DE102005038934A1 - Verfahren zur Bestimmung der Position eines Schiebers in einem elektromechanischen Ventil - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines Schiebers in einem elektromechanischen Ventil umfaßt folgende Schritte: DOLLAR A - Versehen des Schiebers mit einer Spule, DOLLAR A - Anlegen einer Spannung U an die Spule, DOLLAR A - Messen des Stromflusses I¶C¶ durch die Spule und DOLLAR A - Vergleichen des gemessenen Stromflusses I¶C¶ mit Referenzwerten I¶R¶.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines Schiebers in einem elektromechanischen Ventil.
• Im Automobilbereich ist beispielsweise bei aktiven Radaufhängungssystemen oder elektrohydraulischen Bremsregelsystemen, die mit Hilfe von Schieberventilen gesteuert werden, die ordnungsgemäße Funktion der Schieberventile von großer Bedeutung. Die aktuelle Position des Schiebers kann mit Hilfe eines Sensors detektiert werden. Aus der aktuellen Position kann dann auf eine korrekte oder fehlerhafte Funktion (z.B. Verklemmung des Schiebers) geschlossen werden. Eine sensorische Ermittlung der Schieberposition erfordert jedoch zusätzlichen Bauteilaufwand und zusätzliche bauliche Maßnahmen, die zu deutlich erhöhten Kosten führen.
• Die Erfindung schafft ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Bestimmung der Position eines Schiebers in einem elektromechanischen Ventil.
• Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt folgende Schritte:
• – Versehen des Schiebers mit einer Spule,
• – Anlegen einer Spannung an die Spule,
• – Messen des Stomflusses durch die Spule, und
• – Vergleichen des gemessenen Stromflusses mit Referenzwerten.
• Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Stromfluß durch die Spule des Schiebers vom Bewegungszustand des Schiebers abhängt. Bei Anlegen einer Spannung an die Spule ist der Stromfluß nicht konstant, solange sich der Schieber bewegt. Dies liegt hauptsächlich daran, daß ein Teil der zugeführten elektrischen Energie durch die Bewegung des Schiebers verbraucht wird. Aus dem zeitabhängigen Anstieg des Stromflusses kann somit durch den Vergleich mit den Referenzwerten auf die Position des Schiebers geschlossen werden. Insbesondere ein verklemmter Schieber, der sich nicht bewegt, kann auf diese Weise schnell erkannt werden.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
• 1 ein logisches Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
• 2 verschiedene zeitabhängige Stromflüsse bei einem elektromechanischen Ventil.
• Aus 1 gehen die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zur Bestimmung der Position eines Schiebers in einem elektromechanischen Ventil hervor. Es wird eine Spannung U an den mit einer Spule versehenen Schieber angelegt, deren Wert auch einem Vergleichsprogramm als Eingangsgröße zugeführt wird. Mit Hilfe eines Meßwiderstands wird der zeitliche Stromfluß I_C durch die Spule gemessen. Der Beginn der Messung wird durch Einschalten eines Steuersignals festgelegt, das gleichzeitig die Bewegung des Schiebers auslöst.
• Der gemessene Stromfluß I_C wird mit Hilfe eines Computerprogramms automatisch mit Referenzwerten I_R eines Ventilmodells verglichen. Die Referenzwerte können entweder auf einem hypothetischen Musterventil basieren oder durch eine oder mehrere Referenzmessungen mit realen Musterventilen erhalten werden. Von den Referenzwerten I_R, die in einem Speicher abgelegt sind, werden die gemessenen Werte I_C abgezogen (oder umgekehrt). Mit einem Analyseprogramm wird festgestellt, ob sich die Abweichungen innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes befinden oder nicht. Abhängig vom Analyseergebnis wird dann die Position des Schiebers bzw. dessen Fehlfunktion angezeigt.
• In 2 ist ein Vergleich verschiedener zeitabhängiger Stromverläufe dargestellt. Kurve 1 repräsentiert das Steuersignal, das zu einem Zeitpunkt t₀ gesetzt wird. Kurve 2 zeigt einen Referenzverlauf eines Stromflusses I_R durch eine Spule eines Schieberventils. Einer ersten Phase mit einem zur Zeit t annähernd proportionalen Verlauf folgt zum Zeitpunkt t₁ ein abrupter Übergang in eine zweite Phase mit einem steileren Anstieg, die schließlich in eine Sättigungsphase übergeht. Der verhältnismäßig flache Anstieg in der ersten Phase erklärt sich durch die Bewegung des Schiebers aus einer Ausgangsstellung in eine Endstellung. Die Bewegung „verzehrt" einen bestimmten Anteil der zugeführten elektrischen Energie. Bei Erreichen der Endstellung zum Zeitpunkt t₁ fällt dieser Anteil weg.
• Kurve 3 repräsentiert ein Schieberventil, dessen Schieber sich während der Bewegung verklemmt hat. Dies ist daran zu erkennen, daß der Stromfluß durch die Spule ab einem bestimmten Zeitpunkt t_f nicht wie beim Referenzverlauf leicht, sondern stark ansteigt, weil der sich nicht weiterbewegende Schieber keine Bewegungsenergie mehr hat.
• Kurve 4 schließlich zeigt den Stromverlauf durch die Spule eines Schieberventils, dessen Schieber sich von Anfang an nicht bewegt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Bestimmung der Position eines Schiebers in einem elektromechanischen Ventil, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Versehen des Schiebers mit einer Spule, – Anlegen einer Spannung U an die Spule, – Messen des Stromflusses I_C durch die Spule, und – Vergleichen des gemessenen Stromflusses I_C mit Referenzwerten I_R.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über einen bestimmten Zeitraum der zeitliche Verlauf des Stromflusses I_C durch die Spule gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Stromverlauf I_C mit einem aus mehreren Referenzwerten I_R gebildeten Referenzverlauf verglichen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzwerte I_R durch Referenzmessungen ermittelt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzwerte I_R in einem Speicher abgelegt sind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gemessene Stromfluß I_C mittels eines Computerprogramms automatisch mit den Referenzwerten I_R verglichen wird.