WO2019025038A1 - Method and device for monitoring an armature end position of an electromagnetic actuator - Google Patents

Method and device for monitoring an armature end position of an electromagnetic actuator Download PDF

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WO2019025038A1
WO2019025038A1 PCT/EP2018/059457 EP2018059457W WO2019025038A1 WO 2019025038 A1 WO2019025038 A1 WO 2019025038A1 EP 2018059457 W EP2018059457 W EP 2018059457W WO 2019025038 A1 WO2019025038 A1 WO 2019025038A1
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end position
coil
current
hysteresis loop
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Andrey GADYUCHKO
Vladimir Kireev
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Ilmenauer Mechatronik GmbH
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    • H01F2007/1861—Monitoring or fail-safe circuits using derivative of measured variable

Definitions

  • the invention relates to methods for Ankerendlagenüberwachung an electromagnetic actuator with an excitation coil and with a relative to the excitation coil between a Startposi ⁇ tion and an end position movable armature and a pre ⁇ direction for performing this method.
  • Electromagnetic actuators as solenoid valves, electromag ⁇ genetic brakes, relays, etc. known .
  • Such electromag netic ⁇ actuator includes a magnetic circuit having an exciter coil and a ⁇ comparable with respect to the exciting coil between a starting position and an end position in an armature chamber slidably disposed anchor.
  • the magnetic circuit comprises a pole core against which the armature abuts when at a
  • Energizing the exciting coil of the armature is moved from the start position to the end position.
  • Some applications require monitoring the actuator for the position of its armature, whether it has actually reached the desired position or is malfunctioning. It is particularly important to know whether the anchor gear position correctly in its off ⁇ , ie start position or end position, ie end position.
  • Prior art assemblies and methods for the determina tion of the anchor layer ⁇ known in which sensors, such as. Differential transformers (LVDT), AMR, eddy current and neck sensors are used. However, such components cause additional costs, require an increased Bauaumbe ⁇ may represent an additional risk of default.
  • sensors such as. Differential transformers (LVDT), AMR, eddy current and neck sensors are used.
  • LVDT Differential transformers
  • AMR eddy current and neck sensors
  • Bauaumbe ⁇ may represent an additional risk of default.
  • sensorless methods for determining the An ⁇ kerstart- and anchor end position such as, for example, from EP 1 165 944 Bl. In this known method the Posi ⁇ tion of the armature is determined in response to the magnetic flux and the current through the excitation coil.
  • a method for determining functional states of an electromagnetic actuator be ⁇ known, in which the functional state is determined based on a comparison between a magnetic reference characteristic and ei ⁇ ner magnetic actual characteristic.
  • the magnetic reference characteristic describes a concatenated desired magnetic flux as a function of a current intensity.
  • the magnetic actual characteristic describes a concatenated magnetic actual flux as a function of the current intensity, wherein the concatenated magnetic actual flux from a current and voltage measurement in the control loop of the magnetic field during the operation of the actuator is he ⁇ averages.
  • the invention has for its object to provide a method for
  • Anchor position monitoring namely in particular for Ankerstartposi- tion monitoring and Ankerendpositionsüberwachung an electromagnetic actuator with an excitation coil and with ei ⁇ nem relative to the excitation coil between a start position and an end position movable anchor indicate, with which without the use of sensors an allowable or non-permissible position of the armature can be determined , Furthermore, a device suitable for this purpose should be specified.
  • This object is achieved by a method having the Merkma ⁇ len of claim 1 and an apparatus having the shopping ⁇ paint of claim 10.
  • This method for Ankerendlagenschreibwachung an electro ⁇ magnetic actuator with an excitation coil and a rela ⁇ tively movable to the exciter coil between a start position and an end position anchor is inventively characterized in that
  • a (h) characteristic curve formed as a hysteresis loop is determined from the voltage and current profile
  • the control of the excitation coil by means of a clamping ⁇ voltage pulse of small amplitude at the level of current applied to ⁇ operating voltage, which may be different zero or non-zero.
  • a short voltage pulse leads to an equally short-term current change, d. H . a reversible Stro- change of the coil current of the excitation coil with a same time ⁇ change of the magnetic flux in the magnetic circuit of the electromagnetic actuator.
  • the amplitude of such short-term ⁇ voltage pulse is as low as possible, but to choose as high as necessary to provide easily measurable current changes without simultaneously affects the function of the electro ⁇ magnetic actuator, d. H . a movement of the an ⁇ kers is initiated.
  • the duration of the voltage pulse depends on the electrical time constant of the electromagnetic actuator ⁇ rule with the criterion that the electrical training is the same process completed.
  • the voltage pulse causes a weak remagnetization of the ferromagnetic material of the magnetic circuit, which is represented in the created from the temporal voltage and current waveform ⁇ ( ⁇ ) characteristic as a hysteresis loop and which images the caused by the voltage pulse magnetic flux changes in the magnetic circuit of the electromagnetic actuator.
  • ⁇ ⁇ nut at nt process of the invention or two physical effects of the soft magnetic material of the magnetic circuit of the electromagnetic actuator, namely, the non-linearity of the magnetic flux and the core loss.
  • the hysteresis loops of the created from the temporal course of voltage and current (i) characteristics are dependent on the anchor Posi ⁇ tion, so from the air gap between the armature and the pole core of the electromagnetic actuator.
  • This hysteresis loops ⁇ differ both in height due to the nonlinearity of the magnetic flux as well as in areas ⁇ content due to the hysterisis losses and WirbelStromver ⁇ .
  • This correlation between the anchor position in the end positions, d. H . in the start and end position and the shape of the hysteresis loops is used for Ankerendlagentechnikschreibung verwen ⁇ det to determine an allowable or a non-permissible anchor start ⁇ position or anchor end position.
  • the armature position monitoring of the electromagnetic actuator according to the invention can be performed at short intervals, so that a continuous online monitoring is possible.
  • first reference values for the flux amplitude and / or the FLAE ⁇ surface of the hysteresis loop in the start position of the armature ei ⁇ ner-energized exciting coil are determined, and
  • a permissible anchor position is detected if the determined
  • These first reference values for the flux amplitude and / or the surface of the hysteresis loops are determined in the starting position of the armature of a de-energized exciter coil of a generic electromagnetic actuator, whereby these reference values can be adapted by means of a calibration to the specific individual properties of the electromagnetic actuator used.
  • the starting position of the armature as a permissible anchor end position or anchor start position he ⁇ known.
  • second reference values for the flux amplitude and / or the area of the hysteresis loop in the start position of the armature in egg ⁇ ner energized exciting coil are determined, as non-permissible anchor position, the start position of the armature is detected if the flux amplitude determined and / or area of the hysteresis loop ⁇ with the second reference values when energized Erre ⁇ gerspule matches. This case occurs, for example. on, when the anchor is stuck in the starting position due to inadmissible occurred force effects, so that a movement in the Endposi ⁇ tion is prevented.
  • this second reference values is the anchor ei ⁇ nes same generic type electromagnetic actuator during energization of the excitation coil in its start position supported ⁇ th and the initi ⁇ wholesome of the voltage pulse voltage and current values in this state for determining the ⁇ ( ⁇ ) - ⁇ - line measured. Also this second reference values can be adapted with ⁇ means of a calibration to the specific individual characteristics of egg used electromagnetic actuator. According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that
  • An allowable anchor end position is detected when the ermit ⁇ tte flux amplitude and / or surface of the hysteresis loop with the third reference values when energized excitation coil over ⁇ tunes, otherwise an unacceptable anchor end position is detected.
  • This third reference values for the flux amplitude and / or the area of the hysteresis loops are determined in the end position of the armature an energized exciting coil of a generic same electromagnetic actuator, said third Refe ⁇ rence values are adjusted by means of a calibration to the specific indi ⁇ ual characteristics of the electromagnetic actuator used can .
  • the Endposi ⁇ tion of the armature is detected as a valid anchor end position.
  • a further preferred embodiment of the invention ⁇ follow are fourth reference values for the flux amplitude and / o- determines the area of the hysteresis loop in the end position of the armature in a de-energized exciting coil, wherein as non-permissible armature end position, the end position of the armature is detected when the determined flux amplitude and / or FLAE ⁇ surface of the hysteresis loop with the fourth reference values in a de-energized exciting coil coincident.
  • This case occurs when the excitation coil is not energized, for example. when the armature clamped in the end position due to inadmissible occurred force effects, such that movement is ver ⁇ prevents back into the starting position.
  • this fourth reference values of the armature ei ⁇ nes same generic type electromagnetic actuator is held at unbestrom- ter exciting coil in its end position and nungs- the chip, initiated by a voltage pulse in this state, and current values for the determination of (i) characteristic gemes ⁇ sen. Also this fourth reference values can be adapted to the specific individual characteristics of the electromagnetic actuator used by a Ka ⁇ -calibration.
  • the voltage pulse is formed such that when no energization of the excitation coil, the amplitude of the reversible current change is smaller than a tightening current, with which the excitation coil for moving the armature in the final position
  • Figure 2 is a chart which A for carrying out the method erfindungsge ⁇ MAESSEN,
  • FIG. 3 shows a diagram with hysteresis-shaped ⁇ ( ⁇ ) characteristic curves in FIG.
  • Figure 4 is a graph of the flux changes the Darge ⁇ presented in Figure 1 hystereseförmigen ⁇ ( ⁇ ) characteristics
  • FIG. 5 shows a diagram of the surfaces of the hysteresis-shaped ⁇ ( ⁇ ) characteristic curves illustrated in FIG.
  • the Handsetlagenuberwachung invention is illustrated, for example ⁇ by way of an electromagnetic actuator, which an exciting coil with a magnetic circuit, has an in an anchor ⁇ space between a starting position and an end position against ⁇ over the excitation coil displaceable armature and a disposed in the magnetic circuit pole core.
  • an electromagnetic actuator which an exciting coil with a magnetic circuit, has an in an anchor ⁇ space between a starting position and an end position against ⁇ over the excitation coil displaceable armature and a disposed in the magnetic circuit pole core.
  • anchor end position therefore includes not only the end position but also the starting position of the armature in the following.
  • This control circuit 10 consists of a microcontroller 11 with a first output DOl and with a second output D02, a first input Dil and two A / D inputs A / Dl and A / D2.
  • a driver circuit 12 is controlled, with which a Be ⁇ operating voltage UB is applied to the exciter coil 1.
  • the voltage applied to the exciter coil 1 operating voltage u (t) is fed to the first A / D input DOl of the microcontroller 11 and detected and measured by the same.
  • the coil current i (t) is measured by means of a shunt resistor R by supplying the generated voltage drop Ui (t) to the second A / D input D02 of the microcontroller 11 for evaluation. Via the first input Dil a turn-on or Ausschaltbe ⁇ fails the microcontroller 11 is supplied.
  • the second output D02 indicates the result of the anchor end position monitoring, namely whether an allowable anchor end position "OK” or a non-permissible An ⁇ kerendlage "NOK" is present.
  • a switch-on or switch-off command of the control circuit 10 is supplied.
  • a power-off "Off" which exciting coil 1 is energized, i. E., The same is an operating voltage of 0 V is applied.
  • a voltage pulse is generated as the test pulse 1 in accordance with procedural ⁇ rens intimid S3, of the operating voltage is superimposed. This results in the excitation coil 1 to a short-term current change with equal ⁇ time change of magnetic flux in the magnetic circuit of the electromagnetic actuator. in this case, the amplitude of the
  • Voltage pulse selected so that the induced current change is measurable, but this change in current does not affect the function of the electromagnetic actuator, d. H . no movement of the armature causes.
  • the condi- supply must be fulfilled that the amplitude of the current change is interpreting ⁇ Lich lower than the starting current, which causes movement of the armature.
  • the amplitude of the test pulse 1 is chosen so that a current change of ⁇ , z. B. 0.2 A occurs. If, according to method step S2, a switch-on command " ⁇ " is present, the excitation coil 1 is energized, that is to say at the same is an operating voltage not equal to 0 V, which, for example, is a coil current of imax, for example 0.8 A. caused.
  • a voltage pulse is generated as TES shuts 2 according to process step S4, which is superimposed on the operating voltage.
  • is the Amplitude of the voltage pulse selected so that the current change caused thereby is measurable, but this Stro ⁇ change does not affect the function of the electromagnetic actuator, d. H . no movement of the armature causes.
  • the amplitude of the Testim ⁇ pulses 2 is chosen so that a current change of ⁇ , z. B. 0.2 A occurs.
  • test pulses 1 and 2 The duration of these test pulses 1 and 2 depends on the electrical time constant of the electromagnetic actuator with the criterion that the electrical compensation process is completed.
  • test pulses 1 and 2 cause a weak remagnetization of the ferromagnetic material from which the magnetic circuit of the electromagnetic actuator is constructed, which is mapped as a hysteresis loop H in each of a ⁇ ( ⁇ ) characteristic curve, as shown by way of example in FIG ,
  • This ⁇ ( ⁇ ) characteristics are u using the ge ⁇ measured in step S5 time voltage and current sequences (t) and i (t) both de-energized and when current is applied excitation ⁇ reel 1 in a step S 6 created and subsequently ⁇ lixd evaluated in a subsequent step S7.
  • this hysteresis loop H which is given by the Flussände ⁇ tion and the surface area, depends on the position of the armature relative to the excitation coil 1, so it is air gap ⁇ dependent.
  • the evaluation of this hysteresis H in United ⁇ method step S7 therefore, consists in a provision of a Ma ⁇ SLI for flow change, namely, the amplitude A of a Hys ⁇ tere esch softly H (see FIG. 3) and the area F.
  • the amplitude A is in the unit of the magnetic flux ⁇ as a function of the position of the armature, namely the stroke of the armature shown in Figure 4.
  • FIG. 5 shows the area F of the hysteresis loops H as a loss of magnetization in the corresponding unit of measurement J.
  • test pulses 1 and 2 are the end positions of the armature, that is in the start position and the end position at energized and de-energized exciting ⁇ coil 1 to the existing voltage level is superimposed on the excitation coil 1 in the voltage captures and current waveforms u (t) and i (t) and from this the (i) characteristics in the form of HystE ⁇ reseschleifen Hl to H4 are created.
  • ⁇ ( ⁇ ) characteristics are shown in the I- ⁇ diagram of Figure 3, and each have the shape of a ⁇ hysteresis loop.
  • the hysteresis loops Hl and H4 are from the voltage and current waveforms u (t) and i (t) with excitation coil 1 not energized and the hysteresis loops H2 and H3 from the voltage and current waveforms u (t) and i (t) energized exciter coil 1 created.
  • This hysteresis loops Hl to H4 are different both in amplitude Al to A4 due to the nonlinearity of the magnetic flux as well as in the area Fl to F4 on ⁇ due to hysterisis and eddy current losses.
  • the hysteresis loop Hl corresponds to the starting position of the armature in a de-energized exciting coil 1
  • the hysteresis loop H2 corresponds to the starting position of the armature when energized Erre ⁇ gerspule 1
  • the hysteresis loop of H3 corresponding to the Endposi ⁇ tion of the armature when energized
  • the exciting coil and the hysteresis ⁇ loop H4 corresponds the end position of the armature when the excitation coil is not energized.
  • the armature of the exciter coil 1 pulls the armature into the end position by means of the magnetic field generated by the exciter coil 1, thereby striking the pole core. In this end position, the armature is held by further energization of the exciter coil by means of a Hal ⁇ testroms. If the energization ends, the An ⁇ ker from the pole core and is pressed by means of a spring element in its start position. There are two "OK" states, namely the one
  • the curve K1 according to FIG. 4 describes the flow change starting from the starting position when the field coil 1 is de-energized
  • the curve K3 of FIG 5 describes in a de-energized exciting ⁇ coil 1, the change in area of the hysteresis loop starting from the start position (value Fl, first reference value) to the end position (F4, the fourth reference value), the curve K3 connects these basic parameters.
  • the curve K4 describes at Bestrom ⁇ ter exciting coil 1, the change in area of the hysteresis loop starting from the start position (value F2, second reference ⁇ value) to the end position (F3, the third reference value), whereby this curve K3 connects these two basic parameters.
  • step output S 9 is an "OK" -to- stand. If this is not the case, "NOK” state is output (see. step S8), regardless of whether the anchor in one of the end positions or in ei ⁇ ner any intermediate position is stuck.
  • the method step Sl 0 ends the method. If an "OK" state before, the position of the armature can be specified. If the first and third reference ⁇ values AI and Fl respectively. A3 and F3 with the current values over a ⁇ , the start position is resp., The end position of the anchor specified as an acceptable anchor end position.
  • the flux amplitude and the area of the hysteresis to be ⁇ armature end position control of an electromagnetic actuator, ⁇ as well loop are also possible to use only one of the two sizes for status monitoring.

Abstract

The invention relates to a method and a device for monitoring an armature end position of an electromagnetic actuator having an exciter coil (1) and having an armature able to move between a start position and an end position relative to the exciter coil (1), wherein -- an operating voltage that determines the position of the armature is applied to the exciter coil (1), - the operating voltage is overlaid with a voltage pulse that causes a reversible change in current of the coil current that does not change the position of the armature, the temporal voltage and current profile (u (t), i (t)) initiated by the voltage pulse is measured at the exciter coil (1), a Ψ(i) characteristic curve in the form of a hysteresis loop (H) is determined from the voltage and current profile (u (t), i (t)), the flux amplitude (A) and/or the area (F) of the hystereis loop (H) of the Ψ(i) characteristic curve are/is determined, - for the flux amplitude (A) and/or the area (F) of the hysteresis loop (H), in each case at least one reference value (A1,...A4, F1 - F4) or at least one reference value (A1 - A4, F1 -F4) is provided, and, by comparing the acquired flux amplitude (A) and/or area (F) of the hysteresis loop with the respective reference value (A1,... A4, F1,... F4) or with the reference value (A1 - A4, F1 - F4), a permissible or impermissible armature end position is determined.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ankerendlagenüberwachung eines elektromagnetischen Aktors  Method and device for Ankerendlagenüberwachung an electromagnetic actuator
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Ankerendlagenüberwachung eines elektromagnetischen Aktors mit einer Erregerspule und mit einem relativ zur Erregerspule zwischen einer Startposi¬ tion und einer Endposition bewegbaren Anker sowie eine Vor¬ richtung zur Durchführung dieses Verfahrens . Elektromagnetische Aktoren sind als Magnetventile, elektromag¬ netische Bremsen, Relais usw . bekannt . Ein solcher elektromag¬ netischer Aktor umfasst einen Magnetkreis mit einer Erreger¬ spule und einem gegenüber der Erregerspule zwischen einer Startposition und einer Endposition in einem Ankerraum ver- schiebbar angeordneten Anker . Der Magnetkreis umfasst einen Polkern, an welchen der Anker anschlägt , wenn bei einer The invention relates to methods for Ankerendlagenüberwachung an electromagnetic actuator with an excitation coil and with a relative to the excitation coil between a Startposi ¬ tion and an end position movable armature and a pre ¬ direction for performing this method. Electromagnetic actuators as solenoid valves, electromag ¬ genetic brakes, relays, etc. known . Such electromag netic ¬ actuator includes a magnetic circuit having an exciter coil and a ¬ comparable with respect to the exciting coil between a starting position and an end position in an armature chamber slidably disposed anchor. The magnetic circuit comprises a pole core against which the armature abuts when at a
Bestromung der Erregerspule der Anker aus der Startposition in die Endposition bewegt wird . Manche Anwendungen erfordern die Überwachung des Aktors hinsichtlich der Position von dessen Anker, ob dieser tatsächlich die erwünschte Position erreicht hat oder ob eine Fehlfunktion vorliegt . Dabei ist insbesondere wichtig zu wissen, ob sich der Anker korrekt in seiner Aus¬ gangslage, d.h. Startposition, oder Endposition, d.h. Endlage befindet . Energizing the exciting coil of the armature is moved from the start position to the end position. Some applications require monitoring the actuator for the position of its armature, whether it has actually reached the desired position or is malfunctioning. It is particularly important to know whether the anchor gear position correctly in its off ¬, ie start position or end position, ie end position.
Stand der Technik sind Anordnungen und Verfahren zur Bestim¬ mung der Ankerlage bekannt , bei welchen Sensoren, wie bspw . Differentialtransformatoren (LVDT) , AMR-, Wirbelstrom- und Halssensoren eingesetzt werden . Solche Bauelemente verursachen jedoch zusätzliche Kosten, erfordern einen erhöhten Bauraumbe¬ darf stellen ein zusätzliches Ausfallrisiko dar . Es sind auch sensorlose Verfahren zur Bestimmung der An¬ kerstart- und Ankerendposition bekannt , wie bspw. aus der EP 1 165 944 Bl . Bei diesem bekannten Verfahren wird die Posi¬ tion des Ankers in Abhängigkeit vom magnetischen Fluss und dem Strom durch die Erregerspule bestimmt . Prior art assemblies and methods for the determina tion of the anchor layer ¬ known in which sensors, such as. Differential transformers (LVDT), AMR, eddy current and neck sensors are used. However, such components cause additional costs, require an increased Bauaumbe ¬ may represent an additional risk of default. There are also known sensorless methods for determining the An ¬ kerstart- and anchor end position, such as, for example, from EP 1 165 944 Bl. In this known method the Posi ¬ tion of the armature is determined in response to the magnetic flux and the current through the excitation coil.
Aus der DE 10 2011 075 935 B4 ist ein Verfahren zur Ermittlung von Funktions zuständen eines elektromagnetischen Aktors be¬ kannt , bei welchem der Funktions zustand anhand eines Ver- gleichs zwischen einem magnetischen Referenzkennlinie und ei¬ ner magnetischen Ist-Kennlinie ermittelt wird . Die magnetische Referenzkennlinie beschreibt einen verketteten magnetischen Soll-Fluss in Abhängigkeit einer Stromstärke . Die magnetische Ist-Kennlinie beschreibt einen verketteten magnetischen Ist- Fluss in Abhängigkeit der Stromstärke, wobei der verkettete magnetische Ist-Fluss aus einer Strom- und Spannungsmessung im Regelkreis des Magnetfelds während des Betriebs des Aktors er¬ mittelt wird . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren zurFrom DE 10 2011 075 935 B4 a method for determining functional states of an electromagnetic actuator be ¬ known, in which the functional state is determined based on a comparison between a magnetic reference characteristic and ei ¬ ner magnetic actual characteristic. The magnetic reference characteristic describes a concatenated desired magnetic flux as a function of a current intensity. The magnetic actual characteristic describes a concatenated magnetic actual flux as a function of the current intensity, wherein the concatenated magnetic actual flux from a current and voltage measurement in the control loop of the magnetic field during the operation of the actuator is he ¬ averages. The invention has for its object to provide a method for
Ankerlagenüberwachung nämlich insbesondere zum Ankerstartposi- tionsüberwachung und zu Ankerendpositionsüberwachung eines elektromagnetischen Aktors mit einer Erregerspule und mit ei¬ nem relativ zur Erregerspule zwischen einer Startposition und einer Endposition bewegbaren Anker anzugeben, mit welchem ohne Verwendung von Sensoren eine zulässige oder nicht zulässige Position des Ankers bestimmbar ist . Des Weiteren soll eine hierfür geeignete Vorrichtung angegeben werden . Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkma¬ len des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merk¬ malen des Anspruchs 10. Dieses Verfahren zur Ankerendlagenüberwachung eines elektro¬ magnetischen Aktors mit einer Erregerspule und mit einem rela¬ tiv zur Erregerspule zwischen einer Startposition und einer Endposition bewegbaren Anker zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus , dass Anchor position monitoring namely in particular for Ankerstartposi- tion monitoring and Ankerendpositionsüberwachung an electromagnetic actuator with an excitation coil and with ei ¬ nem relative to the excitation coil between a start position and an end position movable anchor indicate, with which without the use of sensors an allowable or non-permissible position of the armature can be determined , Furthermore, a device suitable for this purpose should be specified. This object is achieved by a method having the Merkma ¬ len of claim 1 and an apparatus having the shopping ¬ paint of claim 10. This method for Ankerendlagenüberwachung an electro ¬ magnetic actuator with an excitation coil and a rela ¬ tively movable to the exciter coil between a start position and an end position anchor is inventively characterized in that
- eine die Position des Ankers bestimmende Betriebsspannung an die Erregerspule angelegt wird,  an operating voltage determining the position of the armature is applied to the exciter coil,
- der Betriebsspannung ein Spannungsimpuls überlagert wird, welcher eine die Position des Ankers nicht verändernde rever- sible Stromänderung des Spulenstromes verursacht ,  a voltage pulse is superimposed on the operating voltage, which causes a reversible current change of the coil current which does not change the position of the armature,
der von dem Spannungsimpuls initiierte zeitliche Spannungs¬ und Stromverlauf an der Erregerspule gemessen wird, , initiated by the voltage pulse temporal voltage ¬ and current waveform is measured at the exciter coil,
- eine als Hystereseschleife ausgebildete (i)-Kennlinie aus dem Spannungs- und Stromverlauf bestimmt wird,  a (h) characteristic curve formed as a hysteresis loop is determined from the voltage and current profile,
- die Flußamplitude und/oder die Fläche der Hystereseschleife der Ψ(ί)-Kennlinie ermittelt werden/wird, the flux amplitude and / or the area of the hysteresis loop of the Ψ (ί) characteristic curve is / are determined,
- für die Flußamplitude und/oder die Fläche der Hysterese¬ schleife jeweils wenigstens ein Referenzwert bzw . wenigstens ein Referenzwert bereitgestellt wird, und - for the flux amplitude and / or the area of the hysteresis loop ¬ each case at least one reference value or. at least one reference value is provided, and
- durch Vergleich der ermittelten Flußamplitude und/oder Flä¬ che der Hystereseschleife mit dem jeweiligen Referenzwert bzw . mit dem Referenzwert eine zulässige oder nicht zulässige An¬ kerendlage oder AnkerStartposition bestimmt wird . Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren entfällt die Notwendig¬ keit zusätzlicher Sensoren, wie bspw . Endlagenschalter, Weg¬ bzw . Hallsensoren sowie deren Integration in den elektromagne¬ tischen Aktor . Durch den Verzicht auf die Sensoren können elektromagnetische Aktoren konstruktiv vereinfacht werden, wodurch der benötigte Bauraum und die Kosten deutlich redu¬ ziert sind . Die Funktion dieser Sensoren wird durch eine Ansteuerung, Mes¬ sung und Auswertung von Strom- und Spannungswerten in der Er¬ regerspule des elektromagnetischen Aktors ersetzt . Die Ansteuerung der Erregerspule erfolgt mittels eines Span¬ nungsimpulses kleiner Amplitude auf dem Niveau der aktuell an¬ gelegten Betriebsspannung, die Null oder von Null verschieden sein kann . Ein solcher kurzer Spannungsimpuls führt zu einer ebenso kurz zeitigen Stromänderung, d . h . eine reversible Stro- mänderung des Spulenstromes der Erregerspule mit einer gleich¬ zeitigen Änderung des magnetischen Flusses im Magnetkreis des elektromagnetischen Aktors . Die Amplitude eines solchen kurz¬ zeitigen Spannungsimpulses ist so niedrig wie möglich, jedoch so hoch wie nötig zu wählen, um gut messbare Stromänderungen zu erzeugen, ohne dass gleichzeitig die Funktion des elektro¬ magnetischen Aktors beeinflusst , d. h . eine Bewegung des An¬ kers initiiert wird . Die Dauer des Spannungsimpulses richtet sich nach der elektrischen Zeitkonstante des elektromagneti¬ schen Aktors mit dem Kriterium, dass der elektrische Aus- gleichsvorgang abgeschlossen ist . - or by comparing the determined flux amplitude and / or FLAE ¬ surface of the hysteresis loop with the respective reference value. an allowable or not permissible to ¬ kerendlage or armature start position is determined with the reference value. In this method according to the invention eliminates the need ¬ speed additional sensors, such as. Limit switch, way ¬ resp. Hall sensors and their integration into the electromagnetic ¬ actuator actuator. By not using the sensors electromagnetic actuators can be simplified in construction, whereby the installation space required and the cost is significantly redu ¬ ed. The function of these sensors is replaced by a control, Mes ¬ measurement and evaluation of current and voltage values in the lively He ¬ coil of the electromagnetic actuator. The control of the excitation coil by means of a clamping ¬ voltage pulse of small amplitude at the level of current applied to ¬ operating voltage, which may be different zero or non-zero. Such a short voltage pulse leads to an equally short-term current change, d. H . a reversible Stro- change of the coil current of the excitation coil with a same time ¬ change of the magnetic flux in the magnetic circuit of the electromagnetic actuator. The amplitude of such short-term ¬ voltage pulse is as low as possible, but to choose as high as necessary to provide easily measurable current changes without simultaneously affects the function of the electro ¬ magnetic actuator, d. H . a movement of the an ¬ kers is initiated. The duration of the voltage pulse depends on the electrical time constant of the electromagnetic actuator ¬ rule with the criterion that the electrical training is the same process completed.
Der Spannungsimpuls verursacht eine schwache Ummagnetisierung des ferromagnetisehen Werkstoffes des Magnetkreises , die sich in der aus dem zeitlichen Spannungs- und Stromverlauf erstell- ten Ψ(ί)-Kennlinie als Hystereseschleife darstellt und die die von dem Spannungsimpuls hervorgerufenen Magnetflussänderungen im Magnetkreis des elektromagnetischen Aktors abbildet . Hier¬ bei nut zt das erfindungsgemäße Verfahren zwei physikalische Effekte des weichmagnetischen Materials des Magnetkreises des elektromagnetischen Aktors , nämlich die Nichtlinearität des magnetischen Flusses sowie die UmmagnetisierungsVerluste bzw . Hystereseverluste im Sinne von inhärenten sensorischen Eigen- Schäften. Daher kann die vorhandene Erregerspule des elektro¬ magnetischen Aktors ohne jegliche Veränderung als Sensor er¬ findungsgemäß betrieben werden. The voltage pulse causes a weak remagnetization of the ferromagnetic material of the magnetic circuit, which is represented in the created from the temporal voltage and current waveform Ψ (ί) characteristic as a hysteresis loop and which images the caused by the voltage pulse magnetic flux changes in the magnetic circuit of the electromagnetic actuator. Here ¬ nut at nt process of the invention or two physical effects of the soft magnetic material of the magnetic circuit of the electromagnetic actuator, namely, the non-linearity of the magnetic flux and the core loss. Hysteresis losses in the sense of inherent sensory intrinsic Shanks. Therefore, the existing excitation coil of the electro ¬ magnetic actuator without any change as a sensor he ¬ be operated according to the invention.
Die Hystereseschleifen der aus dem zeitlichen Spannungs- und Stromverlauf erstellten (i)-Kennlinie sind von der Ankerposi¬ tion abhängig, also von dem Luftspalt zwischen dem Anker und dem Polkern des elektromagnetischen Aktors . Diese Hysterese¬ schleifen unterscheiden sich sowohl in der Höhe aufgrund der Nichtlinearität des magnetischen Flusses als auch im Flächen¬ inhalt aufgrund der Ummagnetisierungs- und WirbelStromver¬ luste . Diese Korrelation zwischen der Ankerposition in den Endlagen, d . h . in der Start- und Endposition und der Form der Hystereseschleifen wird zur Ankerendlagenüberwachung verwen¬ det , um eine zulässige oder eine nicht zulässige Anker-Start¬ position oder Ankerendlage zu bestimmen . The hysteresis loops of the created from the temporal course of voltage and current (i) characteristics are dependent on the anchor Posi ¬ tion, so from the air gap between the armature and the pole core of the electromagnetic actuator. This hysteresis loops ¬ differ both in height due to the nonlinearity of the magnetic flux as well as in areas ¬ content due to the hysterisis losses and WirbelStromver ¬. This correlation between the anchor position in the end positions, d. H . in the start and end position and the shape of the hysteresis loops is used for Ankerendlagenüberwachung verwen ¬ det to determine an allowable or a non-permissible anchor start ¬ position or anchor end position.
Die erfindungsgemäße Ankerlagenüberwachung des elektromagneti- sehen Aktors kann in kurzen Zeitabständen durchgeführt werden, so dass eine kontinuierliche Online-Überwachung ermöglicht wird . The armature position monitoring of the electromagnetic actuator according to the invention can be performed at short intervals, so that a continuous online monitoring is possible.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vor¬ gesehen, dass According to an advantageous embodiment of the invention is seen ¬ before that
erste Referenzwerte für die Flußamplitude und/oder die Flä¬ che der Hystereseschleife in der Startposition des Ankers ei¬ ner unbestromten Erregerspule ermittelt werden, und first reference values for the flux amplitude and / or the FLAE ¬ surface of the hysteresis loop in the start position of the armature ei ¬ ner-energized exciting coil are determined, and
eine zulässige Ankerlage erkannt wird, wenn die ermittelte a permissible anchor position is detected if the determined
Flußamplitude und/oder Fläche der Hystereseschleife mit den ersten Referenzwerten bei unbestromter Erregerspule überein¬ stimmt , ansonsten eine nicht zulässige Ankerlage erkannt wird . Diese ersten Referenzwerte für die Flußamplitude und/oder die Fläche der Hystereseschleifen werden in der Startposition des Ankers einer unbestromten Erregerspule eines gattungsgleichen elektromagnetischen Aktors bestimmt , wobei diese Referenzwerte mittels einer Kalibrierung an die spezifischen individuellen Eigenschaften des verwendeten elektromagnetischen Aktors ange- passt werden können . Vorzugsweise wird die Startposition des Ankers als zulässige Ankerendlage oder AnkerStartposition er¬ kannt . Flux amplitude and / or area of the hysteresis loop with the first reference values on-energized exciting coil coincides ¬, otherwise an illegal anchor position is detected. These first reference values for the flux amplitude and / or the surface of the hysteresis loops are determined in the starting position of the armature of a de-energized exciter coil of a generic electromagnetic actuator, whereby these reference values can be adapted by means of a calibration to the specific individual properties of the electromagnetic actuator used. Preferably, the starting position of the armature as a permissible anchor end position or anchor start position he ¬ known.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden zweite Referenzwerte für die Flußamplitude und/oder die Fläche der Hystereseschleife in der Startposition des Ankers bei ei¬ ner bestromten Erregerspule ermittelt , wobei als nicht zuläs- sige Ankerlage die Startposition des Ankers erkannt wird, wenn die ermittelte Flußamplitude und/oder Fläche der Hysterese¬ schleife mit den zweiten Referenzwerten bei bestromter Erre¬ gerspule übereinstimmt . Dieser Fall tritt bspw . auf, wenn der Anker in der Startposition wegen unzulässig aufgetretener KraftWirkungen klemmt , so dass eine Bewegung in die Endposi¬ tion verhindert wird . According to an advantageous embodiment of the invention, second reference values for the flux amplitude and / or the area of the hysteresis loop in the start position of the armature in egg ¬ ner energized exciting coil are determined, as non-permissible anchor position, the start position of the armature is detected if the flux amplitude determined and / or area of the hysteresis loop ¬ with the second reference values when energized Erre ¬ gerspule matches. This case occurs, for example. on, when the anchor is stuck in the starting position due to inadmissible occurred force effects, so that a movement in the Endposi ¬ tion is prevented.
Zur Bestimmung dieser zweiten Referenzwerte wird der Anker ei¬ nes gattungsgleichen elektromagnetischen Aktors während der Bestromung der Erregerspule in dessen Startposition festgehal¬ ten und in diesem Zustand die von dem Spannungsimpuls initi¬ ierten Spannungs- und Stromwerte zur Bestimmung der Ψ(ί)-Κθηη- linie gemessen . Auch diese zweiten Referenzwerte können mit¬ tels einer Kalibrierung an die spezifischen individuellen Ei- genschaften des verwendeten elektromagnetischen Aktors ange- passt werden . Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass To determine this second reference values is the anchor ei ¬ nes same generic type electromagnetic actuator during energization of the excitation coil in its start position supported ¬ th and the initi ¬ ierten of the voltage pulse voltage and current values in this state for determining the Ψ (ί) -Κθηη- line measured. Also this second reference values can be adapted with ¬ means of a calibration to the specific individual characteristics of egg used electromagnetic actuator. According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that
- dritte Referenzwerte für die Flußamplitude und/oder die Flä¬ che der Hystereseschleife in der Endposition des Ankers einer bestromten Erregerspule ermittelt werden, und - third reference values for the flux amplitude and / or the FLAE ¬ surface of the hysteresis loop in the end position of the armature an energized exciting coil are determined, and
- eine zulässige Ankerendlage erkannt wird, wenn die ermit¬ telte Flußamplitude und/oder Fläche der Hystereseschleife mit den dritten Referenzwerten bei bestromter Erregerspule über¬ einstimmt , ansonsten eine nicht zulässige Ankerendlage erkannt wird. - An allowable anchor end position is detected when the ermit ¬ tte flux amplitude and / or surface of the hysteresis loop with the third reference values when energized excitation coil over ¬ tunes, otherwise an unacceptable anchor end position is detected.
Diese dritten Referenzwerte für die Flußamplitude und/oder die Fläche der Hystereseschleifen werden in der Endposition des Ankers einer bestromten Erregerspule eines gattungsgleichen elektromagnetischen Aktors bestimmt , wobei diese dritten Refe¬ renzwerte mittels einer Kalibrierung an die spezifischen indi¬ viduellen Eigenschaften des verwendeten elektromagnetischen Aktors angepasst werden können . Vorzugsweise wird die Endposi¬ tion des Ankers als zulässige Ankerendlage erkannt . This third reference values for the flux amplitude and / or the area of the hysteresis loops are determined in the end position of the armature an energized exciting coil of a generic same electromagnetic actuator, said third Refe ¬ rence values are adjusted by means of a calibration to the specific indi ¬ ual characteristics of the electromagnetic actuator used can . Preferably, the Endposi ¬ tion of the armature is detected as a valid anchor end position.
Einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zu¬ folge werden vierte Referenzwerte für die Flußamplitude und/o- der die Fläche der Hystereseschleife in der Endposition des Ankers bei einer unbestromten Erregerspule ermittelt , wobei als nicht zulässige Ankerendlage die Endposition des Ankers erkannt wird, wenn die ermittelte Flußamplitude und/oder Flä¬ che der Hystereseschleife mit den vierten Referenzwerten bei unbestromter Erregerspule übereinstimmt . Dieser Fall bei un- bestromter Erregerspule tritt bspw . auf, wenn der Anker in der Endposition wegen unzulässig aufgetretener KraftWirkungen klemmt , so dass eine Bewegung zurück in die Startposition ver¬ hindert wird . Zur Bestimmung dieser vierten Referenzwerte wird der Anker ei¬ nes gattungsgleichen elektromagnetischen Aktors bei unbestrom- ter Erregerspule in dessen Endposition festgehalten und in diesem Zustand die von einem Spannungsimpuls initiierten Span- nungs- und Stromwerte zur Bestimmung der (i)-Kennlinie gemes¬ sen . Auch diese vierten Referenzwerte können mittels einer Ka¬ librierung an die spezifischen individuellen Eigenschaften des verwendeten elektromagnetischen Aktors angepasst werden . A further preferred embodiment of the invention ¬ follow are fourth reference values for the flux amplitude and / o- determines the area of the hysteresis loop in the end position of the armature in a de-energized exciting coil, wherein as non-permissible armature end position, the end position of the armature is detected when the determined flux amplitude and / or FLAE ¬ surface of the hysteresis loop with the fourth reference values in a de-energized exciting coil coincident. This case occurs when the excitation coil is not energized, for example. when the armature clamped in the end position due to inadmissible occurred force effects, such that movement is ver ¬ prevents back into the starting position. To determine this fourth reference values of the armature ei ¬ nes same generic type electromagnetic actuator is held at unbestrom- ter exciting coil in its end position and nungs- the chip, initiated by a voltage pulse in this state, and current values for the determination of (i) characteristic gemes ¬ sen. Also this fourth reference values can be adapted to the specific individual characteristics of the electromagnetic actuator used by a Ka ¬-calibration.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Spannungsimpuls derart ausgebildet , dass bei einer Nichtbestromung der Erregerspule die Amplitude der reversiblen Stromänderung kleiner als ein Anzugstrom ist , mit welchem die Erregerspule zum Bewegen des Ankers in die Endposition According to a further advantageous embodiment of the invention, the voltage pulse is formed such that when no energization of the excitation coil, the amplitude of the reversible current change is smaller than a tightening current, with which the excitation coil for moving the armature in the final position
bestrombar ist . Mit einem solchen Spannungsimpuls ist sicher¬ gestellt , dass bei einer nichtbestromten Erregerspule der dadurch hervorgerufene Spulenstrom keine Bewegung des Ankers verursacht . is currentable. With such a voltage pulse is ensured ¬ that causes a non-energized excitation coil caused thereby coil current does not move the armature.
Schließlich ist nach einer letzten bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass bei einer Bestromung der Erre¬ gerspule der Spannungsimpuls derart ausgebildet wird, dass die Amplitude der reversiblen Stromänderung kleiner als die Diffe¬ renz zwischen dem Haltestrom und einem zum Bewegen des Ankers in die Startposition führenden Abfallstrom ist . Mit einem sol¬ chen Spannungsimpuls ist sichergestellt , dass die von dem Spannungsimpuls verursachte Stromänderung nicht zu einem Ab¬ sinken des Spulenstromes unter den Haltestrom führt , mit wel¬ chem der Anker der Endposition gehalten wird . Finally, after a final preferred embodiment of the invention it is provided that is formed at a current supply to the Erre ¬ gerspule the voltage pulse such that the amplitude of the reversible change in current is smaller than the Diffe ¬ rence between the holding current and a leading for moving the armature to the starting position Waste stream is. With a sol ¬ chen voltage pulse it is ensured that the current change caused by the voltage pulse does not cause a fall from ¬ the coil current falls below the holding current is held wel ¬ chem the armature end position.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie- len unter Bezugnahme auf die b< igefügten Figuren ausführlich beschrieben . Es zeigen : Figur 1 eine Steuerschaltung zur Steuerung eines elektromag¬ netischen Aktors , The invention will now be described in detail by means of exemplary embodiments with reference to the attached figures. Show it : 1 shows a control circuit for controlling a elektromag ¬ netic actuator,
Figur 2 ein A laufdiagramm zur Durchführung des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens , Figure 2 is a chart which A for carrying out the method erfindungsge ¬ MAESSEN,
Figur 3 ein Diagramm mit hystereseförmigen Ψ(ί)-Kennlinien in FIG. 3 shows a diagram with hysteresis-shaped Ψ (ί) characteristic curves in FIG
Abhängigkeit der Position eines Ankers eines elektro¬ magnetischen Aktors , Dependence of the position of an armature of an electro ¬ magnetic actuator,
Figur 4 ein Diagramm der Flußänderungen der in Figur 1 darge¬ stellten hystereseförmigen Ψ(ί)-Kennlinien, und Figure 4 is a graph of the flux changes the Darge ¬ presented in Figure 1 hystereseförmigen Ψ (ί) characteristics, and
Figur 5 ein Diagramm der Flächen der in Figur 1 dargestellten hystereseförmigen Ψ(ί)-Kennlinien . 5 shows a diagram of the surfaces of the hysteresis-shaped Ψ (ί) characteristic curves illustrated in FIG.
Die erfindungsgemäße Anderendlagenuberwachung wird beispiel¬ haft an einem elektromagnetischen Aktor erläutert , welcher eine Erregerspule mit einem Magnetkreis , einen in einem Anker¬ raum zwischen einer Startposition und einer Endposition gegen¬ über der Erregerspule verschiebbaren Anker und einen in dem Magnetkreis angeordneten Polkern aufweist . Dabei ist unter An¬ kerendlagenüberwachung nicht nur die Überwachung der Endlage des Ankers , sondern auch die Überwachung der Startposition des Ankers zu verstehen . The Anderendlagenuberwachung invention is illustrated, for example ¬ by way of an electromagnetic actuator, which an exciting coil with a magnetic circuit, has an in an anchor ¬ space between a starting position and an end position against ¬ over the excitation coil displaceable armature and a disposed in the magnetic circuit pole core. In this case, not only the monitoring of the end position of the armature, but also the monitoring of the starting position of the armature is to be understood by an ¬ kerendlagenüberwachung.
Der Begriff „Ankerendlage" umfasst deshalb im Folgenden nicht nur die Endlage, sondern auch die Startposition des Ankers .  The term "anchor end position" therefore includes not only the end position but also the starting position of the armature in the following.
In der Startposition ist der Abstand des Ankers zum Polkern, also der Luftspalt maximal , während in der Endposition des An- kers der Abstand zum Polkern, also der Luftspalt minimal ist . Im unbestromten Zustand wird der Anker mittels eines Federele¬ mentes in der Startposition fixiert. Mit dem Anlegen einer Be¬ triebsspannung UB an die Erregerspule wird ein Spulenstrom er¬ zeugt, welcher ein Verschieben des Ankers gegen die Federkraft des Federelementes aus der Startposition in die Endposition bewirkt . Der Spulenstrom wird auf einen Haltestrom abgesenkt , mit welchem der Anker gegen die Federkraft des Federelementes in der Endposition gehalten wird . Eine SteuerSchaltung 10 zur Steuerung eines solchen elektro¬ magnetischen Aktors sowie zur Durchführung der erfindungsgemä¬ ßen Ankerendlagenüberwachung desselben zeigt Figur 1, welcher lediglich schematisch als Erregerspule 1 eines elektromagneti¬ schen Aktors dargestellt ist . In the starting position, the distance between the armature and the pole core, ie the air gap, is maximal, while in the end position of the armature the distance to the pole core, ie the air gap, is minimal. In the non-energized state, the armature is fixed by means of a Federele ¬ mentes in the starting position. With the application of an operating voltage UB ¬ Be to the exciting coil, a coil current is he ¬ evidence which causes a displacement of the armature against the spring force of the spring element from the start position to the end position. The coil current is lowered to a holding current with which the armature is held against the spring force of the spring element in the end position. A control circuit 10 for controlling such an electro ¬ magnetic actuator and for carrying out the inventive ¬ SEN Ankerendlagenüberwachung the same shows Figure 1, which is shown only schematically as an excitation coil 1 of a electromagnetic ¬ 's actuator.
Diese SteuerSchaltung 10 besteht aus einem MikroController 11 mit einem ersten Ausgang DOl und mit einem zweiten Ausgang D02 , einem ersten Eingang Dil und zwei A/D-Eingängen A/Dl und A/D2. Mittels des ersten Ausgangs DOl des Mikrocontrollers 11 wird eine Treiberschaltung 12 gesteuert , mit welcher eine Be¬ triebsspannung UB an die Erregerspule 1 angelegt wird . Die an der Erregerspule 1 anliegende Betriebsspannung u(t) wird auf den ersten A/D-Eingang DOl des MikroController 11 geführt und von derselben erfasst und gemessen . Ebenso wird der Spulen- ström i (t ) mittels eines ShuntwiderStandes R gemessen, indem der erzeugte Spannungsabfall Ui (t ) dem zweiten A/D-Eingang D02 des Mikrocontrollers 11 zur Auswertung zugeführt wird . Über den ersten Eingang Dil wird ein Einschalt- oder Ausschaltbe¬ fehl dem MikroController 11 zugeführt . Der zweite Ausgang D02 zeigt das Ergebnis der Ankerendlagenüberwachung an, ob nämlich eine zulässige Ankerendlage „OK" oder eine nicht zulässige An¬ kerendlage „NOK" vorliegt . Das erfindungsgemäße Verfahren zur Anderendlagenüberwachung des elektromagnetischen Aktors mit der in der SteuerSchaltung 10 nach Figur 1 dargestellten Erregerspule 1 wird nachfolgend anhand des Ablaufdiagramm es nach Figur 2 beschrieben . This control circuit 10 consists of a microcontroller 11 with a first output DOl and with a second output D02, a first input Dil and two A / D inputs A / Dl and A / D2. By means of the first output DOl of the microcontroller 11, a driver circuit 12 is controlled, with which a Be ¬ operating voltage UB is applied to the exciter coil 1. The voltage applied to the exciter coil 1 operating voltage u (t) is fed to the first A / D input DOl of the microcontroller 11 and detected and measured by the same. Likewise, the coil current i (t) is measured by means of a shunt resistor R by supplying the generated voltage drop Ui (t) to the second A / D input D02 of the microcontroller 11 for evaluation. Via the first input Dil a turn-on or Ausschaltbe ¬ fails the microcontroller 11 is supplied. The second output D02 indicates the result of the anchor end position monitoring, namely whether an allowable anchor end position "OK" or a non-permissible An ¬ kerendlage "NOK" is present. The method according to the invention for detecting the end position of the electromagnetic actuator with the excitation coil 1 shown in the control circuit 10 according to FIG. 1 will be described below with reference to the flowchart of FIG.
Mit einem ersten Verfahrensschritt Sl wird ein Einschalt- oder Ausschaltbefehl der SteuerSchaltung 10 zugeführt . Liegt gemäß Verfahrensschritt S2 ein Ausschaltbefehl „Off" vor, ist die Erregerspule 1 unbestromt , d . h . , an derselben liegt eine Be- triebsSpannung von 0 V an . In diesem Fall wird gemäß Verfah¬ rensschritt S3 ein Spannungsimpuls als Testimpuls 1 erzeugt , der der Betriebsspannung überlagert wird . Dies führt in der Erregerspule 1 zu einer kurz zeitigen Stromänderung mit gleich¬ zeitiger Änderung des magnetischen Flusses im Magnetkreis des elektromagnetischen Aktors . Hierbei ist die Amplitude desWith a first method step Sl, a switch-on or switch-off command of the control circuit 10 is supplied. Is according to method step S2, a power-off "Off", which exciting coil 1 is energized, i. E., The same is an operating voltage of 0 V is applied. In this case, a voltage pulse is generated as the test pulse 1 in accordance with procedural ¬ rensschritt S3, of the operating voltage is superimposed. This results in the excitation coil 1 to a short-term current change with equal ¬ time change of magnetic flux in the magnetic circuit of the electromagnetic actuator. in this case, the amplitude of the
Spannungsimpulses so gewählt , dass die dadurch hervorgerufene Stromänderung messbar ist , jedoch diese Stromänderung die Funktion des elektromagnetischen Aktors nicht beeinflusst , d. h . keine Bewegung des Ankers bewirkt . Hierzu muss die Bedin- gung erfüllt sein, dass die Amplitude der Stromänderung deut¬ lich niedriger ist als der Anzugstrom, welcher eine Bewegung des Ankers bewirkt . Die Amplitude des Testimpulses 1 ist so gewählt , dass eine Stromänderung von Δί, z . B . 0,2 A auftritt . Liegt gemäß Verfahrensschritt S2 ein Einschaltbefehl ,,ΟΝ" vor, ist die Erregerspule 1 bestromt , d . h . , an derselben liegt eine Betriebsspannung von ungleich 0 V an, die bspw . einen Spulenstrom von imax, z . B . 0,8 A verursacht . In diesem Fall wird gemäß Verfahrensschritt S4 ein Spannungsimpuls als Tes- timpuls 2 erzeugt , der der Betriebsspannung überlagert wird . Dies führt in der Erregerspule 1 zu einer kurz zeitigen Stro¬ mänderung mit gleichzeitiger Änderung des magnetischen Flusses im Magnetkreis des elektromagnetischen Aktors . Hierbei ist die Amplitude des Spannungsimpulses so gewählt, dass die dadurch hervorgerufene Stromänderung messbar ist, jedoch diese Stro¬ mänderung die Funktion des elektromagnetischen Aktors nicht beeinflusst , d . h . keine Bewegung des Ankers bewirkt . Hierzu muss die Bedingung erfüllt sein, dass die Amplitude der Stro¬ mänderung der Differenz zwischen einem den Anker in seiner Po¬ sition haltenden Haltestrom und einem eine Bewegung des Ankers auslösender Abfallstrom entspricht . Die Amplitude des Testim¬ pulses 2 ist so gewählt , dass eine Stromänderung von Δί, z. B . 0,2 A auftritt . Voltage pulse selected so that the induced current change is measurable, but this change in current does not affect the function of the electromagnetic actuator, d. H . no movement of the armature causes. For this purpose, the condi- supply must be fulfilled that the amplitude of the current change is interpreting ¬ Lich lower than the starting current, which causes movement of the armature. The amplitude of the test pulse 1 is chosen so that a current change of Δί, z. B. 0.2 A occurs. If, according to method step S2, a switch-on command "ΟΝ" is present, the excitation coil 1 is energized, that is to say at the same is an operating voltage not equal to 0 V, which, for example, is a coil current of imax, for example 0.8 A. caused. in this case, a voltage pulse is generated as TES timpuls 2 according to process step S4, which is superimposed on the operating voltage. this results in the excitation coil 1 to a brief Stro ¬ mänderung with simultaneous change of magnetic flux in the magnetic circuit of the electromagnetic actuator. in this case, is the Amplitude of the voltage pulse selected so that the current change caused thereby is measurable, but this Stro ¬ change does not affect the function of the electromagnetic actuator, d. H . no movement of the armature causes. For this purpose, the condition must be fulfilled that the amplitude of the Stro ¬ mänderung the difference between an anchor holding in its Po ¬ sition holding current and a movement of the armature triggering waste stream corresponds to. The amplitude of the Testim ¬ pulses 2 is chosen so that a current change of Δί, z. B. 0.2 A occurs.
Die Dauer dieser Testimpulse 1 und 2 richtet sich nach der elektrischen Zeitkonstante des elektromagnetischen Aktors mit dem Kriterium, dass der elektrische Ausgleichsvorgang abge- schlössen ist . The duration of these test pulses 1 and 2 depends on the electrical time constant of the electromagnetic actuator with the criterion that the electrical compensation process is completed.
Der durch den Spannungsimpuls bzw . den Testimpuls 1 bzw . 2 an der unbestromten bzw . bestromten Erregerspule 1 bewirkten zeitlichen Spannungs- und Stromverläufe u(t) und i (t) werden zur Messung gemäß den Verfahrensschritt S5 den A/D-Eingängen A/Dl und A/D2 des MikroControllers 11 zugeführt . The by the voltage pulse resp. the test impulse 1 resp. 2 at the unpowered resp. energized excitation coil 1 caused temporal voltage and current waveforms u (t) and i (t) are supplied to the measurement according to the method step S5 the A / D inputs A / Dl and A / D2 of the microcontroller 11.
Die Testimpulse 1 und 2 verursachen eine schwache Ummagneti- sierung des ferromagnetisehen Werkstoffes aus welchem der Mag- netkreis des elektromagnetischen Aktors aufgebaut ist , die in jeweils einer Ψ(ί)-Kennlinie als Hystereseschleife H abgebildet wird, wie dies beispielhaft in Figur 3 dargestellt ist . Diese Ψ(ί)-Kennlinien werden mittels der in Verfahrensschritt S5 ge¬ messenen zeitlichen Spannungs- und Stromverläufen u (t ) und i (t ) sowohl bei unbestromter als auch bei bestromter Erreger¬ spule 1 in einem Verfahrensschritt S 6 erstellt und anschlie¬ ßend in einem nachfolgenden Verfahrensschritt S7 ausgewertet . Die Form dieser Hystereseschleifen H, die durch die Flussände¬ rung und den Flächeninhalt gegeben ist, hängt von der Position des Ankers relativ zur Erregerspule 1 ab, ist also luftspalt¬ abhängig . Die Auswertung dieser Hystereseschleifen H in Ver¬ fahrensschritt S7 besteht daher in einer Bestimmung eines Ma¬ ßes für die Flussänderung, nämlich der Amplitude A einer Hys¬ tereseschleife H (vgl . Figur 3 ) und deren Flächeninhalt F. Die Amplitude A ist in der Maßeinheit des magnetischen Flusses Ψ in Abhängigkeit der Position des Ankers , nämlich des Hubes des Ankers in Figur 4 dargestellt . Die Figur 5 zeigt die Fläche F der Hystereseschleifen H als Ummagnetisierungsverlust in der entsprechenden Maßeinheit J. The test pulses 1 and 2 cause a weak remagnetization of the ferromagnetic material from which the magnetic circuit of the electromagnetic actuator is constructed, which is mapped as a hysteresis loop H in each of a Ψ (ί) characteristic curve, as shown by way of example in FIG , This Ψ (ί) characteristics are u using the ge ¬ measured in step S5 time voltage and current sequences (t) and i (t) both de-energized and when current is applied excitation ¬ reel 1 in a step S 6 created and subsequently ¬ ßend evaluated in a subsequent step S7. The shape of this hysteresis loop H, which is given by the Flussände ¬ tion and the surface area, depends on the position of the armature relative to the excitation coil 1, so it is air gap ¬ dependent. The evaluation of this hysteresis H in United ¬ method step S7, therefore, consists in a provision of a Ma ¬ SLI for flow change, namely, the amplitude A of a Hys ¬ tere esch softly H (see FIG. 3) and the area F. The amplitude A is in the unit of the magnetic flux Ψ as a function of the position of the armature, namely the stroke of the armature shown in Figure 4. FIG. 5 shows the area F of the hysteresis loops H as a loss of magnetization in the corresponding unit of measurement J.
Sind diese Größen, nämlich die Werte für die Amplitude A der durch die zugehörige Hystereseschleife H angezeigten Flussän¬ derung A sowie für die Fläche F der zugehörigen Hysterese¬ schleife H ermittelt , werden diese Werte einem Vergleich mit Referenzwerten unterzogen, um festzustellen, ob die diesen Werten zugrundeliegende Ankerendlage zulässig oder nicht zu- lässig ist , also von dem MikroController 11 der Zustand „OK"If these variables, namely the values for the amplitude A the time indicated by the associated hysteresis loop H Flussän ¬ alteration A and for the area F determines the associated hysteresis ¬ loop-H, these values are subjected to a comparison with reference values to determine whether these Values underlying anchor end position is permissible or not permissible, that is to say by the microcontroller 11 the state "OK"
(= in Ordnung) oder der Zustand „NOK" (= nicht in Ordnung) an¬ gezeigt wird. (= okay) or the state "NOK" (= not in order) is shown on ¬ .
Diese Referenzwerte werden mittels eines gattungsgleichen elektromagnetischen Aktors erstellt , indem Testimpulse 1 und 2 in jeweils den Endlagen des Ankers , also in der Startposition und der Endposition bei bestromter und unbestromter Erreger¬ spule 1 dem bestehenden Spannungsniveau an der Erregerspule 1 überlagert werden, die Spannungs- und Stromverläufe u(t) und i (t ) erfasst und hieraus die (i)-Kennlinien in Form von Hyste¬ reseschleifen Hl bis H4 erstellt werden . Solche Ψ(ί)-Kennlinien sind in dem I- Ψ—Diagramm nach Figur 3 dargestellt und weisen jeweils die Form einer Hysterese¬ schleife auf . Die Hystereseschleifen Hl und H4 sind aus den Spannungs- und Stromverläufen u (t ) und i (t) bei nicht bestrom- ter Erregerspule 1 und die Hystereseschleifen H2 und H3 aus den Spannungs- und Stromverläufen u (t ) und i (t) bei bestromter Erregerspule 1 erstellt . These reference values are created by means of a generic same electromagnetic actuator by test pulses 1 and 2 are the end positions of the armature, that is in the start position and the end position at energized and de-energized exciting ¬ coil 1 to the existing voltage level is superimposed on the excitation coil 1 in the voltage captures and current waveforms u (t) and i (t) and from this the (i) characteristics in the form of HystE ¬ reseschleifen Hl to H4 are created. Such Ψ (ί) characteristics are shown in the I-Ψ diagram of Figure 3, and each have the shape of a ¬ hysteresis loop. The hysteresis loops Hl and H4 are from the voltage and current waveforms u (t) and i (t) with excitation coil 1 not energized and the hysteresis loops H2 and H3 from the voltage and current waveforms u (t) and i (t) energized exciter coil 1 created.
Diese Hystereseschleifen Hl bis H4 unterscheiden sich sowohl in der Amplitude AI bis A4 aufgrund der Nichtlinearität des magnetischen Flusses als auch im Flächeninhalt Fl bis F4 auf¬ grund von Ummagnetisierungs- und Wirbelstromverlusten . This hysteresis loops Hl to H4 are different both in amplitude Al to A4 due to the nonlinearity of the magnetic flux as well as in the area Fl to F4 on ¬ due to hysterisis and eddy current losses.
Die Hystereseschleife Hl entspricht der Startposition des An- kers bei unbestromter Erregerspule 1 , die Hystereseschleife H2 entspricht der Startposition des Ankers bei bestromter Erre¬ gerspule 1 , die Hystereseschleife H3 entspricht der Endposi¬ tion des Ankers bei bestromter Erregerspule und die Hysterese¬ schleife H4 entspricht der Endposition des Ankers bei un- bestromter Erregerspule . The hysteresis loop Hl corresponds to the starting position of the armature in a de-energized exciting coil 1, the hysteresis loop H2 corresponds to the starting position of the armature when energized Erre ¬ gerspule 1, the hysteresis loop of H3 corresponding to the Endposi ¬ tion of the armature when energized, the exciting coil and the hysteresis ¬ loop H4 corresponds the end position of the armature when the excitation coil is not energized.
Befindet sich der Anker funktionsgemäß in seiner Startposition bei unbestromter Erregerspule 1 , wird mit dem Bestromen der Erregerspule 1 der Anker mittels des von der Erregerspule 1 erzeugten Magnetfeldes in die Endposition gezogen und schlägt dabei an den Polkern an . In dieser Endposition wird der Anker durch weitere Bestromung der Erregerspule mittels eines Hal¬ testroms gehalten . Wird die Bestromung beendet , fällt der An¬ ker vom Polkern ab und wird mittels eines Federelementes in dessen Startposition gedrückt . Damit gibt es zwei „OK"-Zustände, nämlich einerseits die If the armature is functionally in its starting position with the energizing coil 1 de-energized, the armature of the exciter coil 1 pulls the armature into the end position by means of the magnetic field generated by the exciter coil 1, thereby striking the pole core. In this end position, the armature is held by further energization of the exciter coil by means of a Hal ¬ testroms. If the energization ends, the An ¬ ker from the pole core and is pressed by means of a spring element in its start position. There are two "OK" states, namely the one
Startposition des Ankers bei unbestromter Erregerspule und ei¬ ner durch die Federkraft des Federelementes bewirkten Rast¬ stellung und andererseits die Endposition des Ankers bei bestromter Erregerspule und einer durch die Magnetkraft be¬ wirkten RastStellung . Starting position of the armature when energized exciter coil and ei ¬ ner caused by the spring force of the spring element Rast ¬ position and on the other hand, the end position of the armature when energized exciter coil and a ¬ by the magnetic force acted locking position.
Neben diesen zwei „OK"-Zuständen gibt es zwei „NOK"-Zustände, nämlich die Startposition des Ankers bei bestromter Erreger- spule und die Endposition des Ankers bei unbestromter Erreger¬ spule . Diese Zustände könnten aufgrund einer Klemmung des An¬ kers in der Start- oder Endposition aufgrund aufgetretener un¬ zulässigen KraftWirkungen begründet sein . Ursächlich hierfür könnten mechanische Reibkräfte, durch hohen Druck oder höhere Viskosität erzeugte fluidische Kräfte, die Ankerbewegungen be¬ grenzende oder blockierenden Verschmut zungen usw . In addition to these two "OK" states there are two "NOK" states, namely coil the starting position of the armature when current is applied excitation and the end position of the armature excitation coil ¬ when de-energized. These states could be due to a clamping of the An ¬ core in the start or end position due to un ¬ permissible force effects occurred. The reason for this could mechanical frictional forces due to high pressure or higher viscosity generated fluidic forces that anchor movements ¬ be bordering or blocking Verschmut tongues etc.
Um die Hystereseschleifen H2 und H4 , die den beiden „NOK"-Zu- ständen entsprechen, zu erzeugen, werden der Anker bei To generate the hysteresis loops H2 and H4, which correspond to the two "NOK" states, the armature is included
bestromter Erregerspule in der Startposition und der Anker bei nicht bestromter Erregerspule in der Endposition festgehalten . energized exciter coil in the starting position and the anchor held in the end position when energized exciter coil.
Aus diesen Hystereseschleifen Hl bis H4 wird jeweils das Maß für die Flussänderung, nämlich deren Amplitude AI bis A4 (vgl. Figur 4 , Kurven Kl und K2 ) als Referenzwerte und deren Flä¬ cheninhalt Fl bis F4 (Figur 5 , Kurven) als Referenzwerte be¬ stimmt . From these hysteresis loops Hl to H4, respectively, the measure of the flux change, namely its amplitude Al to A4 (see FIG. 4, curves Kl and K2) as reference values and their FLAE ¬ cheninhalt (, curves Figure 5) be Fl to F4 as reference values ¬ true.
Die Kurve Kl nach Figur 4 beschreibt bei unbestromter Erreger- spule 1 die Flussänderung ausgehend von der StartpositionThe curve K1 according to FIG. 4 describes the flow change starting from the starting position when the field coil 1 is de-energized
(Wert AI , erster Referenzwert ) bis zur Endposition (Wert A4 , vierter Referenzwert ) , wobei die Kurve Kl diese beiden Eck- werte verbindet. Die Kurve K2 beschreibt bei bestromter Erre¬ gerspule 1 die Flussänderung in der Startposition (Wert A2 , zweiter Referenzwert ) und in der Endposition (Wert A3 , dritter Referenzwert ) , wobei auch diese Kurve K2 diese beiden Eckwerte verbindet . (Value AI, first reference value) to the end position (value A4, fourth reference value), where the curve K1 values. The curve K2 describes when current is applied Erre ¬ gerspule 1, the flux change in the start position (value A2, the second reference value) and in the end position (value A3, the third reference value), whereby this curve K2 connects these two basic parameters.
Die Kurve K3 nach Figur 5 beschreibt bei unbestromter Erreger¬ spule 1 die Flächenänderung der Hystereseschleife ausgehend von der Startposition (Wert Fl , erster Referenzwert ) bis zur Endposition (F4 , vierter Referenzwert) , wobei die Kurve K3 diese Eckwerte verbindet . Die Kurve K4 beschreibt bei bestrom¬ ter Erregerspule 1 die Flächenänderung der Hystereseschleife ausgehend von der Startposition (Wert F2 , zweiter Referenz¬ wert ) bis zur Endposition (F3 , dritter Referenzwert ) , wobei auch diese Kurve K3 diese beiden Eckwerte verbindet . The curve K3 of FIG 5 describes in a de-energized exciting ¬ coil 1, the change in area of the hysteresis loop starting from the start position (value Fl, first reference value) to the end position (F4, the fourth reference value), the curve K3 connects these basic parameters. The curve K4 describes at Bestrom ¬ ter exciting coil 1, the change in area of the hysteresis loop starting from the start position (value F2, second reference ¬ value) to the end position (F3, the third reference value), whereby this curve K3 connects these two basic parameters.
Diese derart erstellten Referenzwerte gemäß den Figuren 4 und 5 für die Flussänderungen sowie für die Flächen der Hysterese¬ schleifen Hl bis H4 werden in einem Speicher des Mikrocontrol- ler los 11 der SteuerSchaltung 10 abgelegt und in dem Verfah¬ rensschritt S7 mit den aktuellen Werten verglichen . These reference values thus drawn up according to the figures 4 and 5 for the flow changes, and for the surfaces of the hysteresis ¬ grind Hl to H4 are stored in a memory of the microcontroller ler los 11 of the control circuit stored 10 and in the procedural ¬ S7 rensschritt with the current values compared ,
Wenn die aktuell ermittelten Messwerte für die Flussänderung A und die Fläche F der ermittelten Hystereseschleife H mit einer der als Referenzwerte dienenden Amplitudenwerten AI bis A4 (vgl . Figur 4 ) und Flächenwerten Fl bis F4 (vgl . Figur 5 ) übereinstimmt , wird in einem Verfahrensschritt S 9 ein „OK"-Zu- stand ausgegeben . Falls dies nicht der Fall ist , wird ein „NOK"-Zustand ausgegeben (vgl . Verfahrensschritt S8 ) , unabhän- gig davon ob der Anker in einer der Endstellungen oder in ei¬ ner beliebigen Zwischenposition klemmt . Der Verfahrensschritt Sl 0 beendet das Verfahren . Liegt ein „OK"-Zustand vor, kann auch die Position des Ankers angegeben werden. Stimmen die ersten bzw. dritten Referenz¬ werte AI und Fl bzw . A3 und F3 mit den aktuellen Werten über¬ ein, wird die Startposition bzw . die Endposition des Ankers als zulässige Ankerendlage angegeben . If the currently ascertained measured values for the flux change A and the area F of the determined hysteresis loop H coincide with one of the amplitude values AI to A4 (see Figure 4) and area values F1 to F4 (see Figure 5), which are used as reference values, in one method step output S 9 is an "OK" -to- stand. If this is not the case, "NOK" state is output (see. step S8), regardless of whether the anchor in one of the end positions or in ei ¬ ner any intermediate position is stuck. The method step Sl 0 ends the method. If an "OK" state before, the position of the armature can be specified. If the first and third reference ¬ values AI and Fl respectively. A3 and F3 with the current values over a ¬, the start position is resp., The end position of the anchor specified as an acceptable anchor end position.
Dies kann auch für einen „NOK"-Zustand angegeben werden . Stim¬ men die zweiten bzw . vierten Referenzwerte A2 und F2 bzw . A4 F4 mit den aktuellen Werten überein, wird die Startposition bzw . Endposition des Ankers als nicht zulässige Ankerendlage angegeben . This can also be stated for a "NOK" state If the second or fourth reference values A2 and F2 or A4 F4 coincide with the current values, the starting position or end position of the armature is specified as a non-permissible armature end position.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden zur Ankerendlagenüberwachung eines elektromagnetischen Aktors so¬ wohl die Flußamplitude als auch die Fläche der Hysterese¬ schleife verwendet . Natürlich auch möglich lediglich eine der beiden Größen zur ZuStandsüberwachung zu verwenden . In the above described embodiments, the flux amplitude and the area of the hysteresis to be ¬ armature end position control of an electromagnetic actuator, ¬ as well loop. Of course it is also possible to use only one of the two sizes for status monitoring.

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Ankerendlagenüberwachung eines elektromag¬ netischen Aktors mit einer Erregerspule (1) und mit einem relativ zur Erregerspule (1) zwischen einer Startposition und einer Endposition bewegbaren Anker, bei welchem A process for the armature end position monitoring an electromag netic actuator ¬ with an excitation coil (1) and a relative to the excitation coil (1) between a starting position and an end position of the movable armature, wherein
- eine die Position des Ankers bestimmende Betriebsspan¬ nung an die Erregerspule (1) angelegt wird, - a determining the position of the armature operation ¬ clamping voltage to the excitation coil (1) is applied,
der Betriebsspannung ein Spannungsimpuls überlagert wird, welcher eine die Position des Ankers nicht verän¬ dernde reversible Stromänderung des Spulenstromes verur¬ sacht , the operating voltage of a voltage pulse is superimposed, wherein a position of the armature do not change ¬-promoting reversible current change in the coil current Doomed ¬ gently,
der von dem Spannungsimpuls initiierte zeitliche Span- nungs- und Stromverlauf (u (t ) , i (t) ) an der Erregerspule ( 1 ) gemessen wird,  the temporal voltage and current profile (u (t), i (t)) initiated by the voltage pulse is measured at the exciter coil (1),
eine als Hystereseschleife (H) ausgebildete Ψ(ί)-Κθηηϋ- nie aus dem Spannungs- und Stromverlauf (u(t), i (t) ) be¬ stimmt wird, a hysteresis loop (H) formed Ψ (ί) -θθηηϋ- never from the voltage and current waveform (u (t), i (t)) be ¬ true,
- die Flußamplitude (A) und/oder die Fläche (F) der Hys¬ tereseschleife (H) der Ψ(ί)-Kennlinie ermittelt wer¬ den/wird, - the flux amplitude (A) and / or the surface (F) of the Hys ¬ tere esch softly (H) of the Ψ (ί) characteristic determines the ¬ / is
- für die Flußamplitude (A) und/oder die Fläche (F) der Hystereseschleife (H) jeweils wenigstens ein Referenzwert (AI A4 , Fl - F4 ) bzw . wenigstens ein Referenzwert (AI , for the flux amplitude (A) and / or the area (F) of the hysteresis loop (H) at least one reference value (AI A4, FL - F4) respectively. at least one reference value (AI,
... A4 , Fl , ... F4 ) bereitgestellt wird, und ... A4, Fl, ... F4) is provided, and
durch Vergleich der ermittelten Flußamplitude (A) und/oder Fläche (F) der Hystereseschleife mit dem jewei¬ ligen Referenzwert (AI - A4 , Fl - F4 ) bzw . mit dem Refe¬ renzwert (AI A4 , Fl F4 ) eine zulässige oder nicht zu¬ lässige Ankerlage bestimmt wird . Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem by comparing the flux amplitude determined (A) and / or surface (F) of the hysteresis loop with the jewei ¬ time reference value (AI - A4, Fl - F4) respectively. a permissible or not ¬ permeable armature position is determined with the Refe rence value ¬ (AI A4, Fl F4). The method of claim 1, wherein
erste Referenzwerte (AI , Fl ) für die Flußamplitude (A) und/oder die Fläche (F) der Hystereseschleife (H) in der Startposition des Ankers einer unbestromten Erregerspule ermittelt werden, und  first reference values (AI, Fl) for the flux amplitude (A) and / or the area (F) of the hysteresis loop (H) in the starting position of the armature of a de-energized exciting coil are determined, and
eine zulässige Ankerendlage erkannt wird, wenn die er¬ mittelte Flußamplitude (A) und/oder Fläche (F) der Hyste¬ reseschleife (H) mit den ersten Referenzwerten (AI , Fl ) bei unbestromter Erregerspule übereinstimmt , ansonsten eine nicht zulässige Ankerendlage erkannt wird . a permissible armature end position is detected when he ¬ mittelte flux amplitude (A) and / or area (F) of the HystE ¬ reseschleife (H) coincides with the first reference values (AI, Fl) in a de-energized exciting coil, otherwise an illegal anchor end position is detected ,
Verfahren nach Anspruch 2 , bei welchem als zulässige An¬ kerendlage die Startposition des Ankers erkannt wird . The method of claim 2, wherein as the allowable An ¬ kerendlage the start position of the armature is detected.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei welchem Method according to one of the preceding claims, in which
- zweite Referenzwerte (A2, F2 ) für die Flußamplitude (A) und/oder die Fläche (F) der Hystereseschleife (H) in der Startposition des Ankers bei einer bestromten Erreger¬ spule ermittelt werden, und - second reference values (A2, F2) of the flux amplitude (A) and / or the surface (F) of the hysteresis loop (H) are determined in the starting position of the armature in an energized excitation ¬ reel, and
als nicht zulässige Ankerendlage die Startposition des as the not permissible anchor end position the starting position of the
Ankers erkannt wird, wenn die ermittelte Flußamplitude (A) und/oder Fläche (F) der Hystereseschleife (H) mit den zweiten Referenzwerten (A2 , F2 ) bei bestromter Erreger¬ spule übereinstimmt . Anchor is detected when the determined flux amplitude (A) and / or surface (F) of the hysteresis loop (H) with the second reference values (A2, F2) coincide with energized exciter ¬ coil.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei welchem Method according to one of the preceding claims, in which
- dritte Referenzwerte (A3 , F3 ) für die Flußamplitude (A) und/oder die Fläche (F) der Hystereseschleife (H) in der Endposition des Ankers einer bestromten Erregerspule er¬ mittelt werden, und - eine zulässige Ankerendlage erkannt wird, wenn die er¬ mittelte Flußamplitude (A) und/oder Fläche (F) der Hyste¬ reseschleife (H) mit den dritten Referenzwerten (A3 , F3 ) bei bestromter Erregerspule übereinstimmt , ansonsten eine nicht zulässige Ankerendlage erkannt wird . - third reference values (A3, F3) for the flux amplitude (A) and / or the surface (F) of the hysteresis loop (H) in the end position of the armature an energized exciting coil he ¬ averages are, and - An allowable anchor end position is detected when the he ¬ averaged flux amplitude (A) and / or surface (F) Hyste ¬ reseschleife (H) with the third reference values (A3, F3) with energized excitation coil matches, otherwise detected a non-permissible anchor end position becomes .
Verfahren nach Anspruch 5 , bei welchem die Endposition des Ankers als zulässige Ankerendlage erkannt wird . Method according to Claim 5, in which the end position of the armature is recognized as an allowable anchor end position.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei welchem Method according to one of the preceding claims, in which
- vierte Referenzwerte (A4 , F4 ) für die Flußamplitude (A) und/oder die Fläche (F) der Hystereseschleife (H) in der Endposition des Ankers bei einer unbestromten Erreger¬ spule ermittelt werden, und - fourth reference values (A4, F4) for the flux amplitude (A) and / or the surface (F) of the hysteresis loop (H) are determined in the end position of the armature at a currentless exciter ¬ reel, and
- als nicht zulässige Ankerendlage die Endposition des Ankers erkannt wird, wenn die ermittelte Flußamplitude - Is recognized as the anchor position not permissible, the end position of the armature, when the determined flux amplitude
(A) und/oder Fläche (F) der Hystereseschleife (H) mit den vierten Referenzwerten (A4 , F4 ) bei unbestromter Erreger¬ spule übereinstimmt . (A) and / or surface (F) of the hysteresis loop (H) with the fourth reference values (A4, F4) in a de-energized exciting coil ¬ matches.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei welchem bei einer Nichtbestromung der Erregerspule der Spannungsimpuls derart ausgebildet wird, dass die Amplitude der reversiblen Stromänderung kleiner als ein Anzugstrom ist , mit welchem die Erregerspule zum Bewegen des Ankers in die Endposition bestrombar ist . Method according to one of the preceding claims, wherein in the case of non-energization of the excitation coil of the voltage pulse is formed such that the amplitude of the reversible current change is smaller than a tightening current, with which the excitation coil for moving the armature can be energized in the end position.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei welchem bei einer Bestromung der Erregerspule der Span¬ nungsimpuls derart ausgebildet wird, dass die Amplitude der reversiblen Stromänderung kleiner als die Differenz zwischen dem Haltestrom und einem zum Bewegen des Ankers in die Startposition führenden Abfallstrom ist. Method according to one of the preceding claims, wherein when energizing the excitation coil of the clamping ¬ voltage pulse is formed such that the amplitude of the reversible current change smaller than the difference between the holding current and a for moving the armature in the starting position leading waste stream.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem elektromagnetischen Ak¬ tor, der eine Erregerspule (1) aufweist , welche an eine Betriebsspannung angeschlossen ist sowie mit einem Span- nungsimpulsgenerator zum Überlagern eines Spannungsimpul¬ ses der Betriebsspannung sowie einer AusWerteeinrichtung zum Bestimmen, ob sich der Anker in seiner Endlage befin¬ det oder nicht . Apparatus for carrying out the method according to any one of claims 1 to 9 with an electromagnetic Ak ¬ gate, having an excitation coil (1), which is connected to an operating voltage and with a voltage pulse generator for superimposing a Spannungsimpul ¬ ses the operating voltage and an evaluation device ¬ det for determining whether the armature befin in its end position or not.
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