DE3713562A1 - Method for determining the position of control elements with inductive position encoders - Google Patents
Method for determining the position of control elements with inductive position encodersInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsbestimmung pneumatisch betätigter Stellelemente mittels eines induktiven Weggebers mit einer Auswertevorrichtung bei demThe invention relates to a method for determining the position pneumatically operated control elements by means of an inductive Weggers with an evaluation device in the
- a) das Stellelement bei seiner Inbetriebnahme in eine End position (h₀) gebracht und der von der Auswertevorrichtung dabei ermittelte elektrische Nullpunkts-Meßwert (U₀) des Weggebers von der Auswertevorrichtung gespeichert wird unda) the actuating element is brought into an end position (h ₀) when it is put into operation and the electrical zero point measurement value (U ₀) of the displacement sensor determined by the evaluation device is stored by the evaluation device and
- b) beim nachfolgenden Betreiben des Stellelementes zur Posi tionsbestimmung des Weggebers die Differenz zwischen dem elektrischen Ist-Meßwert (UA) und dem elektrischen Null punkts-Meßwert (U₀) des Weggebers ermittelt und einer be stimmten Position (h) des Stellelementes zugeordnet wird.b) during the subsequent operation of the control element for determining the position of the position sensor, the difference between the actual electrical measured value (UA) and the electrical zero point measured value (U ₀) of the position sensor is determined and a specific position (h) of the control element is assigned.
Bei derartigen Verfahren besteht der induktive Weggeber übli cherweise aus einer oder mehreren elektrischen Spulen, in denen ein Anker axial verschiebbar ist und die von einem magnetischen Rückschlußelement umgeben sind. Diese Weggeber dienen der Posi tionsbestimmung eines Stellgliedes, z. B. zur Hubmessung an einem pneumatisch betätigten Abgasrückführventil einer Brenn kraftmaschine. Hierzu wird die axiale Öffnungsposition (h) des Ventilkörpers auf elektrischem Wege als analoges Ausgangssignal (UA) am Ausgang einer Auswertevorrichtung bereitgestellt.In such methods, the inductive displacement sensor usually consists of one or more electrical coils in which an armature is axially displaceable and which are surrounded by a magnetic yoke element. These position sensors are used to determine the position of an actuator, e.g. B. for stroke measurement on a pneumatically operated exhaust gas recirculation valve of an internal combustion engine. For this purpose, the axial opening position (h) of the valve body is provided electrically as an analog output signal (UA) at the output of an evaluation device.
Das Verstellen des Ventilkörpers geschieht durch Anlegen eines Differenzdruckes an dem pneumatischen Stellelement. Hierdurch wird eine Membrane des Stellelementes gegen eine Federkraft axial verstellt. Die Membrane verstellt dabei den Ventilkörper und verschiebt in Ihrer Bewegungsrichtung eine auf den Anker des Weggebers wirkende Schub- und/oder Zugstange.The valve body is adjusted by applying a Differential pressure on the pneumatic control element. Hereby becomes a membrane of the actuator axially against a spring force adjusted. The diaphragm adjusts the valve body and moves one in the direction of your movement onto the anchor of the Push rod and / or pull rod acting as a encoder.
Durch die axiale Positionsveränderung des Ankers relativ zu der oder den Spulen des Weggebers, ändert sich das Ausgangssignal (UA) der Auswertevorrichtung. Jedem Ausgangssignal ist eine be stimmte Position, insbesondere Öffnungsposition des betätigten Elementes, z. B. des Abgasrückführventils, zugeordnet.The output signal (UA) of the evaluation device changes due to the axial change in position of the armature relative to the one or more coils of the displacement sensor. Each output signal is a certain position, in particular opening position of the actuated element, for. B. the exhaust gas recirculation valve assigned.
Durch Bauteiltoleranzen kann es auch in einer Endposition (h₀) der betätigten Vorrichtung, wie des Abgasrückführventils, vorkommen, daß die Relativpositionen zwischen dem Anker und der oder den Spule/n für jedes Exemplar anders ausfällt, wodurch sich verschiedene Nullpunkts-Meßwerte (U₀) ergeben. Entspre chend sind die Ist-Meßwerte (UA) bei gleicher Öffnungsposition (h) der betätigten Vorrichtung unterschiedlich.Due to component tolerances, it can also happen in an end position (h ₀) of the actuated device, such as the exhaust gas recirculation valve, that the relative positions between the armature and the spool (s) turn out differently for each specimen, as a result of which different zero point measured values (U ₀ ) result. Accordingly, the actual measured values (UA) with the same opening position (h) of the actuated device are different.
Dieser Mangel wird bei bekannten Weggebern und Stellelementen dadurch beseitigt, daß bei Inbetriebnahme des Stellgliedes dieses zunächst in eine Endposition (h₀) der zu betätigenden Vor richtung gefahren und der elektrische Nullpunkts-Meßwert (U₀) für das spezielle Exemplar als Anfangswert der Meßkurve ermittelt wird. Dieser Nullpunkts-Meßwert wird von einem Steu ergerät der Auswertevorrichtung oder dgl. gespeichert.This deficiency is eliminated in known displacement transducers and control elements in that when the actuator is started up, it is first moved into an end position (h ₀) of the device to be actuated and the electrical zero point measurement value (U ₀) is determined for the special specimen as the initial value of the measurement curve becomes. This zero point measured value is stored by a control unit of the evaluation device or the like.
Im Betrieb wird der gespeicherte Nullpunkts-Meßwert (U₀) mit dem jeweiligen Ist-Meßwert (UA) verglichen. Die Differenz zwischen beiden ist dann das Maß für die aktuelle Position (h) der betätigten Vorrichtung bzw. der Wegstrecke zwischen der Position (h) und der Endposition (h₀).During operation, the stored zero point measured value (U ₀) is compared with the respective actual measured value (UA) . The difference between the two is then the measure for the current position (h) of the actuated device or the distance between the position (h) and the end position (h ₀).
Eine exakte Zuordnung zwischen dem Ist-Meßwert (UA) und der Po sition (h) des Stellelementes bzw. der davon betätigten Vor richtung erfordert weiterhin, daß die Meßkurven aller Exemplare, also aller Stellelemente, insbesondere aller Weggeber, gleiche Steigungen aufweisen. Zur Lösung dieses Problems war es bisher erforderlich, die Weggeber derart präzise zu bauen, daß die Steigungstoleranz der Meßkurven möglichst eng waren. Dies konnte durch relativ lange Spulen, präzise Abmessungen von Kern und Spule sowie eng spezifizierte magnetische Eigen schaften des Ankermaterials erreicht werden. Entsprechend hoch war der Fertigungsaufwand. Insbesondere ist die Herstellung la gengewickelter Spulen mit dünnen Wickeldrähten schwierig.An exact assignment between the actual measured value (UA) and the position (h) of the control element or the device actuated by it further requires that the measurement curves of all copies, that is to say all control elements, in particular all displacement sensors, have the same gradients. To solve this problem, it was previously necessary to build the displacement sensors so precisely that the slope tolerance of the measurement curves was as narrow as possible. This could be achieved by using relatively long coils, precise core and coil dimensions, and tightly specified magnetic properties of the armature material. The manufacturing effort was correspondingly high. In particular, the production of coils with thin coils with thin winding wires is difficult.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches die Verwendung relativ einfach gebauter Stellelemente und ins besondere einfach gebauter Weggeber, welche von Hause aus eine entsprechend große Exemplarstreuung aufweisen, zu ermöglichen; gleichwohl soll die damit erzielte Meßgenauigkeit ähnlich gut wie bei den bekannten aufwendigen Stellelementen und induktiven Weggebern sein.Proceeding from this, the invention is based on the object To provide methods of the type mentioned, which the use of relatively simple controls and ins special simply built encoder, which is an inherently have a correspondingly large number of specimens to allow; at the same time, the measurement accuracy achieved with this should be similarly good as with the well-known elaborate control elements and inductive Be away.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs ge nannten Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daßTo solve this problem, a method of ge called kind proposed, which is characterized in that
-
c) bei der Inbetriebnahme des Stellelementes zunächst das
Stellelement oder der Weggeber oder beide justiert
wird/werden, indem
- c₁) das Stellelement in eine vorbestimmte, von der Endposition (h₀) verschiedene Justier-Position (HM) gebracht wird und
- c₂) der Weggeber derart hinsichtlich seines Meßweges justiert wird, daß der dabei erhaltene Justier-Meßwert (UAM) eine vorbestimmte Größe einnimmt und
- c₁) the actuating element is brought into a predetermined, from the end position (h ₀) different adjustment position (HM) and
- c₂) the displacement sensor is adjusted with respect to its measuring path in such a way that the adjustment measured value (UAM) obtained thereby assumes a predetermined size and
- d) beim nachfolgenden Betreiben des Stellelementes die Zu ordnung des Ist-Meßwertes (UA) zu einer bestimmten Position (h) des Stellelementes dadurch erfolgt, daß die Differenz zwischen dem elektrischen Ist-Meßwert (UA) und dem elektrischen Nullpunkts-Meßwert (U₀) dividiert wird durch die Differenz zwischen dem Justier-Meßwert (UAM) und dem Nullpunkts-Meßwert (U₀). Dabei stellt dieser Quotient ein Maß für die Position (h) des Stellelements dar; er kann mit einem frei wählbaren Maßstabsfaktor multipliziert werden, bevorzugt mit der Wegdifferenz zwischen der Endpo sition (h₀) und der Justierposition (HM), die ggf. noch mit einer Konstante multipliziert wird.d) during the subsequent operation of the control element, the assignment of the actual measured value (UA) to a specific position (h) of the control element takes place in that the difference between the electrical actual measured value (UA) and the electrical zero point measured value (U ₀ ) is divided by the difference between the adjustment measured value (UAM) and the zero point measured value (U ₀). This quotient represents a measure of the position (h) of the control element; it can be multiplied by a freely selectable scale factor, preferably by the path difference between the end position (h ₀) and the adjustment position (HM) , which may also be multiplied by a constant.
Durch die Erfindung ist es u. a. möglich, relativ kostengünstige und relativ wenig präzise Bauteile zu verwenden, bei denen ins besondere die Steilheit der Meßkurve sich in relativ weiten To leranzen bewegen kann.By the invention it is u. a. possible, relatively inexpensive and to use relatively little precise components where ins especially the steepness of the measuring curve is in relatively wide To lerances can move.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes, die insbesondere ein einfaches Justieren gewährleisten, sind in weiteren Ansprüchen enthalten.Appropriate configurations of the subject matter of the invention Ensure easy adjustment in particular included further claims.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung; in dieser zeigt:Further details, features and advantages of the item the invention result from the following description an embodiment with reference to the drawing; in this shows:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines Abgas rückführventils im Axialschnitt; Figure 1 shows a device for determining the position of an exhaust gas recirculation valve in axial section.
Fig. 2a ein Spannungs-Weg-Diagramm für verschiedene Exemplare der Vorrichtung gemäß Fig. 1 - für verschiedene Null punkts-Meßwerte vor dem Justiervorgang; FIG. 2a shows a voltage-displacement diagram for different examples of the device according to FIG. 1 - for different zero point measured values before the adjustment process;
Fig. 2b ein Spannungs-Weg-Diagramm für verschiedene Exemplare der Vorrichtung gemäß Fig. 1 - für verschiedene Meß kurvensteilheiten vor dem Justiervorgang; FIG. 2b shows a voltage-displacement diagram for different examples of the device according to FIG. 1 - for different measuring curve steepnesses before the adjustment process;
Fig. 2c ein Spannungs-Weg-Diagramm für verschiedene Exemplare der Vorrichtung Fig. 1 - für verschiedene Null punkts-Meßwerte und verschiedene Meßkurvensteilheiten nach dem Justiervorgang sowie Fig. 2c is a voltage-displacement diagram for different copies of the device Fig. 1 - for different zero point measured values and different curve steepnesses after the adjustment process and
Fig. 3 ein Spannungs-Weg-Diagramm zur Erläuterung einer be vorzugten Justiermethode. Fig. 3 is a voltage-displacement diagram for explaining a preferred adjustment method.
In Fig. 1 ist im oberen Drittel ein induktiver Weggeber 20 dar gestellt, der aus einem Anker 3, Spulen 2 und 4, einem Rück schluß 16, einer Druckfeder 1 sowie aus einer nadelförmigen Schubstange 6 zur Verschiebung des Ankers 3 besteht. In Fig. 1, an inductive displacement sensor 20 is provided in the upper third, which consists of an armature 3 , coils 2 and 4 , a return circuit 16 , a compression spring 1 and a needle-shaped push rod 6 for moving the armature 3 .
Dieser Weggeber dient zur Wegmessung bzw. Positionsbestimmung eines pneumatisch betätigten Stellelementes 30, mit welchem der Ventilkörper 11 eines Abgasrückführventils 40 einer in der Zeichnung nicht dargestellten Brennkraftmaschine verstellt wird.This displacement sensor is used for displacement measurement or position determination of a pneumatically operated actuating element 30 , with which the valve body 11 of an exhaust gas recirculation valve 40 of an internal combustion engine, not shown in the drawing, is adjusted.
Die jeweilige axiale Öffnungsposition (Position) h des Ventil körpers 11 wird durch den Weggeber 20 erfaßt und als analoges Ausgangssignal UA (Ist-Meßwert) am Ausgang der Auswerteschaltung bereitgestellt.The respective axial opening position (position) h of the valve body 11 is detected by the displacement sensor 20 and provided as an analog output signal UA (actual measured value) at the output of the evaluation circuit.
Das Öffnen des Abgasrückführventils 40 geschieht durch Anlegen eines Unterdruckes an einem Druckstutzen 5 des Stellelementes 30. Der Unterdruck wirkt auf eine Membrane 10 des Stellelementes 30, welche gegen eine Druckfeder 7 arbeitet und den Ventil körper 11 des Abgasrückführventils 40 (nach oben) in Öffnungs richtung bewegt. Zu diesem Zweck ist ein Gehäuse 13 des Stell elementes 30 mit dem Gehäuse des Abgasrückführventils 40 starr verbunden. Ebenso ist eine Schubstange 17 einerseits mit dem Ventilkörper 11 und andererseits mit der Membrane 10 druck- und zugfest verbunden.The exhaust gas recirculation valve 40 is opened by applying a negative pressure to a pressure port 5 of the actuating element 30 . The negative pressure acts on a membrane 10 of the control element 30 , which works against a compression spring 7 and moves the valve body 11 of the exhaust gas recirculation valve 40 (upward) in the opening direction. For this purpose, a housing 13 of the actuating element 30 is rigidly connected to the housing of the exhaust gas recirculation valve 40 . Likewise, a push rod 17 is connected on the one hand to the valve body 11 and on the other hand to the membrane 10 in a pressure-resistant and tensile manner.
Eine nadelförmige Schub- und/oder Zugstange 6 ist axial beweglich zwischen dem Anker 3 des Weggebers 20 und der Membran 10 des Stellelementes 30 derart angeordnet, daß der von der Druck feder 1 belastete Anker 3 jeder Positionsverstellung der Mem bran 10 des Stellelementes 30 unmittelbar folgt. Die Schub- und/oder Zugstange 6 liegt unter der Wirkung der Druckfeder 1 permanent an einer Anlagefläche 8 der Membran 10 an. Das Stell element 30 und der Weggeber 20 sind ebenfalls starr miteinander verbunden.A needle-like push and / or pull rod 6 is of the actuating member 30 axially movably disposed between the armature 3 of the displacement sensor 20 and the membrane 10 such that the loaded by the compression spring 1 anchor bran 3 each position adjustment of Mem 10 of the control element 30 is immediately followed by . The push and / or pull rod 6 is permanently under the action of the compression spring 1 against a contact surface 8 of the membrane 10 . The actuating element 30 and the displacement sensor 20 are also rigidly connected to one another.
Eine axiale Bewegung des Ventilkörpers 11 bewirkt eine relative Bewegung des Ankers 3 zu den feststehenden Spulen 2 und 4. Durch diese Relativverschiebung erhält man am Ausgang einer dem Weggeber 20 nachgeschalteten Auswertschaltung 14 ein von der Öffnungsposition h des Ventilkörpers 11 abhängiges Signal (Ist-Meßwert) UA. Axial movement of the valve body 11 causes the armature 3 to move relative to the fixed coils 2 and 4 . As a result of this relative displacement, a signal (actual measured value) UA which is dependent on the opening position h of the valve body 11 is obtained at the output of an evaluation circuit 14 connected downstream of the displacement sensor 20 .
Typische Meßkurven verschiedener Exemplare des gleichen Vor richtungstyps sind in Fig. 2a bis 2c dargestellt. Jede Meßkurve (Kennlinie) gehört zu einem speziellen Exemplar der Vorrich tung.Typical measurement curves of different copies of the same device type are shown in Fig. 2a to 2c. Each measurement curve (characteristic curve) belongs to a special example of the device.
Durch Bauteiltoleranzen kann es bei geschlossenem Abgasrück führventil (Hub h=0 entsprechend h₀) vorkommen, daß die axiale Relativposition zwischen dem Anker 3 und den Spulen 2 und 4 bei verschiedenen Exemplaren unterschiedlich ausfällt. Dies ist in Fig. 2a durch parallel versetzte Kurvenzüge darge stellt. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, daß vor Inbe triebnahme des Stellelementes 30 der Nullpunkts-Meßwert U₀ je des Exemplares der Vorrichtung ermittelt wird. Hierzu wird zu nächst das Stellelement 30 über den Druckstutzen 5 aufgrund eines entsprechenden Befehls eines Steuergerätes 15 (im einzelnen nicht dargestellt) beidseitig der Membrane 10 mit Umge bungsdruck beaufschlagt. Hierdurch schließt die Druckfeder 7 das Abgasrückführventil 40, indem der Ventilkörper 11 auf seinen Ventilsitz 12 gepreßt wird. Der sich infolgedessen am Aus gang der Auswerteschaltung 14 einstellende Nullpunkts-Meßwert U₀ wird im Steuergerät 15 automatisch gespeichert und im nach folgenden Betrieb unter Differenzbildung mit dem jeweiligen Ist-Meßwert UA verglichen. - Diese Vorgehensweise ist an sich bekannt.Due to component tolerances, it can happen with the exhaust gas recirculation valve closed (stroke h = 0 corresponding to h ₀) that the axial relative position between the armature 3 and the coils 2 and 4 turns out differently in different examples. This is shown in Fig. 2a by parallel offset curves Darge. For this reason, it is necessary that the zero point measured value U ₀ is determined for each copy of the device before the actuating element 30 is put into operation. For this purpose, the actuating element of the membrane (not shown in detail) 30 through the pressure port 5 due to a corresponding command of a control unit 15 next to both sides applied with ambient pressure Conversely 10th As a result, the compression spring 7 closes the exhaust gas recirculation valve 40 in that the valve body 11 is pressed onto its valve seat 12 . The zero point measured value U ₀ which is consequently set at the output of the evaluation circuit 14 is automatically stored in the control unit 15 and compared with the respective actual measured value UA in the subsequent operation, forming a difference. - This procedure is known per se.
Fig. 2b zeigt, wie bei drei verschiedenen Exemplaren desselben Vorrichtungstyps Kennlinien verschiedener Steilheit für ein und dieselbe Öffnungsposition h verschiedene Ausgangssignale UA 1 bis UA 3 liefern und daher unterschiedliche Öffnungspositionen vortäuschen, wenn die Kennliniensteilheit der betreffenden Weg geber 20 relativ weite Toleranzen aufweist. Dieses Problem wird durch den nachfolgend beschriebenen Justiervorgang beseitigt:As with the three different specimens of the same type of device characteristics of Fig. 2b shows different slope for one and the same opening position h different output signals UA 1 to UA supply 3, and therefore different opening positions mimic when the slope efficiency of the respective path having encoder 20 relatively wide tolerances. This problem is eliminated by the adjustment procedure described below:
Bei Inbetriebnahme des Stellelementes 30 wird dieses zunächst starr fixiert, z. B. am Einrollrand 9 für die Membrane 10 befe stigt. Nun wird der Ventilkörper 11 in eine definierte Justier position HM=definierter Hub, z. B. durch Anheben von unten her, verschoben. Bevorzugt befindet sich die Justierposition HM in der Mitte zwischen der maximalen Öffnungsstellung H max. und der Schließstellung h₀ (Endposition); hierdurch wird die relativ größte Meßgenauigkeit gewährleistet.When commissioning the control element 30 , this is first rigidly fixed, for. B. on the curling edge 9 for the membrane 10 BEFE Stigt. Now the valve body 11 is in a defined adjustment position HM = defined stroke, z. B. by lifting from below. The adjustment position HM is preferably in the middle between the maximum opening position H max. and the closed position h ₀ (end position); this ensures the relatively greatest measurement accuracy.
Nachfolgend wird die Relativposition zwischen dem Anker 3 und den Spulen 2 und 4 so justiert, daß ein vorbestimmter Justier-Meßwert UAM am Ausgang des Weggebers 20 erhalten wird. Dieser Justier-Meßwert ist bevorzugt gleich dem elektrischen Mittenwert des Weggebers, der in der Mitte zwischen dem maximalen und minimalen Ausgangssignal des Weggebers 20 liegt und sich bevorzugt im Wendepunkt der Kennlinie befindet. Diese Wahl des Justier-Meßwertes wird bei symmetrischem Aufbau des Wegge bers 20 bevorzugt; dabei reicht der Anker 3 in beide Spulen 2 und 4 gleichweit hinein.Subsequently, the relative position between the armature 3 and the coils 2 and 4 is adjusted so that a predetermined adjustment measured value UAM is obtained at the output of the displacement sensor 20 . This adjustment measured value is preferably equal to the electrical center value of the displacement sensor, which lies in the middle between the maximum and minimum output signal of the displacement sensor 20 and is preferably located at the turning point of the characteristic curve. This choice of the measured measured value is preferred with a symmetrical structure of the encoder 20 ; the armature 3 extends equally far into both coils 2 and 4 .
Besonders einfach ist der Justiervorgang, wenn das Gehäuse 13 des Stellelementes in seinem Deckelbereich E durch Drücken oder Ziehen axial verformt wird, während das Stellelement 30 an seinem Einrollrand 9 festgelegt ist. Auf diese Weise werden die axialen Längentoleranzen der Einzelteile ausgeglichen und der Justier-Meßwert UAM auf die mechanisch definierte Öffnungsposi tion h=HM (Justierposition) justiert.The adjustment process is particularly simple if the housing 13 of the actuating element is deformed axially in its cover region E by pressing or pulling, while the actuating element 30 is fixed on its curling edge 9 . In this way, the axial length tolerances of the individual parts are compensated and the adjustment measured value UAM is adjusted to the mechanically defined opening position h = HM (adjustment position).
In Fig. 3 ist dargestellt, wie in vorteilhafter Weise der Jus tier-Meßwert UAM als elektrischer Mittelwert des Weggebers für alle Exemplare desselben Vorrichtungstyps für die Justierung be stimmt wird. Durch Vertauschen der elektrischen Kontakte des Weggebers, also der Kontakte A und C nimmt die Weggeber-Kennli nie einen spiegelbildlichen Verlauf - in Fig. 3 gestrichelt dargestellt und mit UA′ bezeichnet -. Der Schnittpunkt der spiegelbildlichen mit der üblichen Kennlinie liegt in der elek trischen Mitte des Weggebers, welche im Falle einer Refe renzspannung U Ref für das Mittensignal (Justier-Meßwert UAM) gleich 0,5 U Ref ist. Die Justierung, d. h. im Falle der Fig. 1 die dauerhafte Verformung des Gehäuses 13 des Stellelementes 30, wird solange bei konstant geöffnetem Abgasrückführventil 40 (Ventilkörper 11 in der fixierten Position HM) vorgenommen bis sich das Ausgangssignal der Auswerteschaltung 14 beim Ver tauschen der Kontakte A und C nicht mehr ändert; dann ist der Justier-Meßwert UAM erreicht, der für alle Exemplare dieses Vorrichtungstyps identisch ist. Hierzu sind externe bzw. abso lut genau anzeigende Spannungsmesser nicht erforderlich. Auf diese Weise schneiden sich die Kennlinien aller Exemplare eines Vorrichtungstyps in demselben Punkt UAM, HM.In Fig. 3 it is shown how the Jus tier measured value UAM is advantageously determined as the electrical average of the displacement sensor for all copies of the same type of device for the adjustment. By swapping the electrical contacts of the position sensor, that is, the contacts A and C , the position sensor characteristic never takes a mirror image - shown in dashed lines in Fig. 3 and designated UA ' -. The intersection of the mirror image with the usual characteristic lies in the elec trical center of the encoder, which in the case of a reference voltage U Ref for the center signal (adjustment measured value UAM) is 0.5 U Ref . The adjustment, ie in the case of FIG. 1, the permanent deformation of the housing 13 of the actuating element 30 , is carried out with the exhaust gas recirculation valve 40 (valve body 11 in the fixed position HM) constantly open until the output signal of the evaluation circuit 14 exchanges when the contacts A are exchanged and C no longer changes; then the adjustment measured value UAM is reached, which is identical for all copies of this type of device. This does not require external or absolutely precise voltmeters. In this way, the characteristics of all copies of a device type intersect at the same point UAM, HM .
Durch die Erfindung wird es also möglich die Erfassung eines einzigen Meßwertes, nämlich des Nullpunktes-Meßwertes U₀, sowohl den Nullpunkt als auch die Steilheit der Kennlinie jedes ein zelnen Weggebers zu erfassen. Im Vergleich zu den bekannten Verfahren wird also kein weiterer Speicherplatz und auch keine weitere absolute Meßwerterfassung bei Inbetriebnahme der Vor richtung erforderlich.The invention therefore makes it possible to detect a single measured value, namely the zero-point measured value U ₀, both the zero point and the slope of the characteristic curve of each individual encoder. In comparison to the known methods, no further storage space and also no further absolute measured value acquisition are required when the device is started up.
In vorteilhafter Weise wird im Steuergerät 15 mit einer Start routine der Nullpunkts-Meßwert U₀₁ als Anfangswert des ent sprechenden Weggeberexemplares nach dessen erfolgter Justierung ermittelt und gespeichert. Zusätzlich kann die Differenz zwi schen dem Justier-Meßwert UAM und dem Nullpunkts-Meßwert U₀₁ als Exemplarkonstante gespeichert werden. Zur Positionsbestimmung wird von dem Steuergerät 15 aus den elektrischen Ist-Meß werten UA der Hub h wie folgt berechnet:In an advantageous manner, the zero point measured value U ₀₁ is determined and stored as the initial value of the corresponding encoder sensor copy after its adjustment in the control unit 15 with a start routine. In addition, the difference between the adjustment measured value UAM and the zero point measured value U ₀ 1 can be stored as an instance constant. To determine the position, the control unit 15 calculates the stroke h from the electrical actual measured values UA as follows:
Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise werden mit einfachsten Mitteln und Arbeitsmethoden äußerst genaue Meßergebnisse erzielt, obwohl die einzelnen Bauteile eine vergleichsweise große Exemplarstreuung aufweisen.Through the procedure according to the invention, the simplest Means and working methods extremely precise measurement results achieved, although the individual components are comparatively have large specimen scatter.
Anstelle der im Ausführungsbeispiel erläuterten Vorrichtung, bestehend aus einem linearen Weggeber 20, einem pneumatischen Stellelement 30 und Abgasrückführventil 40 können auch andere Weggeber oder Ventile, bzw. statt Ventile auch andere durch ein Stellelement zu stellende Bauteile in erfindungsgemäßer Weise justiert und betrieben werden; es können auch in anderer Weise als pneumatisch betätigte Stellelemente verwendet werden.Instead of the device explained in the exemplary embodiment, consisting of a linear displacement sensor 20 , a pneumatic control element 30 and exhaust gas recirculation valve 40 , other displacement sensors or valves or, instead of valves, also other components to be set by an adjustment element can be adjusted and operated in the manner according to the invention; it can also be used in other ways as pneumatically operated actuators.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird auch die Exemplar streuung des Verstärkungsfaktors der Auswerteschaltung mit kom pensiert. Im übrigen sind die Auswertschaltung und der induktive Weggeber einzeln austauschbar, ohne daß durch die Ex emplarstreuungen dieser Teile die Genauigkeit des Meßergebnis ses leidet.Through the method according to the invention, the specimen is also scatter of the amplification factor of the evaluation circuit with com pens. Otherwise, the evaluation circuit and the inductive displacement transducers can be replaced individually without the Ex scatter of these parts the accuracy of the measurement result it suffers.
Claims (6)
- a) das Stellelement bei seiner Inbetriebnahme in eine End position (h₀) gebracht und der von der Auswertevorrichtung dabei ermittelte elektrische Nullpunkts-Meßwert (U₀) des Weggebers von der Auswertevorrichtung gespeichert wird und
- b) beim nachfolgenden Betreiben des Stellelementes zur Posi tionsbestimmung des Weggebers die Differenz zwischen dem elektrischen Ist-Meßwert (UA) und dem elektrischen Null punkts-Meßwert (U₀) des Weggebers ermittelt und einer be stimmten Position (h) des Stellelementes zugeordnet wird,
- a) the actuating element is brought into an end position (h ₀) when it is put into operation and the electrical zero point measurement value (U ₀) of the displacement sensor determined by the evaluation device is stored by the evaluation device and
- b) during the subsequent operation of the actuating element for determining the position of the displacement sensor, the difference between the actual electrical measured value (UA) and the electrical zero point measured value (U ₀) of the displacement sensor is determined and a specific position (h) of the actuating element is assigned,
- c) bei der Inbetriebnahme des Stellelementes zunächst das
Stellelement oder der Weggeber oder beide justiert
wird/werden, indem
- c₁) das Stellelement in eine vorbestimmte, von der Endposition (h₀) verschiedene Justier-Position (HM) gebracht wird und
- c₂) der Weggeber derart hinsichtlich seines Meßweges justiert wird, daß der dabei erhaltene Justier-Meßwert (UAM) eine vorbestimmte Größe einnimmt und
- d) beim nachfolgenden Betreiben des Stellelementes die Zu ordnung des Ist-Meßwertes (UA) zu einer bestimmten Position (h) des Stellelementes dadurch erfolgt, daß die Differenz zwischen dem elektrischen Ist-Meßwert (UA) und dem elektrischen Nullpunkts-Meßwert (U₀) dividiert wird durch die Differenz zwischen dem Justier-Meßwert (UAM) und dem Nullpunkts-Meßwert (U₀).
- c) when the control element is started up, the control element or the displacement sensor or both is / are adjusted by
- c₁) the actuating element is brought into a predetermined, from the end position (h ₀) different adjustment position (HM) and
- c₂) the displacement sensor is adjusted with respect to its measuring path in such a way that the adjustment measured value (UAM) obtained thereby assumes a predetermined size and
- d) during the subsequent operation of the control element, the assignment of the actual measured value (UA) to a specific position (h) of the control element takes place in that the difference between the electrical actual measured value (UA) and the electrical zero point measured value (U ₀ ) is divided by the difference between the adjustment measured value (UAM) and the zero point measured value (U ₀).
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3836080A1 (en) * | 1988-10-22 | 1990-04-26 | Wabco Westinghouse Fahrzeug | BRAKE CYLINDER |
DE4017950A1 (en) * | 1990-06-05 | 1991-12-12 | Wabco Westinghouse Fahrzeug | Vehicle brake operating device - uses detected play for adjustment of brake operating shaft relative to brake lever |
DE4339827A1 (en) * | 1993-11-23 | 1995-06-01 | Bielomatik Leuze & Co | Fluid delivery control valve for metering pump or similar |
EP0911609A1 (en) * | 1997-10-24 | 1999-04-28 | ABB Kent Taylor S.p.a. | Device for measuring the displacement of stems of valves |
DE102008063793A1 (en) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Smk Systeme Metall Kunststoff Gmbh & Co. Kg. | Pneumatic actuator |
EP3194821A4 (en) * | 2014-09-15 | 2018-02-28 | Flowserve Management Company | Sensors for valve systems and related assemblies, systems and methods |
EP3194820A4 (en) * | 2014-09-15 | 2018-02-28 | Flowserve Management Company | Sensors for valve systems, valve systems including sensors and related methods |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19653396B4 (en) * | 1996-12-20 | 2005-10-06 | Wabco Gmbh & Co.Ohg | Device with a valve and a displacement sensor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2844010A1 (en) * | 1977-10-12 | 1979-04-19 | Magneti Marelli Spa | DETECTOR FOR LINEAR ADJUSTMENTS |
DE3127470A1 (en) * | 1981-07-11 | 1983-01-20 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | INDUCTIVE SENSOR FOR A FLUIDIC ACTUATOR |
DE2945895C2 (en) * | 1979-11-14 | 1986-06-05 | Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 7300 Esslingen | Magnetic position transmitter for hydraulic or pneumatic working cylinders |
DD268052A1 (en) * | 1987-12-30 | 1989-05-17 | Orsta Hydraulik Veb K | INDUCTIVE TRAVELERS |
-
1987
- 1987-04-23 DE DE19873713562 patent/DE3713562C2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2844010A1 (en) * | 1977-10-12 | 1979-04-19 | Magneti Marelli Spa | DETECTOR FOR LINEAR ADJUSTMENTS |
DE2945895C2 (en) * | 1979-11-14 | 1986-06-05 | Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 7300 Esslingen | Magnetic position transmitter for hydraulic or pneumatic working cylinders |
DE3127470A1 (en) * | 1981-07-11 | 1983-01-20 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | INDUCTIVE SENSOR FOR A FLUIDIC ACTUATOR |
DD268052A1 (en) * | 1987-12-30 | 1989-05-17 | Orsta Hydraulik Veb K | INDUCTIVE TRAVELERS |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3836080A1 (en) * | 1988-10-22 | 1990-04-26 | Wabco Westinghouse Fahrzeug | BRAKE CYLINDER |
DE4017950A1 (en) * | 1990-06-05 | 1991-12-12 | Wabco Westinghouse Fahrzeug | Vehicle brake operating device - uses detected play for adjustment of brake operating shaft relative to brake lever |
DE4339827A1 (en) * | 1993-11-23 | 1995-06-01 | Bielomatik Leuze & Co | Fluid delivery control valve for metering pump or similar |
DE4339827C2 (en) * | 1993-11-23 | 1998-08-20 | Bielomatik Leuze & Co | Fluid control device |
EP0911609A1 (en) * | 1997-10-24 | 1999-04-28 | ABB Kent Taylor S.p.a. | Device for measuring the displacement of stems of valves |
US6211667B1 (en) | 1997-10-24 | 2001-04-03 | Abb Kent Taylor S.P.A. | Electronic position transmission device adapted to transmit the position of stem of valves |
DE102008063793A1 (en) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Smk Systeme Metall Kunststoff Gmbh & Co. Kg. | Pneumatic actuator |
EP3194821A4 (en) * | 2014-09-15 | 2018-02-28 | Flowserve Management Company | Sensors for valve systems and related assemblies, systems and methods |
EP3194820A4 (en) * | 2014-09-15 | 2018-02-28 | Flowserve Management Company | Sensors for valve systems, valve systems including sensors and related methods |
US10385991B2 (en) | 2014-09-15 | 2019-08-20 | Flowserve Management Company | Sensors for valve systems, valve systems including sensors and related methods |
CN111396621A (en) * | 2014-09-15 | 2020-07-10 | 芙罗服务管理公司 | Sensor for a valve system, valve system including a sensor, and related methods |
US11054057B2 (en) | 2014-09-15 | 2021-07-06 | Flowserve Management Company | Sensors for valve systems and related assemblies, systems and methods |
US11060633B2 (en) | 2014-09-15 | 2021-07-13 | Flowserve Management Company | Methods of determining a force associate with a valve system |
CN111396621B (en) * | 2014-09-15 | 2022-07-08 | 芙罗服务管理公司 | Sensor for a valve system, valve system including a sensor, and related methods |
US11953118B2 (en) | 2014-09-15 | 2024-04-09 | Flowserve Pte. Ltd. | Sensors for valve systems, valve systems including sensors and related methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3713562C2 (en) | 1995-10-19 |
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