strom durch die Magnetspule L einen im wesentlichen unveränderten glatten Verlauf, aus dem daher keine Informationen über das eigentlich interessierende Signal, nämlich den Nadelhub des Ankers des Magnetventils, gewonnen werden können.
Wie aus der schematischen Darstellung von Figur 3 deutlich wird, liegt der Schaltzeitpunkt "BOP", der den Beginn des tatsächlichen (mechanischen) Schließens der Magnetventilnadel angibt, zeitlich hinter dem Abschaltzeitpunkt sowohl des Steuerimpulses für die Leistungsendstufe T der Magnetwicklung L als auch des durch die Magnetwicklung L fließenden
Stromsignals.
Zeitlich noch später liegt der Schaltzeitpunkt "EIP", der das Ende der tatsächlichen Brennstoffeinspritzung angibt. Auch dieser Schaltzeitpunkt läßt sich daher weder durch eine Überwachung der Steuerimpulse noch eine Überwachung des Stroms durch die Magnetwicklung L feststellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch, bei welcher direkt die Induktion der Magnetwicklung L überwacht wird, ergeben sich für die Schaltzeitpunkte BOP und EIP entsprechende, wenn auch kleine Spannungssignale an der Meßspule L1 von Figur 2c. Die auftretenden Spannungsspitzen im Spannungssignal an der Meßspule L1 liegen, wie aus Figur 3 deutlich wird, kurz hinter den eigentlichen (mechanischen) Schaltzeitpunkten BOP und EIP; der zeitliche Abstand läßt sich gegebenenfalls durch Eichmessungen genau berücksichtigen.
Durch geeignete Meßverfahren beziehungsweise Meßeinrich tungen lassen sich die kleinen Spannungspeaks im Spannungssignal an der Meßspule L1, die den Schaltzeitpunkten BOP mit 3,0 Volt bzw. EIP mit einem geringeren Spannungswert zugeordnet wird, daher gemäß der vorliegenden Erfindung sicher feststellen und für Steuer- und Regelungsvorgänge bei der Brennstoffzumessung einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine ausnutzen.
Ein dafür besonders geeignetes Ausführungsbeispiel wird anhand von Figur 4 und Figur 5 erläutert.
Figur 4 zeigt das elektrische Ersatzschaltbild eines Magnetventils MV und das Blockschaltbild einer Auswerteschaltung, die die Schaltzeiten des Ventils entsprechend dem oben beschriebenen Prinzip erfaßt.
Die durch die Bewegung des Magnetventils MV während der Schaltvorgänge verursachte Induktionsänderung d ∅ /dt erzeugt in der Wicklung w des Magnetventils eine induzierte Spannung ui . Diese Spannung wird aus der an den Klemmen des Magnetventils meßbaren Spannung u, die z.B. mit Hilfe eines Differenzverstärkers 1 erfaßt wird, nachgebildet, indem in einem Substrahierverstärker 2 von dieser Spannung der mit dem Faktor Ri gewichtete Spannungsabfall am Wicklungswiderstand und der mit dem Faktor Li d/dt dynamisch gewichtete Spannungsabfall an der Streuinduktivität Li abgezogen werden. Der Magnetventilstrom i wird durch ein Strommeßglied 3, z.B. einen Shuntwiderstand, erfaßt.
Figur 5 zeigt beispielhaft charakteristische Signalverläufe bei einem Einschaltvorgang des Magnetventils.
Dabei ist in Figur 5a die zum Zeitpunkt to an das Magnetventil MV angelegte Steuerspannung u als Funktion der Zeit t dargestellt. Figur 5b zeigt den Verlauf des Magnetventilstromes i als Funktion der Zeit, Figur 5c den Hub des Magnetventils als Funktion der Zeit, Figur 5d die in der Wicklung w des Magnetventils induzierte Spannung ui und Figur 5e das Ausgangssignal ua des Schwellwertschalters 4.
Das Vorhandensein der induzierten Spannung ui während des Schaltvorganges kann durch einen Schwellwertschalter 4 erfaßt werden. Insbesondere kann das Ende des Schaltvorgangs zum Zeitpunkt t2 und durch eine in Figur 1 nicht eingezeichnete Zeitmeßeinrichtung, z.B. einen Zählerbaustein, der zeitliche Abstand zwischen dem Anlegen der Spannung, d.h. dem Zeitpunkt t0, und dem Zeitpunkt t2, d.h. also die Einschaltzeit des Magnetventils erfaßt werden.
Eine entsprechende Vorgehensweise ist beim Abschalten des Magnetventils möglich.
Der Differenzverstärker 1, der Subtrahierverstärker 2 und der Schwellwertschalter 4 können zweckmäßig durch entsprechend beschaltete Operationsverstärker realisiert werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Kontrolle der mechanischen Bewegung eines Magnetventilankers, für dessen Betätigung eine Magnetwicklung vorgesehen ist, mittels eines vom Strom durch die Magnetwicklung abgeleiteten Signals, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktion der Magnetwicklung (L) überwacht und mittels einer externen Energiequelle (B) die Induktivitätsänderungen an Schaltpunkten (BIP, BOP, EIP) des Magnetventils (MV) auf einen feststellbaren Signalpegel angehoben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktion der Magnetwicklung (L) direkt überwacht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktion der Magnetwicklung (L) mit einer Meßspule (L1) überwacht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktion der Magnetwicklung (L) mit einem Übertrager (Ü) überwacht wird, dessen Primärseite die Magnetwicklung (L) und dessen Sekundärseite die Meßspule (L1) bildet.
5. Einrichtung zur Kontrolle der mechanischen Bewegung eines Magnetventilankers, für dessen Betätigung eine Magnetwicklung vorgesehen ist, mittels eines vom Strom durch die Magnetwicklung abgeleiteten Signals, gekennzeichnet durch eine an die Magnetwicklung (MV) angeschlossene Koppeleinrichtung (A) zum Nachweis einer Induktionsänderung mit einer nachgeschalteten Energiequelle (B) zur Anhebung der Induktionsänderung auf einen feststellbaren Signalpegel.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übertrager (Ü) vorgesehen ist, dessen Primärseite die Magnetwicklung (L) bildet und der sekundärseitig eine Meßspule (L1) aufweist, an die die Koppeleinrichtung (A) angeschlossen ist.
7. Einrichtung zur Kotrolle der mechanischen Bewegung eines Magnetventilankers, für dessen Betätigung eine Magnetventilwicklung vorgesehen ist, mittels eines vom Strom durch die Magnetwicklung abgeleiteten Signals, dadurch geekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Differenzverstärker (1) umfaßt, an dessen Eingangs ans chlüssen die an den Anschlußklemmen des Magnetventils (MV) meßbare Spannung (u) gelegt ist, daß der Ausgang des Differenzverstärkers (1) mit dem Eingang eines Subtrahierverstärkers (2) verbunden ist, in dem von dieser Spannung (u) der mit dem einem Faktor (Ri) gewichtete Spannungsabfall am Wicklungswiderstand des Magnetventils (MV) und der mit dem Faktor (Li d/dt) dynamisch gewichtete Spannungsabfall an der Streuinduktivität (Li) abgezogen werden, und daß der Ausgang des Subtrahierverstärkers (2) mit einem Eingang eines Schwellwertschalters (4) verbunden ist.
PCT/DE1988/000552 1987-09-11 1988-09-08 Process and device for detecting the switching times of electrovalves WO1989002648A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP3730523.9 1987-09-11
DE19873730523 DE3730523A1 (de) 1987-09-11 1987-09-11 Verfahren und einrichtung zur detektion der schaltzeiten von magnetventilen

Publications (1)

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ID=6335779

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PCT/DE1988/000552 WO1989002648A1 (en) 1987-09-11 1988-09-08 Process and device for detecting the switching times of electrovalves

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