WO2004013874A1 - Verfahren zum ermitteln der position eines stellelements eines elektrisch antreibbaren aktuators, zugehörige schaltungsanordnung und vorrichtung - Google Patents

Verfahren zum ermitteln der position eines stellelements eines elektrisch antreibbaren aktuators, zugehörige schaltungsanordnung und vorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2004013874A1
WO2004013874A1 PCT/EP2003/007630 EP0307630W WO2004013874A1 WO 2004013874 A1 WO2004013874 A1 WO 2004013874A1 EP 0307630 W EP0307630 W EP 0307630W WO 2004013874 A1 WO2004013874 A1 WO 2004013874A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
time
actuator
threshold value
switch
sum
Prior art date
Application number
PCT/EP2003/007630
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Qu Wenmin
Horst Peter Mannebach
Joachim Morsch
Original Assignee
Hydac Electronic Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydac Electronic Gmbh filed Critical Hydac Electronic Gmbh
Priority to JP2004525196A priority Critical patent/JP2005534189A/ja
Priority to EP03766167A priority patent/EP1525596A1/de
Priority to AU2003250949A priority patent/AU2003250949A1/en
Publication of WO2004013874A1 publication Critical patent/WO2004013874A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2024—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit the control switching a load after time-on and time-off pulses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2058—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using information of the actual current value
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41224—Shaping a bang-bang input
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1844—Monitoring or fail-safe circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
    • Y10T137/8225—Position or extent of motion indicator
    • Y10T137/8242—Electrical

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the position of an actuating element of an electrically drivable actuator and to an associated circuit arrangement and device, in particular a hydraulic valve.
  • Typical areas of application for such methods are, for example, electromagnetically operated valves or switches.
  • the inductance of the electromagnet is dependent on the respective position of the armature. Measuring the inductance therefore basically enables the position of the armature to be determined.
  • DE 43 41 797 A1 discloses a method and a device for controlling an electromagnetic consumer, in particular for use in the field of metering fuel in internal combustion engines.
  • a solenoid valve By triggering a solenoid valve, the start of injection, the end of injection and thus the amount of fuel injected is determined. It is necessary that the point in time is known at which the armature of the solenoid valve reaches its end position. This switching time can be obtained by evaluating the time profile of the solenoid valve current.
  • To reduce the Power loss is known from DE 44 20 282 A1 that clocked voltage control takes place during the time window in which the switching time can be determined.
  • the known method has the disadvantage that the switching frequency is also dependent on the ohmic resistance of the coil, which in turn is relatively strongly dependent on the temperature, which consequently occurs as a disturbance variable in the output signal relating to the position of the armature.
  • This interference is to be compensated for by circuitry measures based on the measured direct current component.
  • the invention is based on the problem of providing a method and an associated circuit arrangement and a device which overcome the disadvantages of the prior art.
  • the position of the actuating element should be able to be determined with great accuracy and in particular with sufficient compensation for the influence of temperature.
  • the device should be inexpensive to manufacture and maintain and, moreover, should ensure reliable operation over the long term.
  • the problem is solved by the method defined in claim 1 and by the circuit arrangement and device determined in the independent claims.
  • Particular embodiments of the invention are defined in the subclaims.
  • the problem is with a method for determining the position x of an actuating element of an electrically drivable actuator, which is switched on by means of a controlled switch when a lower threshold value is reached and is switched off when an upper threshold value is reached, the upper threshold depending on the lower threshold value threshold value and from the position x of the control element dependent electrical switching behavior of the actuator, a duty cycle t and an off-time t off results, achieved in that the position x of the actuating element from a comparison of the ratio of duty cycle t or off time t off and the
  • the electrically drivable actuator can be, for example, an electromagnetically drivable actuator, a piezoelectrically drivable actuator, or any type of actuator that carries out a mechanical movement on the basis of an electrical control signal and thereby acts, for example, as an actuator or switching element in a control circuit.
  • the actuating element of the actuator is the armature of an electromagnet.
  • the movement of the armature can be translatory and / or rotary. In the case of a translatory movement, the adjustment path of the adjusting element can between a few fractions of a millimeter and a few centimeters or more.
  • the quotient of the on-time or off-time and the sum of the on-time and off-time can also be formed by means of an analog computer, but is preferably carried out, for example, for reasons of interference immunity or for reasons of cost, by a digital electronic computing unit.
  • the switch-on and switch-off times can be determined, for example, by counting the pulses of a correspondingly high-frequency and possibly central clock, the switch-on or switch-off signal serving as a switching signal for the high-frequency clock.
  • the comparison with the stored reference data which is usually obtained empirically, for example on the basis of an actuator typical of the respective design, is likewise preferably carried out by the electronic computing unit.
  • the quotient of the on time or off time and the sum of the on and off time can be referred to as the pulse width ratio or duty cycle, which depends both on the position x of the actuating element of the actuator and, as a rule, also on the temperature of the arrangement.
  • Typical temperature values during the operation of corresponding devices are between 50 and 100 ° C, and can also be above or below depending on the application and the ambient temperatures.
  • the comparison of a determined quotient with the stored reference data will not guarantee sufficient accuracy with regard to the determination of the position x of the control element.
  • the contribution of temperature contained in this quotient could can be calculated, for example, using a temperature sensor located near the arrangement.
  • the temperature influence is preferably compensated for by comparing the sum of the switch-on and switch-off times with corresponding reference data.
  • the pair of values for which corresponding reference data relating to the determined sum signal is stored is identified as valid on the basis of the sum of the switch-on and switch-off duration also determined are. If necessary, an interpolation can also be carried out to calculate an intermediate value between two determined or two stored values.
  • the actuating element actuates a valve, for example a hydraulic or pneumatic valve.
  • the valve can be a switching valve or a
  • Act proportional valve for example a control valve for the continuous adjustment of a predeterminable flow or pressure.
  • the controlled switch can be a contactless, electronically controlled switch such as a transistor, in particular a MOS transistor.
  • a third control connection via which by means of a low control! high switching capacities are wear-free and can be switched with low power loss.
  • the coil current of the winding of the electromagnet is regulated.
  • Lower and upper threshold values can be specified for this coil current, which threshold values can in particular be adjustable and / or programmable by memory. These threshold values determine the operating point of the electromagnet. The choice of this operating point and the difference between the threshold values determine the oscillating switching behavior that occurs.
  • the ohmic resistance of the coil winding could also be considered.
  • an ohmic resistor electrically connected in series to the actuator and in particular to the coil winding is used, which is further preferably with an electrode at a reference potential of the evaluating control device, in particular at ground potential.
  • the monitoring of the reaching of the threshold values, and / or the actuation of the switch, and / or the comparison with the reference data is carried out by a microcontroller.
  • this can involve a few or even a single integrated circuit, through which an analog / digital conversion of the input signals and the electronic circuit can also be carried out Arithmetic unit for calculating the quotient and the sum of the on and off duration and the subsequent comparison with stored reference data.
  • the output signal of the microcontroller can be coded in an analog and / or digital manner, including the output of a frequency-analog signal.
  • the microcontroller can also generate all self-diagnosis signals and error signals required in accordance with the applicable standards and output them via predefinable interfaces.
  • the holding current is reduced when the actuator is switched through. This not only results in an energy saving, but also a reduction in the mechanical and thermal load, not only of the respective device, but in particular also of the entire apparatus environment.
  • the holding current can be reduced, for example, by reducing the nominal coil current, by setting a predeterminable pulse width ratio or the like.
  • the switching current is increased compared to the nominal current when the actuator is switched. In this way, faster switching behavior can be achieved if necessary.
  • the switching current can be increased, for example, by a temporary short circuit of resistors which are connected in series with the coil winding, by connecting an overvoltage or the like.
  • the present invention also relates to a circuit arrangement for realizing the circuit described above Method and a device, in particular a hydraulic valve, with such a circuit arrangement.
  • the computing unit is designed as an integrated circuit, the signal processing being carried out predominantly or exclusively digitally.
  • the miniaturization associated with the design as an integrated circuit makes it possible to implement the circuit arrangement in a structural unit with the device.
  • Temperature detection is therefore possible without a separate temperature sensor.
  • the temperature of the coil winding will be substantially the same as the temperature of the medium in the device, for example the temperature of the fluid in the hydraulic valve, or in any case a meaningful measure of this.
  • the temperature determined in this way can be used to implement overtemperature protection for the coil winding of the electromagnet.
  • FIG. 2 shows the curve i (t) at a second position x 2 of the armature
  • FIG. 3 shows an enlarged representation of the current curve i (t) of FIG. 2 in the region of the lower and upper threshold value i, or i 2
  • Fig. 4 shows an embodiment of the circuit arrangement according to the invention
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a cross section through a device according to the invention.
  • Fig. 1 shows the course of the coil current i over time t of the coil winding 10 of an electromagnet of an inventive
  • the switch-off process t, ⁇ t ⁇ t 2 the nominal voltage U 0 is switched off from the connections of the coil winding 10 and an exponentially falling current i (t) results.
  • the associated time constant ⁇ is determined by the quotient of the coil inductance L and the ohmic resistance R of the coil winding.
  • the temperature T of the arrangement is a first value T, for the course of i (t) shown in FIG. 1.
  • the inductance L is an electromagnet which, according to the exemplary embodiment of the device 12 according to the invention shown in FIG. 5 as a hydraulic proportional valve 42 has an axially movable armature 14, is dependent on the position x of the armature M with respect to the coil winding 10. For the first position x, there is thus a coil inductance L ,, of which the current profile i (t ) is to be assumed in FIG. 1.
  • an electrical operating point of the coil winding 0 can be set by evaluating the voltage drop caused by the coil current i across the measuring resistor R, such that when a lower threshold value i- is reached by the control device 16 Switch 18 is turned on. When the upper threshold value i 2 is reached, the switch 18 is switched off. This results in the time profile of the coil current i (t) shown in FIG. 1.
  • the duty cycle of a T and the off-time t off depends on the choice of the lower
  • Threshold value i 1 of the upper threshold value i 2 and the inductance L of the coil winding and therefore dependent on the position x of the armature 14 and the ohmic resistance R of the coil winding, which in turn is dependent on the temperature T of the coil winding 10.
  • FIG. 3 shows an enlarged representation of the current profile i (t) of FIG. 2 in the region of the lower and the upper threshold values i- and i 2 .
  • a t and a switched-off t off are detected by an electronic computing unit 20 of the controller 16 (Fig. 4) and then continuously evaluated in that firstly the quotient of the duration t and the sum t on + t off of Eirischaltdauer t and off time t off is formed.
  • This quotient is compared with reference data which are stored in an electronic storage means 22 in the control device 16.
  • the stored reference data are determined empirically on one or more specimens typical of the design of the respective device 12.
  • the reference data can be predefined or can be changed in a programmable manner.
  • a read-only memory (ROM) or a programmable read-only memory (PROM, EPROM, EEPROM) can be built into the control device 16 or can be inserted interchangeably.
  • control device 16 (t on + t off) is formed and compared with corresponding stored and also in the electronic memory means 22 reference data. From this comparison, which is preferably carried out under program control with automatic processing of a corresponding control program, which can also be stored in the electronic storage means 22, can be determine both the position x of the armature 14 of the device 12 and the temperature T of the coil winding 10.
  • the switch 18 is designed as a MOS transistor which, with negligibly small control powers, can also switch high loads with low volume resistance.
  • the series circuit consisting of coil winding 10 and measuring resistor R, a freewheeling diode D is connected in parallel.
  • the control device 16 can reduce the holding current, for example by means of a predetermined pulse width ratio.
  • the control device 16 can briefly increase the switching current, for example with a short circuit in the measuring resistor R, or by a brief overvoltage.
  • control device 16 implemented by the microcontroller can also output a self-diagnosis and / or fault signal 46 which may meet the existing standards.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a cross section through a device 12 according to the invention.
  • This exemplary embodiment is a hydraulic proportional valve 42 that can be actuated in an impure manner , which is preferably ferromagnetic or ferromagnetic.
  • the armature 14 experiences a force against the action of the force accumulator 28 arranged in the valve 42, which can be formed, for example, by a helical compression spring.
  • the armature 14 has a bore 30 which corresponds to the inlet and outlet channels 32, 34 of the valve 42 and is rectified in the exemplary embodiment. The position x of the armature 14 determines the effective cross section of the bore 30 and thus the flow 36 of a fluid through the valve 42.
  • the armature 14 takes a preferably annular flange 38 through the contact of the end-shaped and preferably annular flange an annular contact surface 40 also forms an end position closing the valve 42.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

Verfahren zum Ermitteln der Position (x) eines Steilelements eines elektrisch antreibbaren Aktuators, der mittels eines gesteuerten Schalters (18) bei Erreichen eines unteren Schwellenwertes (i,) eingeschaltet wird und bei Erreichen eines oberen Schwellenwertes (i2) ausgeschaltet wird, wobei sich in Abhängigkeit des unteren Schwellenwertes (i1), des oberen Schwellenwertes (i2) und des von der Position (x) des Steilelements abhängigen elektrischen Schaltverhaltens des Aktuators eine Einschaltdauer (tein) und eine Ausschaltdauer (taus) ergibt, und wobei die Position (x) des Steilelements aus einem Vergleich des Quotienten aus Einschaltdauer (tein) oder Ausschaltdauer (taus) und der Summe (tein + taus) von Einschaltdauer (tein) und Ausschaltdauer (taus), sowie aus einem Vergleich der Summe (tein + taus) von Einschaltdauer (tein) und Ausschaltdauer (taus) mit jeweils abgespeicherten Referenzdaten ermittelt wird, sowie eine zugehörige Schaltungsanordnung (24) zur Ausführung des Verfahrens und eine zugehörige Vorrichtung (12), insbesondere ein Hydraulikventil 42.

Description

Verfahren zum Ermitteln der Position eines Stellelements eines elektrisch antreibbaren Aktuators, zugehörige Schaltungsanordnung und Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Position eines Stellelements eines elektrisch antreibbaren Aktuators sowie eine zugehörige Schaltungsanordnung und Vorrichtung, insbesondere ein Hydraulikventil.
Typische Anwendungsgebiete derartiger Verfahren sind beispielsweise elektromagnetisch betätigte Ventile oder Schalter. Die Induktivität des Elektromagneten ist dabei abhängig von der jeweiligen Position des Ankers. Eine Messung der Induktivität ermöglicht daher grundsätzlich die Ermittlung der Position des Ankers.
Aus der DE 43 41 797 A 1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers bekannt, insbesondere zur Anwendung auf dem Gebiet der Zumessung von Kraftstoff bei Brennkraftmaschinen. Durch die Ansteuerung eines Magnetventils wird der Einspritzbeginn, das Einspritzende und damit die eingespritzte Kraftstoff menge festgelegt. Dabei ist es erforderlich, daß der Zeitpunkt bekannt ist, zu dem der Anker des Magnetventils seine Endlage erreicht. Dieser Schaltzeitpunkt kann durch die Auswertung des zeitlichen Verlaufs des Magnetventilstroms gewonnen werden. Zur Reduktion der Verlustleistung ist aus der DE 44 20 282 A1 bekannt, daß während des Zeitfensters, in dem der Schaltzeitpunkt ermittelbar ist, eine getaktete Spannungssteuerung erfolgt.
Aus der DE 33 26 605 A1 ist ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Hublage bzw. Position des Ankers eines Ventil magneten bekannt. Die Wicklung wird mit einem Gleichstrom gespeist, der einen Wechselstromanteil aufweist. Der Wechselstromanteil hängt von der Position des Ankers und mithin von der Ventilstellung ab und wird an einem Meßwiderstand mittels eines Hochpaßfilters abgegriffen.
Das bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die sich einstellende Schaltfrequenz auch von dem ohmschen Widerstand der Spule abhängig ist, der wiederum verhältnismäßig stark von der Temperatur abhängig ist, die demzufolge als Störgröße im Ausgangssignal betreffend die Position des Ankers auftritt. Dieser Störeinfluß soll durch schaltungstechnische Maßnahmen anhand des gemessenen Gleichstromanteils kompensiert werden.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren sowie eine zugehörige Schaltungsanordnung und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden. Insbesondere soll die Position des Stellelements mit großer Genauigkeit und insbesondere unter ausreichender Kompensation des Temperatureinflusses ermittelbar sein. Das Verfahren bzw. die zugehörige Schaltungsanordnung und
Vorrichtung soll kostengünstig in der Herstellung und Wartung sein und darüber hinaus einen dauerhaft zuverlässigen Betrieb gewährleisten. Das Problem ist durch das im Anspruch 1 bestimmte Verfahren sowie durch die in den nebengeordneten Ansprüchen bestimmte Schaltungsanordnung und Vorrichtung gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.
Erfindungsgemäß ist das Problem bei einem Verfahren zum Ermitteln der Position x eines Stellelements eines elektrisch antreibbaren Aktuators, der mittels eines gesteuerten Schalters bei Erreichen eines unteren Schwellenwertes eingeschaltet wird und bei Erreichen eines oberen Schwellenwertes ausgeschaltet wird, wobei sich in Abhängigkeit des unteren Schwellenwertes, des oberen Schwellenwertes und des von der Position x des Stellelements abhängigen elektrischen Schaltverhaltens des Aktuators eine Einschaltdauer tein und eine Ausschaltdauer taus ergibt, dadurch gelöst, daß die Position x des Stellelements aus einem Vergleich des Quotienten aus Einschaltdauer tein oder Ausschaltdauer taus und der
Summe tejn + taus von Einschaltdauer tein und Ausschaltdauer taus, sowie aus einem Vergleich der Summe tein + taus von Einschaltdauer tein und Ausschaltdauer taus mit jeweils abgespeicherten Referenzdaten ermittelt wird.
Der elektrisch antreibbare Aktuator kann beispielsweise ein elektromagnetisch antreibbarer Aktuator, ein piezoelektrisch antreibbarer Aktuator, oder jede Art von Aktuator sein, der aufgrund eines elektrischen Steuersignals eine mechanische Bewegung ausführt, und dadurch beispielsweise als Stell- oder Schaltglied in einem Regelkreis wirkt. In einer . besonderen Ausführungsart der Erfindung handelt es sich bei dem Stellelement des Aktuators um den Anker eines Elektromagneten. Die Bewegung des Ankers kann translatorisch und/oder rotatorisch erfolgen. Bei einer translatorischen Bewegung kann der Stellweg des Stellelements zwischen einigen Bruchteilen eines Millimeters bis zu einigen Zentimetern oder mehr betragen.
Die Bildung des Quotienten aus Einschaltdauer bzw. Ausschaltdauer und der Summe von Einschalt- und Ausschaltdauer kann grundsätzlich auch mittels eines Analogrechners erfolgen, wird aber beispielsweise aus Gründen der Störsicherheit oder aus Kostengründen vorzugsweise durch eine digitale elektronische Recheneinheit durchgeführt. Die Einschalt- und Ausschaltdauer können beispielsweise durch das Zählen der Impulse eines entsprechend hochfrequenten und ggf. zentralen Taktes bestimmt werden, wobei das Einschalt- bzw. Ausschaltsignal als Durchschaltesignal für den hochfrequenten Takt dient. Der Vergleich mit den abgespeicherten Referenzdaten, die üblicherweise empirisch gewonnen werden, beispielsweise anhand eines für die jeweilige Bauart typischen Aktuators, erfolgt ebenfalls vorzugsweise durch die elektronische Recheneinheit.
Der Quotient aus Einschaltdauer bzw. Ausschaltdauer und der Summe von Einschalt- und Ausschaltdauer kann als Pulsweitenverhältnis oder auch Tastverhältnis bezeichnet werden, das sowohl von der Position x des Stellelements des Aktuators abhängig ist, als in der Regel auch von der Temperatur der Anordnung. Typische Temperaturwerte während des Betriebs entsprechender Vorrichtungen betragen zwischen 50 und 100° C, und können in Abhängigkeit des Anwendungsfalles und der Umgebungstemperaturen auch darüber oder darunter liegen.
In der Regel wird der Vergleich eines ermittelten Quotienten mit den abgespeicherten Referenzdaten noch keine ausreichende Genauigkeit hinsichtlich der Bestimmung der Position x des Stellelements gewährleisten. Der in diesem Quotienten enthaltene Beitrag der Temperatur könnte beispielsweise über einen nahe der Anordnung angebrachten Temperatursensor herausgerechnet werden. Vorzugsweise erfolgt die Kompensation des Temperatureinflußes allerdings über den Vergleich der Summe der Einschalt- und Ausschaltdauer mit entsprechenden Referenzdaten.
Beispielsweise wird von den abgespeicherten Referenzdatenpaaren „Position x" und „Temperatur T", die aufgrund des ermittelten Quotienten in Frage kommen, aufgrund der ebenfalls ermittelten Summe von Einschalt- und Ausschaltdauer dasjenige Wertepaar als gültig identifiziert, für das entsprechende Referenzdaten betreffend das ermittelte Summensignal hinterlegt sind. Hierbei kann erforderlichenfalls auch eine Interpolation durchgeführt werden, um einen Zwischenwert zwischen zwei ermittelten oder zwei abgespeicherten Werten zu berechnen.
Alternativ oder ergänzend ist ein Vergleich dahingehend möglich, daß parametrisierte und für die jeweilige Bauart des Aktuators repräsentative Gleichungen hinterlegt sind, in welche die gemessenen Quotienten und Summenwerte als Variable eingesetzt werden. Wesentlich ist, daß sowohl der Quotient als auch die Summe zur Ermittlung der Position des Stellelementes herangezogen werden.
In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung betätigt das Stellelement ein Ventil, beispielsweise ein hydraulisches oder pneumatisches Ventil. Bei dem Ventil kann es sich um ein Schaltventil oder einer
Proportional ventil handeln, beispielsweise ein Regelventil zum stufenlosen Einstellen eines vorgebbaren Durchflusses oder Druckes. Bei dem gesteuerten Schalter kann es sich um einen kontaktlosen elektronisch gesteuerten Schalter wie beispielsweise einen Transistor handeln, insbesondere einen MOS-Transistor. Neben einer ersten und zweiten Schaltelektrode weisen derartige Schalter üblicherweise einen dritten Steueranschluß auf, über den mittels einer geringen Steuer! ei stung auch hohe Schaltleistungen verschleißfrei und mit geringer Verlustleistung schaltbar sind.
Im Falle eines Elektromagneten wird der Spulenstrom der Wicklung des Elektromagneten geregelt. Für diesen Spulenstrom können untere und obere Schwellenwerte vorgegeben werden, die insbesondere einstellbar und/oder speicherprogrammierbar sein können. Diese Schwellenwerte bestimmen den Arbeitspunkt des Elektromagneten. Die Wahl dieses Arbeitspunktes und der Differenz der Schwellenwerte bestimmen das sich einstellende oszillierende Schaltverhalten. Zum Überwachen des Erreichens der Schwellenwerte wird ein Spannungssigna! an einem Widerstand ausgewertet, über den der Spulenstrom fließt. Grundsätzlich käme hierfür auch der ohmsche Widerstand der Spulenwicklung in Frage. Vorzugsweise wird allerdings ein elektrisch in Serie zu dem Aktuator und insbesondere zur Spulenwicklung geschalteter ohmscher Widerstand verwendet, der weiter vorzugsweise mit einer Elektrode auf einem Bezugspotential der auswertenden Steuereinrichtung liegt, insbesondere auf Massepotential.
I n einer besonderen Ausführungsart der Erfindung wird das Überwachen des Erreichens der Schwellenwerte, und/oder das Ansteuern des Schalters, und/oder das Vergleichen mit den Referenzdaten von einem Mikrocontroller ausgeführt. Dabei kann es sich insbesondere um wenige oder sogar einen einzigen integrierten Schaltkreis handeln, durch den auch eine Analog/Digital-Wandlung der Eingangssignale und die elektronische Recheneinheit zum Berechnen des Quotienten und der Summe aus Einschalt- und Ausschaltdauer sowie des nachfolgenden Vergleichs mit abgespeicherten Referenzdaten ausgeführt werden. Das Ausgangssignal des MikroControllers kann analog und/oder in vorgebbarer Weise digital kodiert sein, einschließlich der Ausgabe eines frequenzanalogen Signals. Darüber hinaus kann der Mikrocontroller auch alle entsprechend den gültigen Standards erforderlichen Selbstdiagnosesignale und Fehlersignale generieren und über vorgebbare Schnittstellen ausgeben.
In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung wird bei durchgeschaltetem Aktuator der Haltestrom herabgesetzt. Dadurch ergibt sich nicht nur eine Energieeinsparung, sondern auch eine Herabsetzung der mechanischen und thermischen Belastung, und zwar nicht nur der jeweiligen Vorrichtung, sondern insbesondere auch der gesamten apparativen Umgebung. Die Herabsetzung des Haltestromes kann beispielsweise durch eine Herabsetzung des Spulennennstromes, durch Einstellen eines vorgebbaren Pulsweitenverhältnisses oder dgl. ausgeführt werden.
In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung wird beim Schalten des Aktuators der Schaltstrom gegenüber dem Nennstrom erhöht. Dadurch läßt sich im Bedarfsfall ein schnelleres Schaltverhalten erreichen. Die Erhöhung des Schaltstromes kann beispielsweise durch einen temporären Kurzschluß von Widerständen erfolgen, die in Serie zu der Spulenwicklung geschaltet sind, durch Anschließen einer Überspannung oder dergleichen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Schaltungsanordnung zum schaltungstechnischen Realisieren des vorstehend beschriebenen Verfahrens sowie eine Vorrichtung, insbesondere ein Hydraulikventil, mit einer solchen Schaltungsanordnung.
In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist die Recheneinheit als integrierter Schaltkreis ausgeführt,, wobei die Signalverarbeitung überwiegend oder ausschließlich digital durchgeführt wird. Durch die mit der Ausführung als integrierter Schaltkreis einhergehende Miniaturisierung besteht die Möglichkeit, die Schaltungsanordnung in Baueinheit mit der Vorrichtung auszuführen. Neben einer entsprechenden Störsicherheit und Verarbeitungsgeschwindigkeit besteht insbesondere die Möglichkeit, die Elektronik auch baulich sehr nahe an dem Aktuator anzuordnen.
Wie sich aus dem vorstehend beschriebenen Verfahren ergibt, kann nicht nur die Position x des Stellelements ermittelt werden, sondern auch die Temperatur T des Aktuators, insbesondere der Spulenwicklung. Die
Temperaturermittlung ist daher ohne einen separaten Temperatursensor möglich. In einigen Anwendungsfällen wird die Temperatur der Spulenwicklung im wesentlichen gleich der Temperatur des Mediums in der Vorrichtung sein, beispielsweise die Temperatur des Fluids in dem Hydraulikventil, oder jedenfalls ein aussagekräftiges Maß dafür sein. Außerdem kann die so ermittelte Temperatur für die Realisierung eines Übertemperaturschutzes für die Spulenwicklung des Elektromagneten eingesetzt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Fig. 1 zeigt den Verlauf i(t) des Spulenstromes i eines Elektromagneten über der Zeit t bei einer ersten Position x, des An kers,
Fig. 2 zeigt den Verlauf i(t) bei einer zweiten Position x2 des Ankers, Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Stromverlaufes i(t) der Fig. 2 im Bereich des unteren und oberen Schwellenwertes i, bzw. i2, Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, und
Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
Die Fig. 1 zeigt den Verlauf des Spulenstromes i über der Zeit t der Spulenwicklung 10 eines Elektromagneten einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung 12 (Fig. 5). Während des Einschaltvorganges O < t < t, liegt an dem Elektromagneten die Nennspannung U0 an, aus der sich zusammen mit dem ohmschen Widerstand R der Spulenwicklung der Endwert des Stromes i0 gemäß i0 = UQ/R ergibt. Während des Ausschaltvorganges t, < t < t2 wird die Nennspannung U0 von den Anschlüssen der Spulenwicklung 10 abgeschaltet und es ergibt sich ein exponentiell abfallender Strom i (t). Die zugehörige Zeitkonstante τ ist bestimmt durch den Quotienten aus der Spuleninduktivität L und dem ohmschen Widerstand R der Spulenwicklung. Die Temperatur T der Anordnung betrage für den in der Fig. 1 dargestellten Verlauf von i(t) einen ersten Wert T,.
Die Induktivität L eine Elektromagneten, der gemäß dem in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 als ein hydraulisches Proportionalventil 42 einen axial beweglichen Anker 14 aufweist, ist abhängig von der Position x des Ankers M in Bezug auf die Spulenwicklung 10. Für die erste Position x, ergibt sich somit eine Spuleninduktivität L,, von der bei dem Stromverlauf i(t) in der Fig. 1 ausgegangen werden soll.
Mit der in der Fig. 4 dargestellten Schaltungsanordnung kann ein elektrischer Arbeitspunkt der Spulenwicklung 0 eingestellt werden, indem der durch den Spulenstrom i an dem Messwiderstand R, hervorgerufene Spannungsabfall dahingehend ausgewertet wird, daß bei Erreichen eines unteren Schwellenwertes i-, von der Steuereinrichtung 16 der Schalter 18 durchgeschaltet wird. Bei Erreichen des oberen Schwellenwertes i2 wird der Schalter 18 ausgeschaltet. Dadurch ergibt sich der in der Fig. 1 dargestellte zeitliche Verlauf des Spulenstromes i(t). Die Einschaltdauer tein und die Ausschaltdauer taussind abhängig von der Wahl des unteren
Schwellenwertes i„ des oberen Schwellenwertes i2 sowie der Induktivität L der Spulenwicklung und mithin abhängig von der Position x des Ankers 14 und des ohmschen Widerstandes R der Spulenwicklung, der wiederum abhängig von der Temperatur T der Spulenwicklung 10 ist.
In der Fig. 2 ist der Verlauf i(t) derselben Spulenwicklung 10 für eine zweite Position x2 des Ankers 14, aber bei unveränderter Temperatur 1] dargestellt. In dieser Position x2 ist der Anker 14 weiter in die Spulenwicklung 10 eingetreten, so daß die Induktivität L => L2(x2) größer ist als die Induktivität L^x,), die sich bei einer Position x = x^ des Ankers 14 ergibt.
Der in der Fig. 2 dargestellte Stromverlauf i(t) mit dem zugehörigen Quotienten aus teιn bzw. taus und der Summe aus tein + taus (siehe Fig. 3) kann sich auch im Falle einer unveränderten Position x = , des Ankers 14, aber bei einer entsprechend erhöhten Temperatur T2 > T, ergeben. Mithin läßt sich aus dem veränderten Stromverlauf i(t) noch nicht eindeutig schließen, ob sich dieser aufgrund einer veränderten Position x des Ankers 14 und/oder einer veränderten Temperatur T eingestellt hat.
Die Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Stromverlaufes i(t) der Fig. 2 im Bereich des unteren bzw. des oberen Schwellenwertes i-, bzw. i2. In dem dargestellten Arbeitspunkt ergibt sich eine Einschaltdauer tein und eine Ausschaltdauer taus. Diese werden von einer elektronischen Recheneinheit 20 der Steuereinrichtung 16 (Fig. 4) erfaßt und dahingehend ausgewertet, daß zunächst der Quotient aus Einschaltdauer tein und der Summe tein + taus von Eirischaltdauer tein und Ausschaltdauer taus gebildet wird. Dieser Quotient wird mit Referenzdaten verglichen, die in einem elektronischen Speichermittel 22 in der Steuereinrichtung 16 abgespeichert sind. Die abgespeicherten Referenzdaten sind empirisch an einem oder mehreren für die Bauart der jeweiligen Vorrichtung 12 typischen Exemplar ermittelt. Die Referenzdaten können fest eingestellt vorgegeben oder programmierbar veränderbar sein. Beispielsweise kann in die Steuereinrichtung 16 ein Nur-Lese-Speicher (ROM) oder ein programmierbarer Nur-Lese-Speicher (PROM, EPROM, EEPROM) eingebaut sein oder austauschbar einsteckbar sein.
Weiterhin wird von der Steuereinrichtung 16 die Summe (tein + taus) gebildet und mit entsprechenden und ebenfalls in den elektronischen Speichermitteln 22 abgespeicherten Referenzdaten verglichen. Aus diesem Vergleich, der vorzugsweise programmgesteuert unter automatischer Abarbeitung eines entsprechenden Steuerprogramms erfolgt, das ebenfalls in den elektronischen Speichermitteln 22 abgespeichert sein kann, läßt sich sowohl die Position x des Ankers 14 der Vorrichtung 12 ermitteln, als auch die Temperatur T der Spulenwicklung 10.
In dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 24 ist der Schalter 18 als MOS- Transistor ausgeführt, der mit vernachläßigbar kleinen Steuerleistungen auch hohe Lasten mit geringem Durchgangswiderstand schalten kann. Der Serienschaltung aus Spulenwicklung 10 und Meßwiderstand R, ist eine Freilaufdiode D parallel geschaltet. Nach Erreichen eines stationären Zustandes, beispielsweise durchgeschaltet, kann die Steuereinrichtung 1 6 den Hältestrom herabsetzen, beispielsweise durch ein vorgegebenes Pulsweitenverhältnis. Für einen schnellen Schaltvorgang kann die Steuereinrichtung 16 den Schaltstrom kurzzeitig erhöhen, beispielsweise unter Kurzschluß des Meßwiderstandes R, oder durch eine kurzzeitige Überspannung. Die vorzugsweise unter Verwendung oder als
Mikrocontroller realisierte Steuereinrichtung 16 kann neben dem Signal 44 für die Position x des Ankers 14 auch ein den gegebenenfalls bestehenden Standards genügendes Selbstdiagnose- und/oder Störsignal 46 ausgeben.
Die Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 12. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich unrein elektromagnetisch betätigbares hydraulisches Proportional ventil 42. Der vorzugsweise para- oder diamagnetische Anker 14 weist im Bereich der Spulenwicklung 10 eine beispielsweise hülsenförmige Ummantelung 26 auf, die vorzugsweise ferri- oder ferromagnetisch ist. Bei einer Strombeaufschlagung der Spulenwicklung 10 erfährt der Anker 14 eine Kraft gegen die Wirkung des in dem Ventil 42 angeordneten Kraftspeichers 28, der beispielsweise durch eine Schraubendruckfeder gebildet sein kann. Der Anker 14 weist eine Bohrung 30 auf, die mit Eintritts- und Austrittskanälen 32, 34 des Ventils 42 korrespondiert und im Ausführungsbeispiel mit diesem gleichgerichtet ist. Die Position x des Ankers 14 bestimmt den wirksamen Querschnitt der Bohrung 30 und mithin den Durchfluß 36 eines Fluids durch das Ventil 42. Im spannungsfreien Zustand der Spulenwicklung 10 nimmt der Anker 14 eine durch die Anlage des endseitig ausgebildeten und vorzugsweise ringförmigen Flansches 38 an einer vorzugsweise ebenfalls ringförmig ausgebildeten Anlagefläche 40 eine das Ventil 42 verschließende Endposition ein.

Claims

1.4
P a t e n t a n s p r ü c h e
. Verfahren zum Ermitteln der Position (x) eines Stellelements eines . elektrisch antreibbaren Aktuators, der mittels eines gesteuerten
Schalters (18) bei Erreichen eines unteren Schwellenwertes (i,) eingeschaltet wird und bei Erreichen eines oberen Schwellenwertes
(i2) ausgeschaltet wird, wobei sich in Abhängigkeit des unteren Schwellenwertes (i-,), des oberen Schwellenwertes (i2) und des von der Position (x) des Stellelements abhängigen elektrischen Schaltverhaltens des Aktuators eine Einschaltdauer (tein) und eine Ausschaltdauer (taus) ergibt, und wobei die Position (x) des
Stellelements aus einem Vergleich des Quotienten aus Einschaltdauer (tein) oder Ausschaltdauer (t-us) und der Summe (tein + talls) von Einschaltdauer (tein) und Ausschaltdauer (taus), sowie aus einem Vergleich der Summe (teιn + taus) von Einschaltdauer (tein) und Ausschaltdauer (taus) mit jeweils abgespeicherten Referenzdaten ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement des Aktuators ein Anker (14) eines Elektromagneten ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement ein Ventil (42) betätigt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwerte (i i2) vorgebbar sind, insbesondere einstellbar und/oder speicherprogrammierbar sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachen des Erreichens der Schwellenwerte (i,, i2), das Ansteuern des Schalters (18) und das Vergleichen mit den Referenzdaten von einem Mikrocontroller ausgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Überwachen des Erreichens der Schwellenwerte (i,, i2) ein Spannungssignal an einem elektrisch in Serie zu dem Aktuator geschalteten Widerstand R ausgewertet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei durchgeschaltetem Aktuator der Haltestrom herabgesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schalten des Aktuators der Schaltstrom gegenüber einem Nennwert erhöht wird.
9. Schaltungsanordnung (24) zum Ermitteln der Position (x) eines
Stellelements eines elektrisch antreibbaren Aktuators, der mittels eines gesteuerten Schalters (18) bei Erreichen eines unteren Schwellenwertes (i,) einschaltbar ist und bei Erreichen eines oberen Schwellenwertes (i2) ausschaltbar ist, wobei sich in Abhängigkeit des unteren Schwellenwertes (i,), des oberen Schwellenwertes (i2) und des von der Position (x) des Stellelements abhängigen elektrischen" Schaltverhaltens des Aktuators eine Einschaltdauer (tein) und eine Ausschaltdauer (taus) ergibt, und wobei mittels einer elektronischen Recheneinheit (20) die Einschaltdauer (teIn) und die Ausschaltdauer (taus) meßtechnisch erfaßbar ist, und daß mittels der elektronischen Recheneinheit (20) die Position (x) des Stellelements aus einem Vergleich des Quotienten aus Einschaltdauer (tem) oder Ausschaltdauer (taus) und der Summe (teln -+- taus) von Einschaltdauer (tein) und Ausschaltdauer (taus), sowie aus einem Vergleich der Summe (tein + taus) von Einschaltdauer (teiπ) und Ausschaltdauer (taus) mit jeweils abgespeicherten Referenzdaten ermittelbar ist.
10. Vorrichtung (12), insbesondere Hydraulikventil, mit einer Schaltungsanordnung (24) nach Anspruch 9 zum Ausführen des
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (20) als integrierter Schaltkreis ausgeführt ist und in Baueinheit mit der Vorrichtung (12) ausgeführt ist.
PCT/EP2003/007630 2002-07-26 2003-07-15 Verfahren zum ermitteln der position eines stellelements eines elektrisch antreibbaren aktuators, zugehörige schaltungsanordnung und vorrichtung WO2004013874A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004525196A JP2005534189A (ja) 2002-07-26 2003-07-15 電気的に駆動可能なアクチュエータの制御要素の位置を決定するプロセス、これに伴う回路、および装置
EP03766167A EP1525596A1 (de) 2002-07-26 2003-07-15 Verfahren zum ermitteln der position eines stellelements eines elektrisch antreibbaren aktuators, zugeh rige schaltungsanordn ung und vorrichtung
AU2003250949A AU2003250949A1 (en) 2002-07-26 2003-07-15 Method for determining the position of a positioning element of an electrically-operated actuator, corresponding circuit arrangement and device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002135188 DE10235188B3 (de) 2002-07-26 2002-07-26 Verfahren zum Ermitteln der Position eines Stellelements eines elektrisch antreibbaren Aktuators, zugehörige Schaltungsanordnung und Vorrichtung
DE10235188.0 2002-07-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004013874A1 true WO2004013874A1 (de) 2004-02-12

Family

ID=30469322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2003/007630 WO2004013874A1 (de) 2002-07-26 2003-07-15 Verfahren zum ermitteln der position eines stellelements eines elektrisch antreibbaren aktuators, zugehörige schaltungsanordnung und vorrichtung

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6895997B2 (de)
EP (1) EP1525596A1 (de)
JP (1) JP2005534189A (de)
CN (1) CN1286128C (de)
AU (1) AU2003250949A1 (de)
DE (1) DE10235188B3 (de)
WO (1) WO2004013874A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102171420A (zh) * 2008-05-17 2011-08-31 戴姆勒股份公司 气门机构
DE102020006165A1 (de) 2020-10-07 2022-04-07 HEM-Tech GmbH Hydraulische Servolenkung

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10347118B3 (de) * 2003-10-10 2005-02-24 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Elektronische Schaltungsanordnung zum Anschluss mindestens eines aktiven Drehzahlsensors, insbesondere bei Nutzfahrzeugen
FR2876742B1 (fr) * 2004-10-18 2010-08-27 Renault Sas Procede de pilotage d'un circuit de commande et dispositif d'actionnement
JP4740616B2 (ja) * 2005-03-10 2011-08-03 本田技研工業株式会社 電磁アクチュエータ制御装置及び車両の制御装置
DE102005018012A1 (de) * 2005-04-18 2006-10-19 Zf Friedrichshafen Ag Sensorlose Positionserkennung in einem elektromagnetischen Aktuator
DE102005038934A1 (de) * 2005-08-17 2007-02-22 Trw Automotive Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Position eines Schiebers in einem elektromechanischen Ventil
FR2901053B1 (fr) * 2006-05-15 2008-10-17 Schneider Electric Ind Sas Dispositif electronique de commande pour appareil electromagnetique
US7483253B2 (en) * 2006-05-30 2009-01-27 Caterpillar Inc. Systems and methods for detecting solenoid armature movement
DE102006047827B4 (de) * 2006-10-10 2019-05-16 Wabco Gmbh Verfahren und Schaltung zur Auswertung eines induktiven Wegsensors
DE102007004595A1 (de) * 2007-01-30 2008-08-07 Samson Ag Verfahren und Einrichtung zum Übertragen von elektrischen Stellungsinformationen eines Stellglieds
US8007247B2 (en) * 2007-05-22 2011-08-30 Medtronic, Inc. End of stroke detection for electromagnetic pump
EP2072791A1 (de) * 2007-12-18 2009-06-24 C.R.F. Società Consortile per Azioni Verfahren zur Bestimmung des Zeitpunkts, zu dem die Nadel eines Magnetventils ihre Endposition erreicht
DE102008022947B4 (de) * 2008-05-09 2021-11-04 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Stellantriebs
GB0904377D0 (en) * 2009-03-13 2009-04-29 Young David C Golf aid
DE102010036941B4 (de) * 2010-08-11 2012-09-13 Sauer-Danfoss Gmbh & Co. Ohg Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Zustands eines elektrisch angesteuerten Ventils
US9752990B2 (en) 2013-09-30 2017-09-05 Honeywell International Inc. Low-powered system for driving a fuel control mechanism
GB201110699D0 (en) 2011-06-24 2011-08-10 Camcon Oil Ltd Electromagnetic actuators and monitoring thereof
DE102011086773A1 (de) * 2011-11-22 2013-05-23 Robert Bosch Gmbh Metallsensor
DE102012005936B4 (de) * 2012-03-26 2022-11-24 Bürkert Werke GmbH Magnetventil mit einer Zustandsüberwachungseinheit sowie Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Magnetventils
CN103216661B (zh) * 2013-03-29 2015-05-27 北京控制工程研究所 一种非接触式电动阀调试测量方法
DE102013218149B4 (de) * 2013-09-11 2022-06-23 Vitesco Technologies GmbH Schaltungsanordnung zur Ermittlung von Induktivitätsänderungen der Spule eines magnetischen Aktuators aufgrund der Bewegung des betätigten Aktuators
GB2528891A (en) * 2014-08-01 2016-02-10 Chargepoint Technology Ltd Operator feedback of valves
US10520334B2 (en) 2015-03-20 2019-12-31 Dana Automotive Systems Group, Llc Induction based position sensing in an electromagnetic actuator
DE102016217624A1 (de) * 2015-09-21 2017-03-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Steuerungseinheit sowie Verfahren zum Überwachen der Funktion eines elektromagnetischen Aktuators
US10234496B2 (en) * 2016-02-16 2019-03-19 Woodward, Inc. Detection of valve open time for solenoid operated fuel injectors
GB2551536B (en) * 2016-06-21 2019-10-23 Delphi Automotive Systems Lux Method of controlling and monitoring a fuel injector
CN108375705B (zh) * 2018-01-29 2021-01-15 中国第一汽车股份有限公司 电磁式执行器的能量状态诊断释放电路
RU2717952C1 (ru) * 2019-11-26 2020-03-27 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Способ определения положения якоря электромагнита и устройство для его осуществления
US11521815B2 (en) * 2020-07-15 2022-12-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Detecting a position of an armature in an electromagnetic actuator
FR3112652B1 (fr) * 2020-07-20 2023-05-12 Schneider Electric Ind Sas Procédés pour estimer une propriété d’un appareil de commutation électrique, dispositifs associés
RU2746039C1 (ru) * 2020-08-24 2021-04-06 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Способ определения положения якоря электромагнита и устройство для его осуществления
RU2747003C1 (ru) * 2020-10-26 2021-04-23 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Способ определения положения якоря электромагнита и устройство для его осуществления

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3326605A1 (de) * 1983-07-23 1985-02-07 Binder Magnete GmbH, 7730 Villingen-Schwenningen Verfahren und schaltungsanordnung zur ueberwachung der hublage des ankers eines elektro-hubmagneten, insb. eines ventilmagneten
US4970622A (en) * 1986-12-03 1990-11-13 Buechl Josef Method and apparatus for controlling the operation of an electromagnet
DE4341797A1 (de) * 1993-12-08 1995-06-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers
DE4420282A1 (de) * 1994-06-10 1995-12-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers
US5578904A (en) * 1991-11-29 1996-11-26 Caterpillar Inc. Method and apparatus for determining the position of an armature of an electromagnetic actuator in response to the magnitude and time derivative of the actuator coil current
DE10136672A1 (de) * 2000-07-28 2002-03-14 Swedish Control System Ab Amal Verfahren zur Positionsmessung eines elektromagnetischen Stellglieds

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29703587U1 (de) * 1997-02-28 1998-06-25 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Elektromagnetischer Aktuator mit Näherungssensor
DE19821548C2 (de) * 1998-05-14 2000-05-31 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines elektromagnetischen Ventils
JP2003502855A (ja) * 1999-06-18 2003-01-21 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 電気機械的操作駆動部の制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3326605A1 (de) * 1983-07-23 1985-02-07 Binder Magnete GmbH, 7730 Villingen-Schwenningen Verfahren und schaltungsanordnung zur ueberwachung der hublage des ankers eines elektro-hubmagneten, insb. eines ventilmagneten
US4970622A (en) * 1986-12-03 1990-11-13 Buechl Josef Method and apparatus for controlling the operation of an electromagnet
US5578904A (en) * 1991-11-29 1996-11-26 Caterpillar Inc. Method and apparatus for determining the position of an armature of an electromagnetic actuator in response to the magnitude and time derivative of the actuator coil current
DE4341797A1 (de) * 1993-12-08 1995-06-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers
DE4420282A1 (de) * 1994-06-10 1995-12-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers
DE10136672A1 (de) * 2000-07-28 2002-03-14 Swedish Control System Ab Amal Verfahren zur Positionsmessung eines elektromagnetischen Stellglieds

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102171420A (zh) * 2008-05-17 2011-08-31 戴姆勒股份公司 气门机构
DE102020006165A1 (de) 2020-10-07 2022-04-07 HEM-Tech GmbH Hydraulische Servolenkung
WO2022073734A1 (de) 2020-10-07 2022-04-14 HEM-Tech GmbH Hydraulische servolenkung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005534189A (ja) 2005-11-10
US6895997B2 (en) 2005-05-24
CN1286128C (zh) 2006-11-22
CN1596451A (zh) 2005-03-16
US20040016461A1 (en) 2004-01-29
DE10235188B3 (de) 2004-04-01
AU2003250949A1 (en) 2004-02-23
EP1525596A1 (de) 2005-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10235188B3 (de) Verfahren zum Ermitteln der Position eines Stellelements eines elektrisch antreibbaren Aktuators, zugehörige Schaltungsanordnung und Vorrichtung
EP2603807B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung des zustands eines elektrisch angesteuerten ventils
DE102011005672B4 (de) Verfahren, Vorrichtung und Computerprogramm zur elektrischen Ansteuerung eines Aktuators zur Bestimmung des Zeitpunkts eines Ankeranschlags
EP0449852B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung und erfassung der bewegung eines ankers eines elektromagnetischen schaltorgans
DE3730523C2 (de)
DE3152626C1 (de) Elektronische Schaltungsanordnungen zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Bauelementes
DE4013393C2 (de)
DE3543055C1 (de) Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Elektromagneten
WO2016166142A1 (de) Steuern eines kraftstoffeinspritz-magnetventils
EP0837479B1 (de) Elektromagnettreiberschaltung
EP1165944B1 (de) Verfahren zum bestimmen der position eines ankers
DE102010043306B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines magnetischen Schaltgliedes, elektrische Schaltung zum Betreiben des magnetischen Schaltgliedes sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung
DE102010063681A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Schaltgliedes
DE19834405B4 (de) Verfahren zur Schätzung eines Nadelhubs eines Magnetventils
DE102015217311B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Spulenantriebs
EP1540431B1 (de) Verfahren zum regeln des stroms durch ein elektromagnetisches stellglied
EP3743613A1 (de) Injektor und vorrichtung zur zustandserfassung eines solchen injektors
EP3690967B1 (de) Ansteuerschaltung und verfahren zur ansteuerung eines piezoelektrischen transformators
WO1992015779A1 (de) Einrichtung zur erfassung des einspritzbeginnzeitpunks bei einem einspritzventil
EP0720770B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung eines elektromagnetischen verbrauchers
WO2010102965A1 (de) Verfahren zur überwachung der elektrischen eigenschaften eines getaktet gesteuerten lastkreises und schaltungsanordnung zur durchführung des verfahrens
DE102008044217A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung, insbesondere eines elektromagnetisch betätigten Ventils, beispielsweise eines Kraftstoff-Einspritzventils oder eines Bremsventils
WO2008037464A1 (de) Regeleinheit und verfahren zur regelung einer elektromagnetischen ventilanordnung
DE102020213169B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bewegungsdiagnose eines Ankers eines Magnetventils
CH709613A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Ankerhubes eines Magnetaktuators.

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003766167

Country of ref document: EP

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20038016133

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004525196

Country of ref document: JP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003766167

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2003766167

Country of ref document: EP