DE3529742C2 - Vorrichtung zum Stellen des Stroms durch einen induktiven Verbraucher - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stellen des Stroms durch einen induktiven Verbraucher gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus dem Zeitschriftenartikel TLE No. 460, Januar 1981, Seiten 47 bis 50 bekannt. Der Verbraucher wird dort eingeschaltet, wenn ein Signal mit konstanter Frequenz auf­ tritt. Eine Stromüberwachung leitet eine Notabschaltung ein, wenn der Strom über einen Maximalwert ansteigt. Hiermit soll verhindert werden, daß bei einem Kurzschluß eine Überlastung auftritt. Eine Stromregelung ist nicht vorgesehen.

Es ist bereits allgemein bekannt, den Strom durch Magnetventile mittels einer getakteten Regelung konstant zu halten. Hier­ bei wird der Strom durch das Magnetventil an einem Strommeß­ widerstand erfaßt und einem Komparator zugeführt. Übersteigt der Strom einen vorgegebenen Wert, schaltet der Komparator durch und setzt ein Monoflop zurück, das seinerseits den Strom durch das Magnetventil unterbricht. Nach einer durch die Zeitkonstante des Monoflops vorgegebenen Zeit wird der Schalter für das Magnetventil wieder geöffnet, so daß ein neuer Stromfluß durch das Magnetventil be­ wirkt wird. Weiterhin ist es bekannt, das Ausgangssig­ nal des Komparators dem Setzeingang eines Flip-Flop zu­ zuführen und das Flip-Flop mittels eines Taktgenerators konstanter Frequenz zurückzusetzen (L 295 von SGS). Bei den vorbekannten Vorrichtungen ändert sich dabei das Taktverhältnis in Abhängigkeit vom eingestellten Strom durch das Magnetventil. Dieses kann zu akustischen Störungen führen, insbesondere, wenn die Taktfrequenz im hörbaren Bereich liegt. Weiterhin sind die Regeleigen­ schaften einer so ausgebildeten Vorrichtung nicht optimal.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrich­ tung der eingangs genannten Art auftretende Störungen zu be­ seitigen und die Regeleigenschaften zu verbessern.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor­ teil, daß das Magnetventil mit einer konstanten Frequenz getaktet wird, die in weiten Grenzen beliebig gelegt wer­ den kann und daß damit eine hochpräzise Stromregelung realisierbar ist. Akustische Störungen durch das Schal­ ten des Ventils und ein Übersprechen auf andere Lei­ tungen, die insbesondere im Kraftfahrzeug üblicherweise bündelweise verlegt werden, sind dadurch minimierbar.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Der Taktgenerator ist besonders einfach als astabiler Multi­ vibrator ausbildbar. Astabile Multivibratoren sind be­ sonders betriebssicher und bei den in Frage kommenden Frequenzen einfach aufbaubar. Vorteilhaft ist es, wenn der Taktgenerator kurze Impulse abgibt, die zum Ein­ schalten beispielsweise eines Schalttransistors dienen. Vorteilhaft ist es ebenfalls, ein speicherndes Glied vorzusehen, das durch das Signal des Taktgenerators gesetzt und durch das Signal der Vergleichsvor­ richtung rückgesetzt wird. Dadurch wird der Schaltungs­ aufbau besonders einfach. Als speicherndes Glied eignet sich insbesondere ein RS-Flip-Flop, das als integrierter Schaltkreis preisgünstig beziehbar ist. Vorteilhaft ist es auch, wenn das Vergleichssignal einstellbar und/oder veränderbar ist. Dadurch ist es möglich, die erfindungsge­ mäße Vorrichtung einfach an unterschiedliche Magnetven­ tile anzupassen oder in Abhängigkeit vom Vergleichs­ signal ein Magnetventil stromabhängig in mehreren Stufen zu verstellen. Als Vergleichsvorrichtung selbst eignet sich vorteilhafterweise ein Komparator, der ebenfalls als inte­ grierter Schaltkreis erhältlich ist. Die aufgezeigte Vor­ richtung ist besonders vorteilhaft zur Regelung des Stromes von Magnetventilen bei Blockierschutzvorrichtungen oder Getriebesteuerungen in Kraftfahrzeugen einsetzbar. Die gesamte Schaltungsanordnung ist vorteilhaft als Programm in einem Mikroprozessor realisierbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung ge­ mäß der Erfindung und Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

Beschreibung der Erfindung

Die Fig. 1 zeigt einen Taktgenerator 1, der ein Taktsignal konstanter Frequenz abgibt. Dieser Generator kann beispiels­ weise ein quarzgesteuerter Taktgenerator oder aber ein astabiler Multivibrator sein, der auf einer konstanten Frequenz schwingt. Das Taktsignal des Taktgenerators wird dem Setzeingang S eines Flip-Flops 2 zugeführt. Der Ausgang Q des Flip-Flops 2 führt über einen Widerstand 3 zu einer Schalteinrichtung 5, die als Transistor ausge­ bildet ist. Als Schalteinrichtung können jedoch auch andere elektrische oder magnetische Schaltvorrichtungen vorgesehen sein. Der Schalttransistor 5 ist als pnp-Tran­ sistor ausgebildet. Zwischen dem Emitter und der Basis des Schalttransistors 5 ist ein weiterer Widerstand 4 geschal­ tet. An den Emitter des Schalttransistors 5 wird die Ver­ sorgungsspannung angelegt. An den Kollektor des Schalttran­ sistors 5 ist ein induktiver Verbraucher 6, insbesondere ein Regelventil angeschlossen, das seinerseits mit einer Diode 7 überbrückt ist, die als Freilaufdiode dient. Von der Induktivität 6 ausgehend führt ein Widerstand 8 an die gemeinsame Masseleitung. Zwischen der Induktivität 6 und dem Widerstand 8 führt eine Leitung zum nichtinvertierenden Eingang eines Komparators 9. An den invertierenden Eingang des Komparators 9 ist ein Vergleichssignal 10 anlegbar, das den Schaltpunkt des Komparators 9 bestimmt. Der Ausgang des Komparators 9 führt an den Rücksetzeingang R des Flip-Flops 2.

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung sei anhand des Diagramms nach Fig. 2 näher erläutert. Vom Taktgenerator werden kurze Impulse gemäß Fig. 2a an das Flip-Flop 2 abgegeben. Durch die ansteigende Flanke dieser Impulse wird das Flip-Flop 2 gesetzt, so daß an seinem Ausgang Q ein logisches 0-Signal abgegeben wird. Dadurch wird der Tran­ sistor 5 durchgeschaltet, so daß ein Strom durch das Mag­ netventil 6 zu fließen beginnt, der aufgrund der Induktivi­ tät der Wicklung langsam ansteigt. Dies ist in der Fig. 2b näher dargestellt. Die Fig. 2b zeigt das Signal, das als Spannung am Widerstand 8 abgegriffen wird. Dieses Signal liegt nun am nichtinvertierenden Eingang des Komparators 9 an. Ist die Vergleichsspannung erreicht, so wird vom Komparator 9 ein Ausgangssignal abgegeben, das bewirkt, daß das Flip-Flop 2 an seinem Rücksetzeingang R ein Signal er­ hält und zurückgesetzt wird. Am Ausgang des Flip-Flops 2 liegt daher eine logische 1 an, so daß dadurch der Tran­ sistor 5 gesperrt wird. Der Strom durch die Induktivität des Magnetventils 6 wird dann abgeschaltet. Ein neuer Zyklus wird durch das nächste Signal des Taktgenerators 1 ausgelöst. Dadurch ergibt sich eine Stromregelung, die den Strom durch die Induktivität 6 mit großer Genauig­ keit konstant hält. Die Taktung der Stromregelung selber erfolgt durch den Taktgenerator 1 und daher mit einer konstanten Frequenz. Eine Änderung des Stromes kann durch eine Änderung des Vergleichssignals 10 am invertierenden Eingang des Komparators 9 bewirkt werden. Die Takt­ frequenz wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß eine Störung durch die Taktsignale oder von in der Nähe ange­ brachten Verbrauchern vermieden wird. Gleichzeitig kann durch die Einstellung der Taktfrequenz erreicht werden, daß das Übersprechen auf weitere Signalleitungen, die bei­ spielsweise in der Nähe der Stromregelung angebracht sind, vermieden wird. Dies kann insbesondere bei Kraftfahrzeugen zu deutlichen Verbesserungen führen, wo viele Leitungen in räumlicher Nähe voneinander geführt werden und aufwendige Schirmungsmaßnahmen aus Kostengründen nicht zu vertreten sind. Die Vorrichtung eignet sich besonders zur Regelung des Stromes von Regelventilen, wie sie insbesondere bei Blockierschutzvorrichtungen oder Getriebesteuerungen Ver­ wendung finden. Sie ist jedoch nicht auf diese Vorrichtungen beschränkt.

Die gesamte Vorrichtung ist im übrigen auch software­ mäßig realisierbar, wobei das Flip-Flop 2 durch eine Speicherzelle im Mikroprozessor realisiert ist. Auch der erforderliche Vergleich kann in einem Mikropro­ zessor durchgeführt werden, in dem das am Strommeß­ widerstand 8 abgegriffene Signal mit einem im Mikropro­ zessor abgelegten Vergleichswert verglichen wird und die Speicherzelle in Abhängigkeit von einem Taktsignal gesetzt wird und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis rückgesetzt wird. Selbstverständlich ist beim Einsatz des Mikroprozessors ein eigener Taktgenerator nicht er­ forderlich. Hier kann der Mikroprozessortakt, ge­ gebenenfalls in einer herabgeteilten Form, verwendet werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Stellen des Stroms durch einen induktiven Verbraucher (6), insbesondere einem Regelventil, mit einer Strommeßeinrichtung (8) und einer Schaltvorrichtung (5) im Verbraucherstromkreis, mit einer Vergleichseinrichtung für den Strom im Verbraucherstromkreis und mit einem Taktgenera­ tor konstanter Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (6) von dem Taktgenerator (1) mit konstan­ ter Frequenz einschaltbar und durch das Ausgangssignal der Vergleichsvorrichtung (9) im Sinne einer Stromregelung aus­ schaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (1) als astabiler Multivibrator aus­ gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Taktgenerator kurze Einschaltimpulse abgibt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein speicherndes Glied (2) vorge­ sehen ist, das durch ein Signal des Taktgenerators (1) setz­ bar und durch das Signal der Vergleichsvorrichtung (9) rücksetzbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als speicherndes Glied (2) ein Flip-Flop vorge­ sehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichssignal einstellbar und/ oder veränderbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Vergleichsvorrichtung (9) ein Komparator (9) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß sie zur Regelung des Stromes von Magnetventilen bei Blockierschutzvorrichtungen oder Getriebe­ steuerungen Verwendung findet.