-
Die
Erfindung betrifft ein Abgasrückführungsventil,
enthaltend eine Schaltungsanordnung zur Erfassung des Schaltzustandes
eines pneumatischen Schaltmittels gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
-
Schaltungsanordnungen
für zuvor
genannten Art sind zum Beispiel aus der
DE 3506180 A1 bekannt. Diese
Schrift behandelt eine Kolben-Zylinderanordnung, bei der die Stellung
eines Zylinderkolbens über
radial außen
an dem Zylinder angeordnete Sensoren erfaßt wird. Bei diesen Sensoren
handelt es sich insbesondere um Reed-Schalter, die durch einen am
Kolben angeordneten Permanentmagneten geschaltet werden.
-
Diese
bekannte Anordnung hat das Problem, dass sie nur für pneumatische
Schaltelemente tauglich ist, bei denen das bewegliche Element einen
Kolben umfasst, in dem der Permanentmagnet in einem Abstand zur
Seitenwand des Zylinders angeordnet sein kann, der deutlich kleiner
als der Hub des beweglichen Elements ist. Wenn dies nicht möglich ist, ergibt
sich bei einer Anordnung wie in der
DE 3506180 A1 beschrieben das Problem, das
der Reed-Schalter, der als elektrisches Schaltelement fungiert,
praktisch ständig
dem Einfluss des Magneten ausgesetzt ist, egal in welcher Stellung
sich der Kolben des Zylinders befindet. Infolgedessen ändert sich
das auf den Schalter wirkende Magnetfeld nur langsam im Laufe der
Hubbewegung, und die Kolbenstellung, bei der der Reed-Schalter schaltet,
fluktuiert stark in Abhängigkeit
von äußeren Einflüssen.
-
Aus
der
US 4,694,812 ist
ein Abgasrückführungsventil
der eingangs genannten Art mit den im Oberbegriff des Anspruchs
1 genannten Merkmalen bekannt. Die Ventilstange trägt dort
an ihrem vom Schließkörper abgewandten
Ende einen Magnetkern, der bei einer Bewegung der Ventilstange im
Inneren eines Wandlers verlagert wird, der eine mit einem konstanten
Wechselstrom gespeiste Primärwicklung
und zwei im axialen Abstand angeordnete Sekundärwicklungen umfasst. Die Auswertung
der durch die Bewegung der Ventilstange hervorgerufene Veränderung
der induktiven Kopplung der beiden Sekundärspulen macht jedoch eine verhältnismäßig komplexe
Schaltungsanordnung erforderlich.
-
Die
US 5,027,781 offenbart ein ähnliches
Abgasrückführungsventil
bei dem in Abhängigkeit
von der Schaltstellung einer Ventilstange in einem EGR- Ventilpositionssensor
ein Hochpegel- bzw. Niederpegel-Spannungssignal für den Bordcomputer des
Fahrzeugs erzeugt wird.
-
Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Abgasrückführventil
dahingehend zu verbessern, dass die Überwachung des pneumatischen
Schaltmittels durch Auswertung von Bewegungen der Ventilstange vereinfacht
wird.
-
Vorteile der
Erfindung
-
Durch
die erfindungsgemäße Merkmalskombination
kann die Kraft der Ventilstange bzw. die zur Bewegung der Ventilstange
führende
Kraft ausgenutzt werden, um ein Betätigungselement des elektrischen
Schaltmittels zu betätigen,
indem eine Kraft von der Ventilstange bzw. einem an deren vorderem Ende
befestigten Betätigungselement
auf das Betätigungselement
des Schaltmittels ausgeübt
und dieses dadurch direkt geschaltet wird.
-
Durch
die erfindungsgemäße Merkmalskombination
wird zudem ein Abgasrückführungsventil
mit einer Schaltungsanordnung geschaffen, die zur Überwachung
eines pneumatischen Schaltmittels geeignet ist, bei dem die Anbringung
des elektrischen Schaltmittels in der in
DE 3506180 A1 gezeigten
Anordnung nicht praktikabel ist, sei es weil das bewegliche Element
keinen Kolben besitzt, in dem ein Magnet untergebracht werden könnte, weil
Platzverhältnisse
die Anbringung des elektrischen Schaltelements seitlich vom beweglichen
Element in ausreichender Nähe
nicht zulassen, oder aus welchen Gründen auch immer. Durch die
erfindungsgemäße Anordnung
eines Teils des elektrischen Schaltmittels in einem in Bewegungsrichtung
hinter dem beweglichen Element des pneumatischen Schaltmittels liegenden
Raum wird außerdem
ein kompakter Aufbau der gesamten Anordnung erzielt.
-
Diese
Lösung
ist insbesondere vorteilhaft anwendbar bei pneumatischen Schaltmitteln
mit geringem Hub, das heißt
solchen, bei denen der Hub ähnlich
groß oder
kleiner als die Abmessungen des beweglichen Elements quer zur Hubrichtung
sind.
-
Dies
sind zum Beispiel die meisten pneumatischen Schaltmittel, bei denen
das bewegliche Element von einer einem pneumatischen Medium ausgesetzten
flexiblen Membran angetrieben wird.
-
Vorzugsweise
ist die Hubbewegung beziehungsweise die Bahn, auf der diese stattfindet,
in drei Abschnitte unterteilt, wobei in einem mittleren dieser Abschnitte
die Betätigungskraft
das Betätigungselement
des elektrischen Schaltmittels zu einer an die Bewegung des beweglichen
Elements des pneumatischen Schaltmittels gekoppelten Bewegung zwischen
zwei Endpunkten antreibt, und wobei das Betätigungselement unbewegt an
einem der zwei Endpunkte bleibt, während sich das bewegliche Element in
einem dem jeweiligen Endpunkt entsprechenden der zwei äußeren Abschnitte
der Bahn bewegt. Die Unterteilung der gesamten Bahn in die drei
Abschnitte kann dabei bei der Konstruktion des pneumatischen Schaltmittels
fest vorgegeben oder auch am fertig zusammengesetzten Schaltmittel
justierbar sein. Durch eine solche Anordnung wird vermieden, daß das Betätigungselement,
wenn es einen seiner zwei Endpunkte erreicht hat, die weitere Bewegung des
pneumatischen Schaltmittels behindert.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die vom beweglichen
Element des pneumatischen Schaltmittels auf das Betätigungselement
des elektrischen Schaltmittels ausgeübte Betätigungskraft eine Magnetkraft,
wobei ein Magnet insbesondere am beweglichen Element des pneumatischen
Schaltmittels montiert sein kann.
-
Eine
wirksame Übertragung
der magnetischen Betätigungskraft
ist gewährleistet,
wenn der Magnet und das elektrische Schaltmittel auf einer zur Bahn
des beweglichen Elements parallelen Achse, vorzugsweise der Mittelachse
des pneumatischen Schaltmittels angeordnet sind.
-
Ein
einfacher Aufbau der Schaltungsanordnung ergibt sich, wenn das pneumatische
Schaltmittel in einem allseits dichten Gehäuse untergebracht ist und das
elektrische Schaltmittel außen
an diesem Gehäuse
angeordnet ist. Dabei besteht das Gehäuse zumindest in der Umgebung
des elektrischen Schaltmittels aus einem für ein Magnetfeld durchlässigen Material.
Eine solche Konstruktion erlaubt es, auf eine Abdichtung des Gehäuses in
Höhe von
elektrischen Anschlüssen
des elektrischen Schaltmittels zu verzichten.
-
Gemäß einer
Variante der Erfindung ist das Betätigungselement des elektrischen
Schaltmittels unter einem Winkel zur Bahn verschiebbar.
-
Dies
ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn
die Betätigungskraft
eine mechanisch übertragene
Kraft ist.
-
Zur Übertragung
einer solchen Kraft kann vorgesehen werden, daß sich das Betätigungselement
und das bewegliche Element wenigstens auf einem Abschnitt der Bahn
an einer schräg
zur Bahn verlaufenden Kontaktfläche
berühren,
um die Kraft zu übertragen.
Diese Kontaktfläche
kann insbesondere eine kegelförmige
Fläche
an dem beweglichen Element des pneumatischen Schaltmittels sein.
-
Um
die mechanische Betätigungskraft
auf das elektrische Schaltmittel zu übertragen, ist vorzugsweise
ein Betätigungszapfen
des beweglichen Elements abgedichtet aus einem Gehäuse des
pneumatischen Schaltmittels herausgeführt. Das durch diesen Zapfen
betätigte
elektrische Schaltmittel ist zweckmäßigerweise außen an dem
Gehäuse
montiert, vorzugsweise ist es durch eine aufgesteckte Kappe an dem
Gehäuse
gehalten.
-
In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei einer
Anordnung mit mehreren pneumatischen Schaltmitteln jedem der pneumatischen
Schaltmittel ein elektrisches Schaltmittel zugeordnet ist, und die
elektrischen Schaltmittel parallel geschaltet sind. Hierdurch kann
in einfacher Weise auch bei mehreren zu überwachenden pneumatischen
Schaltmitteln der Schaltzustand der pneumatischen Schaltmittel dahingehend überwacht
werden, daß bei
Betätigung
wenigstens eines der pneumatischen Schaltmittel ein Steuersignal
an eine Auswerteschaltung geliefert wird.
-
In
weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß jedem
der elektrischen Schaltmittel ein definierter Vorwiderstand in Reihe
geschaltet ist, dessen Größe vorzugsweise entsprechend
einer binären
Kodierung festgelegt ist, wobei die Vorwiderstände unterschiedlich dimensioniert
sind. Hierdurch wird es vorteilhaft möglich, auch bei mehreren überwachten
pneumatischen Schaltmitteln anhand des einen generierten elektrischen Steuersignals
zu ermitteln, welches beziehungsweise welche der pneumatischen Schaltmittel
ihren Schaltzustand verändert
haben. Somit kann mit einfacher Auswertung nur eines Schaltsignals
gleichzeitig die Schaltstellung mehrerer pneumatischer Schaltmittel
in einfacher Weise überwacht
werden.
-
Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der zugehörigen Zeichnungen.
-
Zeichnungen
-
Es
zeigen:
-
1 eine
Schnittdarstellung durch eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung;
-
2 eine
perspektivische Ansicht einer Kappe zum Befestigen des elektrischen
Schaltmittels am Gehäuse
des pneumatischen Schaltmittels;
-
3 eine
Schnittdarstellung durch eine zweite Schaltungsanordnung;
-
4 eine
Seitenansicht der Anordnung aus 1;
-
5 und 6 Schaltungen
zur Überwachung
des Schaltzustandes von mehreren pneumatischen Schaltmitteln und
-
7 eine
Schaltung zur Überwachung
einer Vielzahl pneumatischer Schaltmittel.
-
Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
-
Die
Erfindung soll nachfolgend am Beispiel einer ein Abgasrückführungsventil 10 aufweisenden Ventilanordnung 12 erläutert werden,
die beispielsweise in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen eingesetzt
wird.
-
Aufbau
und Wirkungsweise von Abgasrückführungsventilen
sind bekannt, so daß hier
nur auf die für
die Erläuterung
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
notwendigen Bestandteile Bezug genommen wird. Das Abgasrückführungsventil 10 ist
in einem Ansaugkanal 14 angeordnet, wobei eine in den Ansaugkanal 14 mündende Ventilhülse 16 mittels
eines Schließkörpers 18 verschließbar ist. Der
Schließkörper 18 ist
mit einer Ventilstange 20 verbunden, die durch eine Betätigungseinrichtung 22,
die als Unterdruck dose 24 ausgebildet ist, auf einer Bahn
in Richtung eines Pfeils 45 und zurück bewegbar ist. Die Unterdruckdose 24 bildet
ein pneumatisches Schaltmittel 26. Hierzu ist innerhalb
eines Gehäuses 28 eine
Membran 30 angeordnet, die einen mit der Ventilstange 20 starr
verbundenen Membranteller 32 aufweist. Der Membranteller 32 stützt sich
gegen die Kraft eines elastischen Federelementes 34 an
einem Membrandeckel 36 ab. Der Membrandeckel 36 bildet
einen druckdichten Verschluß des
Gehäuses 28.
Ein Innenraum 38 des Gehäuses 28 ist über einen
nicht näher
dargestellten Anschluß mit
einer Unterdruckquelle verbindbar, während ein Innenraum 40 des
Gehäuses 28 mit
Normaldruck, das heißt,
der Atmosphäre
beaufschlagt ist.
-
Der
Membranteller 32 trägt
an seiner von der Ventilstange 20 abgewandten Seite in
Verlängerung der
Ventilstange 20 einen Betätigungszapfen 54 mit einer
konisch zulaufenden distalen Spitze 56. Ventilstange 20,
Membranteller 32 und Betätigungszapfen 54 bilden
gemeinsam ein auf einer Bahn in Richtung des Pfeils 45 bewegliches
Element.
-
Der
Betätigungszapfen 54 erstreckt
sich durch eine mit einer Dichtung 58 versehene Öffnung im
Membrandeckel 36 in eine Kammer, die von einer auf den Membrandeckel 36 aufgesteckten
und an diesem verrasteten Kappe 60 gebildet ist.
-
Diese
in 2 perspektivisch von innen betrachtet gezeigte
Kappe 60 trägt
auf einer, von einem flexiblen, mit Rastmitteln 62 versehenen
stegförmigen
Rand 64 umgebenen Grundplatte 66 einen längsgeschlitzten
Schaft 68. Die Länge
des Schafts ist so bemessen, daß er
bei eingerasteter Kappe 60 die Dichtung 58 zwischen
seiner Stirnfläche 69 und dem
Boden einer Vertiefung des Membrandeckels 36 eingespannt
hält.
-
Auf
der Grundplatte 66 ist das elektrische Schaltmittel 46,
hier ein Mikroschalter, so montiert, daß dessen Betätigungselement 52 in
die zylindrische Bohrung des Schafts 68 eingreift. Elektrische Anschlüsse 48, 50 sind
durch den Boden der Kappe 60 herausgeführt (siehe 1).
-
Der
Mikroschalter liegt in Richtung der Bahn praktisch zur Gänze hinter
dem Membranteller 32, so daß er die seitlichen Abmessungen
der gesamten Anordnung aus pneumatischem 26 und elektrischem Schaltmittel 46 nicht
vergrößert.
-
Die
Ventilanordnung 12 besitzt ein zweites pneumatisches Schaltmittel 42,
das in analoger Weise zum Schaltmittel 26 ebenfalls als
Unterdruckdose aufgebaut ist. Mittels des zweiten pneumatischen Schaltmittels 42 kann
eine in dem Ansaugkanal 14 angeordnete Klappe 43 betätigt werden,
mittels der ein Durchlaßquerschnitt
des Ansaugkanals 14 variierbar ist. Da der Aufbau der pneumatischen
Schaltmittel 26 und 42 identisch ist, wird der
weitere Aufbau und die Funktion lediglich anhand des pneumatischen
Schaltmittels 26 erläutert.
-
Zum
Betätigen
des Abgasrückführungsventiles 10 wird
der Innenraum 38 mit der Unterdruckquelle verbunden, so
daß der
Innenraum 38 evakuiert wird. Hierdurch wird die Membran 30 gegen
die Kraft des Federelementes 34 in der mit dem Pfeil 45 angegebenen
Richtung vorgespannt, so daß der
Schließkörper 18 einen
Dichtsitz der Ventilhülse 16 öffnet.
-
Durch
das Vorspannen der Membran 30 bewegt sich gleichzeitig
das bewegliche Element auf seiner Bahn aus der in 1 gezeigten
Stellung heraus gegen die Kraft des Federelementes 34 in
Richtung des Membrandeckels 36. Erst nachdem das bewegliche
Element einen ersten Abschnitt seiner Bahn zurückgelegt hat, kommt die kegelförmige Spitze 56 in
Kontakt mit dem Betätigungselement 52 des
elektrischen Schaltmittels 46 und beginnt, dieses in eine Richtung
senkrecht zur Bahn zu verschieben. Dabei glei tet die Spitze 56 an
dem Betätigungselement 52 entlang,
und im Laufe der Bewegung des Betätigungselements 52 schaltet
das Schaltmittel 46. Nachdem die Spitze 56 das
Betätigungselement 52 hinter
sich gelassen hat, gleitet auf einem dritten Abschnitt der Bahn
die zylindrische Außenfläche des Betätigungszapfens 54 am
Betätigungselement 52 entlang,
bis ein Anschlag erreicht wird, beispielsweise indem der Membranteller 32 an
eine Begrenzung im Innenraum 38 stößt oder die Spitze 56 die
Grundplatte 66 der Kappe 60 erreicht.
-
Wie
man an 1 leicht erkennt, kann durch eine geeignete Wahl
der Länge
des Betätigungszapfens 56 und
die Positionierung des elektrischen Schaltmittels 46 dessen
Schaltpunkt auf eine beliebige Stelle der Bahn des beweglichen Elements
festgelegt werden. Es kann somit jeder beliebige Grad der Offenstellung
des Abgasrückführungsventils 10 erfaßt werden.
wenn der Betätigungszapfen 54 längenverstellbar
ist, zum Beispiel mit Hilfe eines Gewindes, so ist auch eine Feinjustage
des Schaltpunkts an der fertigmontierten Ventilanordnung möglich.
-
3 zeigt
eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit
einem an einem Ansaugkanal 14 angeordneten Abgasrückführungsventil 10.
Diese Anordnung unterscheidet sich von der in 1 gezeigten
im Aufbau der pneumatischen und elektrischen Schaltmittel. Die Figur
zeigt lediglich das pneumatische Schaltmittel 26 im Querschnitt,
das zweite, in 1 mit 42 bezeichnete,
das identisch aufgebaut ist, ist in 3 fortgelassen.
Der Aufbau des Ansaugkanals 14, des Abgasrückführungsventils 10,
des Schließkörpers 18 und
der Ventilstange 20 ist der gleiche wie bei der mit Bezug
auf 1 beschriebenen Ausgestaltung. Die Unterdruckdose 24 umfaßt eine
an den Ansaugkanal 14 angeformte Kammer 40 unter
Atmosphärendruck und
eine mit einer Unterdruckquelle verbindbare Kammer 38,
die durch eine flexible Membran 30 gasdicht voneinander
getrennt sind. Ein steifer Membranteller 32 ist mit der
Ventilstange 20 verschraubt und verteilt die Kraft eines
in dem Innenraum 80 angeordneten Federelements 34 auf
die Membran 30. An seiner dem Innenraum 38 zugewandten
Oberfläche
trägt der
Membranteller 32 einen Magneten 70 aus einer Seltenerdlegierung.
-
Wenn
der Innenraum 38 unter Unterdruck gesetzt wird, wird das
Federelement 34 durch den in dem Innenraum 40 herrschenden
Atmosphärendruck zusammengepreßt, der
Schließkörper 18 hebt
sich vom Sitz des Abgasrückführungsventils 10,
und der Magnet 70 drängt
in eine an der Innenseite des Membrandeckels 36 gebildete
Aussparung 72 ein und nähert
sich so dem elektrischen Schaltmittel 46, das in diesem
Fall ein Reed-Schalter ist.
-
Der
Magnet 70 und der Reedschalter 46 sind beide auf
der Mittelachse des beweglichen Elements angeordnet, so daß bei einer
Annäherung
des Magneten 70 an den Reed-Schalter das von diesem durch
den Membrandeckel 36 aus Kunststoff hindurch wahrgenommene
magnetische Feld schnell zunimmt und diesen reproduzierbar schalten
läßt. Nachdem
der Reed-Schalter unter dem Einfluß der vom Magneten 70 ausgeübten Kraft
seine Schaltbewegung vollendet hat, bleibt das bewegliche Element in
Richtung auf den Reed-Schalter
zu weiterhin beweglich, solange bis der Magnet an den Membrandeckel 36 anstößt.
-
Diese
Variante zeichnet sich besonders dadurch aus, daß der Innenraum 38 bis
auf den nicht dargestellten Anschluß zum Verbinden mit einer Unterdruckquelle
keine Durchgangsbohrungen aufweist, weder für einen Betätigungszapfen noch für an das
elektrische Schaltelement angeschlossene Drähte, und deshalb im Aufbau
einfach und zuverlässig
dicht ist.
-
4 zeigt
die Anordnung aus 1 gesehen in der durch einen
Pfeil 44 bezeichneten Richtung. Sie verdeutlicht die Einbindung
der elektrischen Kon taktierung des elektrischen Schaltmittels 46 in die
gesamte Anschlußkonfiguration
der Ventilanordnung 12. Bekannterweise besitzt die Ventilanordnung 12 einen
gemeinsamen Anschlußstecker 76 zum Verbinden
von den pneumatischen Schaltmitteln 26 und 42 zugeordneten,
als Magnetventile ausgebildeten Schalteinrichtungen. Mittels der
Magnetventile ist der Innenraum 38 (1) mit der
Unterdruckquelle verbindbar, so daß dieser evakuiert werden kann. Den
Schalteinrichtungen ist hierbei ein Anschlußkontakt 78 für das Magnetventil
des Abgasrückführungsventiles 10,
ein Anschlußkontakt 80 für das Magnetventil
zur Betätigung
der Klappe 43, und ein Anschlußkontakt 82 für eine gemeinsame
Masseleitung der Magnetventile zugeordnet. Der Anschlußstecker 76 weist
weitere Anschlußkontakte 84 beziehungsweise 86 auf,
die mit den zum elektrischen Schaltmittel 46 führenden
Verbindungsleitungen 61 kontaktiert sind. Die Verbindungsleitungen
führen
zu einem Kontaktmodul 65, in dem sie an die Kontakte 48, 50 des elektrischen
Schaltmittels 46 angeschlossen sind. Hierdurch wird es
in einfacher Weise möglich,
mittels eines einzelnen Anschlußsteckers 76 gleichzeitig
die Magnetventile mit einer Spannungsversorgung zu verbinden und
das Schaltmittel 46 mit einer im einzelnen nicht dargestellten
Auswerteschaltung zu verbinden. Der Verbindungsaufwand reduziert
sich hierdurch erheblich. Ist dem weiteren pneumatischen Schaltmittel 42 der
Ventilanordnung 12 ebenfalls ein elektrisches Schaltmittel
zugeordnet, ist dieses parallel zum dem dem Abgasrückführungsventil 10 zugeordneten
elektrischen Schaltmittel 46 geschaltet, so daß sich der
Verbindungsaufwand nicht erhöht.
-
In 5 ist
hierzu ein Schaltbild gezeigt. Der Anschlußstecker 76 weist
die Anschlußkontakte 78 bis 86 auf.
Der Anschlußkontakt 78 ist
mit einem Magnetventil 88 des pneumatischen Schaltmittels 26 verbunden,
während
der Anschlußkontakt 80 mit
einem Magnetventil 90 des pneumatischen Schaltmittels 42 verbunden
ist. Der Anschlußkontakt 82 ist
mit einer gemeinsamen Masseleitung 92 der Magnetventile 88 und 90 verbunden.
Die Anschlußkontakte 84 und 86 sind über die
Verbindungsleitungen 62 mit dem parallel geschalteten elektrischen
Schaltmitteln der zwei pneumatischen Schaltmittel 26 beziehungsweise 42 verbunden.
-
Über die
nicht dargestellte Auswerteschaltung werden die Anschlußkontakte 84 und 86 mit
einer Meßspannung
beaufschlagt. Schließt
nun eines der elektrischen Schaltmittel 46 beziehungsweise beide
Schaltmittel 46 infolge der Änderung des Schaltzustandes
der pneumatischen Schaltmittel 26 beziehungsweise 42 – wie anhand
der vorhergehenden Figu ren erläutert – werden
die Anschlußkontakte 84 und 86 kurzgeschlossen,
so daß ein
Meßstrom fließen kann.
Dieser wird mittels der nicht dargestellten Auswerteschaltung erfaßt und liefert
ein Signal dafür,
daß eines
der pneumatischen Schaltmittel 26 oder 42 betätigt ist.
-
In 6 ist
eine abgewandelte Schaltungsanordnung gemäß 4 gezeigt,
bei der ein Anschlußaufwand
weiter reduziert ist. Hier ist vorgesehen, daß der Anschlußkontakt 84 ein
gemeinsames Versorgungsspannungspotential, sowohl für die Magnetventile 88 und 90 als
auch für
die Schaltmittel 44 und 46 aufweist. Hierdurch
kann der Kontaktstecker 76 vierpolig ausgebildet werden,
ohne daß die
Funktion der Magnetventile 88 und 90 beziehungsweise die Überwachungsaufgabe
der Schaltmittel 46 beeinträchtigt ist. Hinsichtlich der
Funktion der Schaltungsanordnung gemäß 6 wird auf
die Beschreibung der Figur verwiesen.
-
Anhand
der in 7 gezeigten Schaltungsanordnung wird eine Ausführungsvariante
erläutert, mit
der eine exakte Schließstellung
einer Vielzahl von elektrischen Schaltmitteln 46 und so
weiter, und damit eine Betätigung
einer entsprechenden der Zahl von den Schaltmitteln 46 zugeordneten
pneumatischen Schaltmitteln 26, 42 möglich ist.
-
In
7 wird
davon ausgegangen, daß bei verschiedenen
Systemanwendungen eine Vielzahl von pneumatischen Schaltmitteln
gleichzeitig überwacht
werden. Hierzu ist jedem pneumatischen Schaltmittel ein elektrisches
Schaltmittel
46 zugeordnet, wobei einfachhalber davon ausgegangen
wird, daß entsprechend
der tatsächlichen
Anzahlen der Schaltmittel
46 diese mit S
1,
S
2, S
3 bis S
n bezeichnet sind. Die Schaltmittel S
1 bis S
n sind jeweils
parallel geschaltet und über
die Verbindungsleitungen
61 mit den Anschlußkontakten
84 und
86 verbunden.
An diesen liegt die Meßspannung
U
mess an. Jedem der Schaltmittel S
1 bis S
n ist ein
Vorwiderstand R
1 bis R
n in
Reihe geschaltet. Hierdurch ergibt sich für einen Gesamtwiderstand R
g, wenn angenommen wird, daß alle Schaltmittel
S
1 bis S
n geschlossen
sind:
-
Wobei
Si den Wert 0 bei offenem Schalter und den
Wert 1 bei geschlossenem Schalter annehmen kann.
-
Die
Größe der Vorwiderstände ist
zum Beispiel mit der Beziehung Ri = R0 · 2i-1 gegeben, wobei R0 ein
Grundwiderstand ist.
-
Entsprechend
der geschlossenen Schaltmittel S1 bis Sn, wobei hier jede beliebige Kombination möglich ist,
das heißt,
entweder ist nur eines der Schaltmittel S1 bis
Sn oder mehrere, das heißt wenigstens zwei der Schaltmittel
S1 bis Sn geschlossen, ergibt
sich die Möglichkeit,
aufgrund der bekannten Meßspannung
Umess und der bekannten, den einzelnen Schaltmitteln
S1 bis Sn zugeordneten
Vorwiderstände,
anhand eines fließenden
Meßstromes
exakt zu ermitteln, welcher der Schalter S1 bis
Sn geschlossen ist. Hiedurch läßt sich
mit der Auswerteschaltung, die beispielsweise integraler Bestandteil
eines Steuergerätes
eines Kraftfahrzeuges sein kann, exakt bestimmen, welches der Schaltmittel
S1 bis Sn, das heißt, der
elektrischen Schaltmittel 46 und somit der den elektrischen
Schaltmitteln 46 zugeordneten pneumatischen Schaltmittel 26,
betätigt
ist und welches nicht. Diese Auswertung kann einer Fehlerdiagnose
dienen, wobei eventuelle Fehler, beispielsweise ein Nichtauslösen eines
angesteuerten pneumatischen Schaltmittels, exakt zuordbar ist. Hierzu
kann in einer Rechnereinheit die Information, die aus der Auswertung
der geschlossenen Schaltmittel S1 bis Sn erhalten wird, mit einer weiteren Information
verglichen werden, die aufgrund einer Ansteuerung der dem pneumatischen
Schaltmittel 26 zugeordneten Magnetventile 88, 90 und
so weiter herleitbar ist.
-
Anstelle
der Strommessung bei exakt vorgegebener Meßspannung Umess kann
selbstverständlich auch
umgekehrt ein exakter Meßstrom
vorgegeben werden und eine sich hieraus ergebene Meßspannung
Umess ausgewertet werden. In jedem Fall
wird somit in einfacher Weise eine Schaltkonfiguration der Schaltmittel
S1 bis Sn eindeutig
bestimmbar. Anstelle der binären
Kodierung der Vorwiderstände
R1 bis Rn sind auch
andere, nachvollziehbare und eindeutige Kodierungen möglich.