DE102014214112A1 - Method for controlling an electric valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (50) zur Regelung eines elektrischen Ventils (1), wobei das Ventil (1) ein Schaltmittel (20) und ein Leitmittel (18) aufweist, wobei das Schaltmittel (20) mit einem Stellelement (34) zusammenwirkt. Erfindungsgemäß weist das Verfahren (50) wenigstens die folgenden Schritte auf: • Ansteuerung (70) des Stellelements (34) mittels eines Ansteuersignals (52), • Ermittlung (72) der Stromaufnahme des Stellelements (34), mittels eines Strommessmittels und • Änderung (74) der Spannung und/oder des Stroms des Ansteuersignals (52) bei der Ermittlung einer Verminderung der Stromaufnahme des Stellelements (34).The invention relates to a method (50) for controlling an electrical valve (1), wherein the valve (1) comprises a switching means (20) and a conducting means (18), wherein the switching means (20) cooperates with an actuating element (34). According to the invention, the method (50) has at least the following steps: triggering (70) of the actuating element (34) by means of a drive signal (52), determining (72) the current consumption of the actuating element (34) by means of a current measuring device and 74) of the voltage and / or the current of the drive signal (52) in determining a reduction in the current consumption of the actuating element (34).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines elektrischen Ventils.The invention relates to a method for controlling an electric valve.
Es sind schon Verfahren zur Ansteuerung von elektrischen Ventilen bekannt. Auch sind Ventile bekannt, die ein Schaltmittel und ein Leitmittel aufweisen, wobei das Schaltmittel mit einem Stellelement zusammenwirkt.There are already known methods for driving electrical valves. Valves are also known which have a switching means and a conducting means, wherein the switching means cooperates with an actuating element.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass es einfach und kostengünstig Umsetzbar ist. Auch die Nachrüstung bestehender Ventile mit dem Verfahren ist einfach möglich. Ferner wird durch den Einsatz des Verfahrens die Belastung der Bauteile des Ventils, insbesondere bei Schaltvorgängen verringert. The inventive method with the features of the main claim has the advantage that it is simple and inexpensive Implemented. The retrofitting of existing valves with the method is easily possible. Furthermore, the use of the method reduces the load on the components of the valve, in particular during switching operations.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.The measures listed in the dependent claims, advantageous refinements and improvements of the main claim features.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Ermittlung der Stromaufnahme über ein Intervall erfolgt. Vorteilhaft entspricht ein Intervall einem Zeitraum, über das die Messungen der Stromaufnahme durchgeführt werden oder einer Anzahl von Messungen. Die Ermittlung der Stromaufnahme über ein Intervall ermöglicht ein verbessertes Erkennen einer Verminderung der Stromaufnahme. Beispielsweise können Schwankungen im Stromverlauf dadurch einfach kompensiert werden.It is particularly advantageous that the determination of the power consumption takes place over an interval. Advantageously, an interval corresponds to a period of time over which the measurements of the current consumption are made or a number of measurements. The determination of the current consumption over an interval enables an improved detection of a reduction of the current consumption. For example, fluctuations in the current profile can be easily compensated.
Ferner ist vorteilhaft, dass die ermittelte Stromaufnahme interpoliert wird. Durch die Interpolation können mögliche Schwankungen einfach kompensiert und insbesondere eine einfache Vorhersage der zukünftigen Stromaufnahme getroffen werden. Furthermore, it is advantageous that the determined current consumption is interpolated. By means of the interpolation, possible fluctuations can be easily compensated and, in particular, a simple prediction of the future current consumption can be made.
Als vorteilhaft ist anzusehen, dass bei der Ermittlung einer Verminderung, der Stromaufnahme des Stellelements, die Spannung und/oder Strom des Ansteuersignals reduziert wird. Durch die Reduzierung der Spannung und/oder des Stroms kann die Energie, die dem Stellelement zugeführt wird, verkleinert werden. Ferner werden die Kräfte, die beim Schließen oder Öffnen des Ventils auf die Bauteile des Ventils wirken verkleinert.It is to be regarded as advantageous that when determining a reduction, the current consumption of the actuating element, the voltage and / or current of the drive signal is reduced. By reducing the voltage and / or the current, the energy supplied to the actuator can be reduced. Furthermore, the forces that act when closing or opening the valve on the components of the valve are reduced.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist, dass das Ansteuersignal pulsweitenmoduliert ist. Die pulsweitenmodulierte Ansteuerung ermöglicht eine einfache Änderung der Spannung und des Stroms des Ansteuersignals, beispielsweise durch Änderung der Pulsweite, vorzugsweise durch Minimierung der Pulsweite.An advantageous development of the invention is that the drive signal is pulse width modulated. The pulse width modulated control allows a simple change of the voltage and the current of the drive signal, for example by changing the pulse width, preferably by minimizing the pulse width.
Besonders vorteilhaft ist, dass das pulsweitenmodulierte Ansteuersignal eine Frequenz aufweist, die insbesondere größer als 200 Hz. Durch die Frequenz, größer als 200 Hz des pulsweitenmodulierten Ansteuersignals wird eine pulsierende Bewegung des Schaltmittels verhindert.It is particularly advantageous that the pulse-width modulated drive signal has a frequency which is in particular greater than 200 Hz. The frequency, greater than 200 Hz of the pulse-width-modulated drive signal, prevents a pulsating movement of the switching means.
Vorteilhaft ist, dass das Stellelement eine Spule aufweist. Die Stromaufnahme der Spule wird mittels eines Strommessmittels ermittelt. Beispielsweise ist das Strommessmittel als Shunt Wiederstand, der insbesondere zwischen das Stellelement und eine Ansteuerleitung des Stellelements geschaltet wird, ausgeführt. Durch die Verwendung des Strommessmittels erfolgt eine einfache, kostengünstige sowie zuverlässige Erfassung der Stromaufnahme der Spule. It is advantageous that the actuating element has a coil. The current consumption of the coil is determined by means of a current measuring means. For example, the current measuring means is designed as a shunt resistor, which is in particular connected between the actuating element and a control line of the actuating element. By using the current measuring means is a simple, inexpensive and reliable detection of the current consumption of the coil.
Ferner ist als vorteilhafte anzusehen, dass das Stellelement einen beweglichen Anker aufweist. Der Anker wirkt mit dem Schaltmittel zusammen. Bevorzugt ist der Anker mit dem Schaltmittel verbunden. Der Anker und das Schaltmittel werden mittels des Ansteuersignals bewegt. Durch die Verbindung des Ankers mit dem Schaltelement, insbesondere über einen Ventilschaft lässt sich das Schaltelement abhängig von dem Ansteuersignal einfach und schnell bewegen. Furthermore, it should be regarded as advantageous that the actuating element has a movable armature. The armature cooperates with the switching means. Preferably, the armature is connected to the switching means. The armature and the switching means are moved by means of the drive signal. By connecting the armature to the switching element, in particular via a valve stem, the switching element can be moved easily and quickly depending on the drive signal.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass die Änderung, insbesondere die Reduzierung der Spannung und/oder des Stroms des Ansteuersignals sobald sich der Anker bewegt, erfolgt. Durch die Änderung des Ansteuersignals bei Ermittlung einer Änderung des Stromverlaufs kann die Energie, die auf den Anker übertragen wird, angepasst werden. Auch wird verhindert, dass zu viel Bewegungsenergie dem Anker zugeführt wird. Ferner ist vorteilhaft, dass die Kräfte, die auf den Anker, bzw. das Schaltmittel beim Öffnen oder beim Schließen des Ventils auf das Ventil wirken, entsprechend angepasst sind.An advantageous development is that the change, in particular the reduction of the voltage and / or the current of the drive signal as soon as the armature moves takes place. By changing the drive signal upon detection of a change in the current profile, the energy that is transferred to the armature can be adjusted. It also prevents that too much kinetic energy is supplied to the anchor. Furthermore, it is advantageous that the forces acting on the armature, or the switching means when opening or closing the valve on the valve, are adjusted accordingly.
Ventil mit einem Regelmittel zur Regelung des Ventils gemäß einem Verfahren nach einem oder mehrerer der vorherigen Ansprüche. Das Regelmittel generiert ein Ansteuersignal.Valve with a control means for controlling the valve according to a method according to one or more of the preceding claims. The control means generates a drive signal.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the figures and explained in more detail in the following description. Show it:
In
Der Durchströmungsbereich
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Leitmittel
Ferner ist innerhalb des Kanalgehäuses
Das Schaltmittel
Das Kanalgehäuse
Abhängig von der Stellung des Schaltmittels
Ferner kann abhängig vom Abstand der Schaltmittels
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das elektrische Ventil
Der Steuerbereich
Weiter ist in dem Steuerbereich
Das Stellelement
Ferner weist das Stelleelement
Der Steuerbereich
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Stellelement
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zur Verstärkung, bzw. besseren Führung des magnetischen Flusses die Spulen
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Spule um die Führung
Das erfindungsgemäße Verfahren beschränkt sich nicht auf das zuvor beschriebene elektrische Ventil
Das erfindungsgemäße Verfahren
In
In
Eine Verminderung der Stromaufnahme kann durch ein Strommessmittel, insbesondere durch einen Shuntwiderstand, ermittelt werden. Das Strommessmittel ist vorteilhaft in einer der Ansteuerleitungen, durch die das Ansteuersignal zum Stellelement
Zum Zeitpunkt t3 erreicht der Anker
Soll das Ventil
Schließlich wird zum Zeitpunkt t4 das Ansteuersignal
Durch die Minimierung der Spannung
Ab dem Zeitpunkt t1 wird das Stellelement
In
Vorteilhaft kann eine Interpolation der ermittelten Stromaufnahme durchgeführt werden um eine Fehleinschätzung zu verhindert. Advantageously, an interpolation of the determined current consumption can be carried out in order to prevent a misjudgment.
Gemäße einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Ermittlung der Verminderung der Stromaufnahme durch die Änderung des Vorzeichens der Steigung der Stromkurve. Die Ermittlung kann auch durch die Erkennung des Scheitelpunkts des Stromverlaufs mittels der Ableitung erfolgen. Auch mittels der Bildung der Ableitung kann auf das Erreichen des Scheitpunkts bzw. auf eine Verminderung der Stromaufnahme geschlossen werden.According to a further embodiment, the determination of the reduction of the current consumption takes place by the change of the sign of the slope of the current curve. The determination can also be made by detecting the vertex of the current profile by means of the derivative. Also by means of the formation of the derivative can be concluded on reaching the point of failure or on a reduction in power consumption.
Wird bei der Ermittlung
Bei einem kontinuierlichen Ansteuersignal
Bei einem pulsweitenmodulierten Ansteuersignal
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Ventil
Um einen lückenden Ströme an der Spulen
Claims (11)
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