DE60021277T2

DE60021277T2 - Aktuator mit vermindertem energieverbrauch

Info

Publication number: DE60021277T2
Application number: DE60021277T
Authority: DE
Inventors: Natan E. Parsons; Xiaoxiong Mo
Original assignee: Arichell Technologies Inc
Current assignee: Arichell Technologies Inc
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: US6450478B2; BR0014967A; CN1378628A; TW497018B; AU779724B2; IL149382A0; MXPA02003875A; CN1279303C; EP1226379B1; CA2386992C; AU8013000A; IL149382A; US20010048086A1; ATE299568T1; EP1226379A1; US6293516B1; KR20020061608A; JP2003512586A; JP2011238937A; DE60021277D1

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf Verriegelungsbetätigungsvorrichtungen und insbesondere auf die Systeme gerichtet, die sie steuern.
Für viele Installationen mit automatischer Flusssteuerung, wie beispielsweise automatische Spülvorrichtungen für Toiletten und Urinale, ist eine spezielle strenge Konstruktionsanforderung, dass das System so wenig Leistung wie möglich verbraucht. Der Grund dafür variiert von Fall zu Fall, ist jedoch typischerweise, dass die Schaltung und die andere Vorrichtung, die erforderlich ist, um den Betrieb der Spülvorrichtung automatisch zu machen, ziemlich oft als Nachrüstungssatz vorgesehen sind. D.h., manuelle Spülvorrichtungen werden auf automatischen Betrieb umgestellt. Außer wenn die Nachrüstungseinheit batteriebetrieben oder in anderer Weise abgeschlossen sein kann, ist der Einbauprozess ziemlich teuer, was typischerweise erfordert, dass Wände geöffnet werden, um die notwendige Verdrahtung vorzusehen. Diese Kosten können vermieden werden, wenn das automatische System batteriebetrieben ist, jedoch hängt die Annahme eines batteriebetriebenen Systems stark von der Batterielebensdauer ab.
Ein signifikanter Bestimmungspunkt der Langlebigkeit der Batterie ist die Energie, die die Ventilbetätigung benötigt. Somit tendieren Nachrüstungssysteme dazu, Ventile mit variierender Verriegelung einzusetzen, d.h. Ventile, deren Betätigungsvorrichtungen Leistung benötigen, um das Ventil zu öffnen und zu schließen, jedoch nicht, um es geöffnet oder geschlossen zu halten. Die Anwendung der Ventile, die solche Betätigungsvorrichtungen verwenden, hat stark die Durchführbarkeit bzw. Anwendbarkeit der Anwendung von batteriebetriebenen Systemen erweitert. Trotzdem wären solche Systeme attraktiver, wenn die Langlebigkeit der Batterie weiter verlängert werden könnte.
Das US-Patent 5 032 812 von Banick und Anderen offenbart eine Elektromagnetbetätigungsvorrichtung mit einem Magnetflusssensor. Die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung weist eine Spule oder Spulen von elektrischer Verdrahtung und eine Steckvorrichtung und einen bewegbaren Kern innerhalb der Spule(n) auf. Ein Magnetjoch umgibt die Spule(n), wobei sich deren Achse über die Magnetschaltung erstreckt, die von dem Joch definiert wird. Relativ große und kleine Permanentmagneten sind mit dem Joch auf gegenüberliegenden Seiten der Achse assoziiert, wobei die Magnete einen Fluss in entgegengesetzten Richtungen erzeugen. Ein Flusssensor, näher gelegen am kleinen Magneten, fühlt Veränderungen der Flussrichtung ab. Wenn der Kern und die Steckvorrichtung getrennt werden, herrscht der große Magnetfluss im gesamten Joch vor. Wenn der Kern mit der Steckvorrichtung in Eingriff kommt, herrscht der kleine Magnetfluss in diesem Teil des Jochs vor, wobei diese Veränderung der Flussrichtung durch den Sensor detektiert wird. Somit kann der Sensor verwendet werden, um die Position des Kerns mit Bezug zur Steckvorrichtung zu zeigen.
Das US-Patent 5 375 811 von Reinicke offenbart ein Magnetverriegelungsventil mit zwei Betriebspositionen. Das Magnetverriegelungsventil verwendet eine im Allgemeinen toroidförmige Magnetschaltung, die von beabstandeten inneren und äußeren ringförmigen Wänden eingerichtet wird, die an ihren axialen Enden verbunden sind, und zwar mit einer Einlassanschlussströmungsmittelflussverbindung an einem Ende zum Inneren der inneren Wand und mit einer Auslassanschlussströmungsmittelflussverbindung vom Inneren der Innenwand. Die innere Wand hat einen Spalt zwischen axial beabstandeten ersten und zweiten ringförmigen Polstirnseiten. Eine einzelne elektrische Erregungsspule ist mit der Magnetschaltung gekoppelt, und zwar an einer Überlappung mit der inneren ringförmigen Wand auf einer Seite des Spaltes. Ein scheibenförmiger Anker ist in zusammenpassender Weise für eine axiale Mitnahmeverschiebung in dem Spalt in abwechselnder Anlage an der einen Polstirnseite und in Ausschluss bzw. Abschluss der anderen der Polstirnseiten aufgehängt. Fest befestigte radial polarisierte Mittel innerhalb der äußeren ringförmigen Wand vollenden eine Magnetschaltung zur äußeren Wand über den Umfang des Ankers und eine oder die andere der Polstirnseiten, und zwar abhängig von der Mitnahmeposition des Ankers. Das Ventil hat eine An/Aus-Steuerung des Flusses von einem Anschluss zum nächsten, und zwar vorgesehen durch einen ringförmigen Ventilsitz, der radial innerhalb von einer der Polstirnseiten gelegen ist, und zwar in Zusammenwirkung mit einem Ventilglied, welches von dem Anker getragen wird.
Die europäische Anmeldung 0 663 552 A1 offenbart ein elektromagnetbetriebenes Ventildiagnosesystem. Das Diagnosesystem misst und überwacht ausgewählte Betriebsparameter eines elektromagnetbetriebenen Ventils. Die Ventilanordnung weist einen Ventilkörper auf, und einen Ventilstecker bzw. Ventilkolben, der an einem Ventilschaft angebracht ist. Die Anordnung wird durch einen Elektromagneten betätigt oder betrieben. Die Ventilanordnung weist einen oder mehrere Sensoren auf, die an der Ventilanordnung angebracht sind oder benachbart dazu positioniert sind, um ausgewählte Betriebsparameter der Ventilanordnung zu messen und zu überwachen, und um elektrische Ausgangssignale zu liefern, die die Messungen anzeigen, und zwar zu einer Signalkonditionierungs-, Signalverarbeitungs- und Datenaufnahmevorrichtung, die verwendet wird, um die elektrischen Ausgangssignale aufzunehmen und aufzuzeichnen. Das Diagnosesystem gestattet, dass der Anwender des Ventils die verschiedenen elektrischen und mechanischen Aktivitäten des Ventils während seines Betriebes misst und überwacht, während es im Dienst ist, und weiterhin zu sehen, ob das Ventil in seinen Konstruktions- bzw. Auslegungsparametern arbeitet. Das Ventildiagnosesystem bietet auch dem Ventilanwender die Möglichkeit, den Zustand des Ventils während der Einsatzzeit zu überwachen, um irgendeine Verschlechterung oder Probleme in dem Ventil und seinen Komponenten zu detektieren, und sie zu korrigieren, bevor ein Versagen des Ventils auftritt.
Die französische Patentanmeldung FR 2 590 088 offenbart eine sehr schnelle elektromagnetische Betätigungsvorrichtung. Die Betätigungsvorrichtung weist zwei Elektromagneten und einen beweglichen Anker auf, der von zwei Näherungssensoren abgefühlt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung reduziert die Energieverschwendung, die gewöhnlicherweise beim Antrieb des Ankers der Betätigungsvorrichtung auftritt. Der Ansatz, der von der Erfindung eingesetzt wird, verbessert die Bestimmung, wann der Anker das Ende seines Weges erreicht hat.
Gemäß der Erfindung wird der Antriebsstrom, der an die Betätigungsvorrichtungsspule angelegt wird, gesteigert, wenn der Anker nicht das Ende seiner Laufbahn innerhalb einer vorbestimmten Dauer erreicht hat. Dies gestattet, dass gewöhnlicherweise weniger Spulenantriebsstrom verwendet wird, da der Spulenantriebsstrom nicht immer groß genug sein muss, um den Widerstand zu überwinden, der gelegentlich beispielsweise durch eine Ansammlung von Fremdstoffen auftreten kann. Diese Verringerung des Spulenantriebsstroms kann zur Langlebigkeit der Batterie beitragen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Beschreibung der Erfindung unten bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine Querschnittsansicht eines Verriegelungsventils ist, an dem ein piezoelektrischer Wandler montiert worden ist; und
2 ein Blockdiagramm eines Steuersystems für die Ventilbetätigungsvorrichtung ist.
Detaillierte Beschreibung eines veranschaulichenden Ausführungsbeispiels
1 zeigt im Querschnitt ein Ventilsystem 10, welches eine Verriegelungsbetätigungsvorrichtung aufweist. Die Betätigungsvorrichtung weist eine Wicklung 12 auf, die auf eine Spule 14 gewickelt ist, die in dem Betätigungsvorrichtungsgehäuse 16 montiert ist. In der veranschaulichten Position wirkt ein Verriegelungsmagnet 18, der auf der Spule 14 montiert ist, durch ein hinteres Polstück 20 dahingehend, dass er einen Anker 22 in einer oberen Position gegen die Kraft hält, die eine Rückstellfeder 24 auf eine Schulter 26 ausübt, die nahe dem unteren Ende des Ankers ausgeformt ist. In der Position der 1 ist ein elastisches Ventilglied 28 am unteren Teil des Ankers von einem Ventilsitz 30 beabstandet, der um einen Ventileinlass 32 herum geformt ist. Strömungsmittel kann daher durch den Einlass 32 und einen ringförmigen Hohlraum 34 zum Auslass des Ventils 36 fließen.
Um das Ventil zu schließen, treibt eine Antriebsspannung, die durch die Anschlüsse 37 und 38 angelegt wird, Strom durch die Spule 12. Der Anschluss 38 ist in Ohmschem Kontakt mit dem leitenden Gehäuse 16, welches eine Kontaktfeder 39 wiederum mit einem Ende der Spule 12 verbindet. Eine Leitung 40 verbindet das andere Ende der Spule 12 mit dem Anschluss 37, und eine nicht leitende Hülse 41 isoliert den Anschluss 37 vom Gehäuse 16.
Die Polarität der Antriebsspannung ist derart, dass der daraus resultierende magnetische Fluss, der stark von dem ferromagnetischen Gehäuse 16, dem hinteren Polstück 20 und dem vorderen Polstück 42 geleitet wird, jener des Permanentmagneten 18 entgegenwirkt. Dies unterbricht die Haltekraft des Magneten 18 auf den Anker 22 und gestattet, dass die Rückstellfeder 24 das Ventilglied 28 auf den Ventilsitz 30 drückt. Sobald das Ventil somit geschlossen hat, hält die Rückstellfeder dieses geschlossen, und zwar ohne weitere Unterstützung von der Spule; die gesteigerte Distanz des Ankers 22 vom Magneten macht die Magnetkraft auf den Anker 22 kleiner als jene der Rückstellfeder 24.
Um das Ventil zu öffnen wird der Spulenantriebsstrom an die Leitungen 37 und 38 in der entgegengesetzten Richtung angelegt, somit verstärkt der resultierende Fluss jenen des Permanentmagneten 18 und überwindet die Kraft der Rückstellfeder. Der Anker 22 kehrt daher in die Position der 1 zurück, wo die Kraft des Permanentmagneten 18 groß genug ist, um den Anker 22 gegen die Kraft der Rückstellfeder 24 ohne Unterstützung von der Spule zu halten.
Wegen der bistabilen Natur des Verriegelungsventils unterbrechen Steuerschaltungen, die dieses typischerweise betätigen, den Stromfluss, nachdem das Ventil den erwünschten Zustand erreicht hat. Da die Zeit, die erforderlich ist, damit das Ventil den erwünschten Zustand erreicht, stark variieren kann, machen herkömmliche Steuerschaltungen die Stromflussdauer relativ lang, so dass diese adäquat für die Bedingungen des schlechtesten Falls sein werden. Da die meisten Betätigungsvorgänge nicht unter Bedingungen des schlechtesten Falls ausgeführt werden, dauert jedoch der Spulenantriebsstrom typischerweise für eine gewisse Zeitdauer an, nachdem das Ventil seine stabile Position erreicht. Dies ist eine Verschwendung der Energie der Batterie. Um diese Verschwendung zu reduzieren überwacht ein System, das die vorliegende Erfindung einsetzt, den Anker, um zu bestimmen, ob der Anker seinen Endpunkt erreicht hat und stoppt das Anlegen des Spulenantriebsstroms, wenn dies auftritt. Zu diesem Zweck zieht das veranschaulichte Ausführungsbeispiel Vorteil aus dem Schall, den der Anker macht, wenn er jedes Ende seiner Laufbahn erreicht.
Wir verwenden den Ausdruck Schall hier im breit gefassten Sinne einer Druck- oder Spannungswelle. In den meisten Ausführungsbeispielen jedoch sind die vorherrschenden Frequenzkomponenten des "Schalls" typischerweise oberhalb des hörbaren Bereiches. Der Sensor des veranschaulichten Ausführungsbeispiels ist ein piezoelektrischer Wandler 44, der auf Schwingungen in der Gehäusewand anspricht. Die Größe und Form des piezoelektrischen Elementes 44 sind typischerweise so ausgewählt worden, dass sie sein Ansprechen auf die vorherrschenden Frequenzkomponenten maximieren und es ist normalerweise an einer Stelle montiert, wo die zu detektierenden Töne die größte Amplitude haben oder am besten vom Rauschen zu unterscheiden sind.
Ein Anschluss 46 sieht eine elektrische Verbindung mit einer der Elektroden des Wandlers 44 vor, und zwar durch eine Kontaktfeder 48, die eine am Gehäuse befestigte Plastikkappe 49 am Platz hält. Die andere Elektrode des Wandlers 44 kann den Anschluss 38 mit der Wicklung gemeinsam verwenden, weil der Wandler am Gehäuse 16 durch eine leitende Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Elektrode befestigt ist.
Wie 2 zeigt, weist eine Steuerschaltung für das Ventil einen Sensorverstärker und einen Umhüllungs- bzw. Hüllkurvendetektor 50 auf, der die Ausgangsgröße des Wandlers aufnimmt. Der Verstärker und der Umhüllungsdetektor 50 weist einen Verstärker auf, der auf die vorherrschenden Frequenzkomponenten (typischerweise im Ultraschall-Bereich) eingestellt ist, der das daraus resultierende gefilterte Signal gleichrichtet, und das Ergebnis tiefpassfiltert, um eine Ausgangsgröße zu erzeugen, die repräsentativ für die Umhüllung bzw. Hüllkurve der Ausgangsgröße des eingestellten Verstärkers ist. Wenn der Anker 22 einen Endpunkt erreicht und eine Schwingung des Gehäuses erreicht, überschreitet der daraus resultierende Umhüllungswert eine Schwelle, die ein Komparator 52 anwendet. Da in dem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel eine Schallamplitude höher ist, wenn das Ventil öffnet, als wenn es schließt, stellt eine Mikrosteuervorrichtung 54 eine Komparatorschwelle auf, deren Wert, wenn das Ventil geöffnet wird, anders ist als der Wert, den sie hat, wenn das Ventil geschlossen wird.
Eine Mikrosteuervorrichtung (Microcontroller) 54 kann das Ventil ansprechend auf eine Auslösung durch einen Objektsensor 56 betätigen. Beispielsweise kann sie das Ventil öffnen, wenn der Sensor detektiert, dass der Anwender die Nachbarschaft der Spüleinrichtung verlässt, und kann schließen, sobald das Ventil für eine vorbestimmte Dauer geöffnet gewesen ist. Um das Ventil zu öffnen, stellt die Mikrosteuervorrichtung ein ÖFFNEN-Signal ein, das an eine Ventiltreiberschaltung 58 angelegt wird. Dies bewirkt, dass die Schaltung Strom durch die Wicklung der Betätigungsvorrichtung 60 treibt, und zwar in der Richtung, die bewirken wird, dass das Ventil öffnet.
Wenn dieser Strom beginnt zu fließen, zeigt die Ausgangsgröße des Komparators 52 anfänglich an, dass die Ausgangsgröße des Verstärkers 50 kleiner als die Schwelle ist, somit nimmt der Verstärker keinen Schall von einer Größe auf, die damit übereinstimmt, dass der Anker das Ende seiner Laufbahn erreicht. Die Mikrosteuervorrichtung 54 hält daher das OFFEN-Signal bestätigt. Jedoch verändert sich die Ausgangsgröße des Komparators 52 ansprechend auf den Ton, der vom Anker 22 am Ende seiner Laufbahn gemacht wird. Wenn der Anker 22 diesen Punkt erreicht hat, wird das Ventil ohne Stromfluss offen bleiben, somit schaltet die Mikrosteuervorrichtung ihre OFFEN-Ausgangsgröße aus, und bewirkt dadurch, dass der Ventiltreiber 58 aufhört, Strom an die Wicklung der Betätigungsvorrichtung 60 anzulegen. Das Ergebnis ist gewöhnlicherweise, dass die Stromflussdauer viel geringer gewesen ist als die erforderliche Zeit, um das Ventil unter den Bedingungen des schlechtesten Falls zu öffnen, somit hat das System beträchtlich Energie eingespart.
Um das Ventil zu schließen, stellt die Mikrosteuervorrichtung 54 ihre GESCHLOSSEN-Ausgangsgröße ein, und bewirkt dadurch, dass der Ventiltreiber 58 die Betätigungsvorrichtung 60 in der entgegengesetzten Richtung antreibt. Wiederum gestattet die Mikrosteuervorrichtung den Stromfluss nur, bis der Komparator 52 sie informiert, dass der Anker das Ende seiner Laufbahn erreicht hat.
Die Erfindung kann verwendet werden, um nicht nur die Dauer des Antriebssignals zu steuern, sondern auch seine Größe. Ein ausreichend hohes Spulenantriebsstromniveau für den normalen Betrieb kann gelegentlich inadäquat sein und das Spulenantriebsstromniveau kann gesteigert werden, wenn der Anker den Endpunkt nicht erreicht. Ein Weg zur Steigerung des Spulenantriebsstromniveaus ist es, die Spannung an den Kondensatoren zu steigern, die durch die Betätigungsvorrichtungsspule entladen werden.
2 bildet den Ventiltreiber 58 derart ab, dass er von einer Batterie 62 angetrieben wird. Der Ventiltreiber 58 weist typischerweise Energiespeicherkondensatoren auf, die die Batterie 62 zwischen den Betätigungsvorgängen durch eine Induktionsspule L1 und eine Shottky-Diode D1 auflädt. Wenn die Mikrosteuervorrichtung 54 ihr OFFEN- oder GESCHLOSSEN-Signal einschaltet, entlädt der Treiber die Kondensatoren durch die Spule der Betätigungsvorrich tung 60. Gewöhnlicherweise ist es die Spannung der Batterie 62 selbst, die die Spannungen bestimmt, auf die die Kondensatoren aufgeladen werden, und dies bestimmt wiederum den Spulenstrom und somit die Ankerkraft.
Nun können Faktoren, wie beispielsweise die Ansammlung von Fremdstoffen, es schwerer als gewöhnlich machen, das Ventil zu öffnen oder zu schließen. Jedoch würde ein Energieverbrauch, der normalerweise unnötigerweise hoch ist, die Folge sein, wenn die Batteriespannung hoch genug eingestellt werden würde, um mit solchen schwierigeren Bedingungen fertig zu werden. Das veranschaulichte Ausführungsbeispiel verwendet daher ein Batteriespannungsniveau, das für normale Situationen adäquat ist, jedoch nicht für schwierigere.
Stattdessen steigert sie die Kondensatorspannung, wenn der Anker nicht das Ende seiner Laufbahn innerhalb einer vorbestimmten maximalen Stromflussdauer erreicht hat. Insbesondere schaltet die Mikrosteuervorrichtung 54 den Ventiltreiber zeitweise aus, wenn die vorbestimmte maximale Stromflussdauer erreicht ist, und beginnt, einen Transistor Q1 durch einen Strombegrenzungswiderstand R1 zu pulsen. Während jedes Impulses zieht der Transistor Strom von der Batterie durch die Induktionsspule L1. Wegen der Diode D1 entlädt er jedoch nicht die Ventiltreiberkondensatoren. Am Ende von jedem Impuls schaltet der Transistor Q1 aus, und die resultierende elektrische bewegende Kraft in der Induktionsspule L1 bewirkt, dass Strom weiter fließt, und dadurch die Kondensatoren der Antriebsschaltung durch die Diode D2 auflädt, auch wenn diese Batteriespannung jene der Batterie 62 überschreitet. Somit können diese Kondensatoren auf Spannungen aufgeladen werden, die jene der Batterie überschreiten.
Um die geeignete Kondensatorspannung zu erreichen, vergleicht ein Komparator 64 die Kondensatorspannung mit einem Niveau, das die Mikrosteuervorrichtung 54 einstellt. Ansprechend auf die resultierende Ausgangsgröße des Komparators steigert die Mikrosteuervorrichtung den Impulslastzyklus, wenn die Kondensatorspannung geringer als die Schwelle ist und verringert ihren Lastzyklus, wenn die Kondensatorspannung die Schwelle überschreitet. Die Schwelle wird höher als die Batteriespannung eingestellt, somit ist die Kraft auf dem Anker größer und es ist wahrscheinlicher, dass das Ventil geöffnet oder geschlossen wird, wenn die Mikrosteuervorrichtung dann den Ventiltreiber wieder einschaltet.
Das veranschaulichte Ausführungsbeispiel ist nur eines von vielen, die die Lehren der vorliegenden Erfindung einsetzen können. Beispielsweise können, obwohl wir einen Schallsensor bevorzugen – insbesondere einen Ultraschallwandler – andere Wege zur Detektion des Endes der Laufbahn des Ankers stattdessen verwendet werden. Obwohl das veranschaulichte Ausführungsbeispiel die Spulenantriebsstromdauer steuert, sowohl wenn das Ventil geöffnet wird als auch wenn es geschlossen wird, können auch einige Ausführungsbeispiele die Dauer nur während des Öffnens oder nur während des Schließens steuern. Und Verriegelungsbetätigungsvorrichtungssysteme, die andere Mechanismen als Ventile betätigen, können auch aus den Lehren der vorliegenden Erfindung Vorteile ziehen.
Obwohl wir ein einfaches Amplitudenkriterium eingesetzt haben, um zu bestimmen, ob der Anker das Ende seiner Laufbahn erreicht hat, können darüber hinaus andere Kriterien gefunden werden, die für manche Anwendungen zu bevorzugen sind. Beispielsweise könnte das Schallsignal aufgezeichnet werden und durch Signalverarbeitung mit einer gespeicherten Wellenform verglichen werden, die als charakteristisch dafür bekannt ist, dass der Anker einen seiner Endpunkte erreicht. Das gespeicherte Signal kann für unterschiedliche Endpunkte unterschiedlich sein, und es kann Umstände geben, unter denen es als wertvoll angesehen werden wird, einen solchen Vergleich zu verwenden, um zwischen zwei Zuständen der Betätigungsvorrichtung zu unterscheiden.
Die vorliegende Erfindung kann somit in einem großen Bereich von Ausführungsbeispielen eingesetzt werden und bildet einen beträchtlichen Fortschritt der Technik.

Claims

Betätigungsvorrichtungssystem, das Folgendes aufweist: A) eine Betätigungsvorrichtung (60), die einen Anker (22) und eine Spule (12) aufweist, die durch Anlegen eines Spulenantriebs(-stroms) daran in einer ersten Antriebsrichtung betreibbar ist, um Strom in einer ersten Stromrichtung zu leiten, und dadurch den Anker in eine erste Endposition zu treiben; B) einen Endpunktdetektor (44), der detektiert, dass der Anker die erste Endposition erreicht, und der darauf durch Erzeugung einer Detektorausgangsgröße anspricht, die dieses anzeigt; und C) eine Steuerschaltung, die betreibbar ist, um das Anlegen eines Spulenantriebs(-stroms) an die Spule in einer ersten Richtung mit einem normalen Antriebsniveau in die ersten Richtung zu beginnen, und wenn die Detektorausgangsgröße nicht innerhalb einer vorbestimmten ersten Antriebsdauer danach angezeigt hat, dass der Anker die erste Endposition erreicht hat, betreibbar ist, um den Spulenantriebs(-strom) auf die Spule in der ersten Richtung mit einem erhöhten Antriebsniveau in der ersten Richtung anzutreiben, das höher ist als das normale Antriebsniveau in der ersten Richtung.
Betätigungsvorrichtungssystem nach Anspruch 1, wobei: die Spule durch Anwendung eines Spulenantriebs(-stroms) darauf in einer zweiten Richtung betreibbar ist, um Strom in einer zweiten Richtung zu leiten, und dadurch zu tendieren, den Anker in eine zweite Endposition zu treiben; wobei der Endpunktdetektor darauf, dass der Anker die zweite Endposition erreicht, anspricht, indem er eine Detektorausgangsgröße erzeugt, die dieses anzeigt; und wobei die Steuerschaltung dahingehend arbeitet, dass sie die Anwendung eines Spulenantriebs(-stroms) auf die Spule in der zweiten Richtung auf einem normalen Antriebsniveau in der zweiten Richtung be ginnt, und wenn die Detektorausgangsgröße nicht innerhalb einer vorbestimmten zweiten Antriebsdauer danach angezeigt hat, dass der Anker die zweite Endposition erreicht hat, sie einen Spulenantriebs(-strom) auf die Spule in der zweiten Richtung auf einem erhöhten Antriebsniveau in der zweiten Richtung aufbringt, das höher ist als das normale Antriebsniveau in der zweiten Richtung.
Betätigungsvorrichtungssystem nach Anspruch 2, wobei die ersten und zweiten Antriebsdauern die Gleichen sind.
Betätigungsvorrichtungssystem nach Anspruch 2, wobei die ersten und zweiten Antriebsdauern voneinander abweichen.
Betätigungsvorrichtungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung aufgebaut ist, um aufzuhören, den Spulenantriebs(-strom) in der ersten Richtung nach der vorbestimmten normalen Antriebsdauer in der ersten Richtung aufzubringen, bevor sie die Spule mit dem erhöhten Antriebsniveau in der ersten Richtung antreibt.
Betätigungsvorrichtungssystem nach Anspruch 5, wobei: A) die Spule durch Aufbringen eines Spulenantriebs(-stroms) darauf in einer zweiten Antriebsrichtung betreibbar ist, um Strom in einer zweiten Stromrichtung zu leiten, und dadurch dazu zu tendieren, den Anker in eine zweite Endposition zu treiben; B) wobei der Endpunktdetektor darauf, dass der Anker die zweite Endposition erreicht, durch Erzeugung einer Detektorausgangsgröße anspricht, die dieses anzeigt; und C) wobei die Steuerschaltung betreibbar ist, das Aufbringen eines Spulenantriebs(-stroms) auf die Spule in der zweiten Richtung auf einem normalen Antriebsniveau in der zweiten Richtung zu beginnen, und wenn die Detektorausgangsgröße nicht innerhalb einer vorbestimmten zweiten Antriebsdauer danach angezeigt hat, dass der Anker die zweite Endposition erreicht hat, einen Spulenantriebs(-strom) auf die Spule in der zweiten Richtung auf einem erhöhten Antriebsniveau in der zweiten Richtung aufzubringen, das höher ist als das normale Antriebsniveau in der zweiten Richtung.
Betätigungsvorrichtungssystem nach Anspruch 6, wobei die Steuerschaltung nach der vorbestimmten normalen Antriebsdauer in der zweiten Richtung aufhört, den Spulenantriebs(-strom) in der zweiten Richtung aufzubringen, bevor sie die Spule mit dem höheren Niveau antreibt.
Betätigungsvorrichtungssystem nach Anspruch 1, wobei der Detektor einen Schallsensor aufweist.
Betätigungsvorrichtungssystem nach Anspruch 8, wobei der Schallsensor einen piezoelektrischen Wandler aufweist.
Betätigungsvorrichtungssystem nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Betätigungsvorrichtung eine Latch- bzw. Verriegelungsbetätigungsvorrichtung ist, die einen Verriegelungsmagneten (18) aufweist.
Betätigungsvorrichtungssystem nach einem der obigen Ansprüche, das angeordnet ist, um den Betrieb eines Ventils zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand in einem Flusssteuersystem zu steuern.
Betätigungsvorrichtungssystem nach Anspruch 11, das an einen Objektsensor angekoppelt ist, der eine Objektsensorausgangsgröße erzeugt; und wobei die Steuerschaltung aufgebaut ist, um die Anwendung des Spulenantriebs(-stroms) auf die Spule abhängig von der Objektsensorausgangsgröße vorzusehen.
Betätigungsvorrichtungssystem nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Steuerschaltung eine Mikro-Steuervorrichtung (Mikrocontroller) aufweist.
Betätigungsvorrichtungssystem nach Anspruch 13, das weiter einen Ventiltreiber (58) aufweist, der aufgebaut ist, um den Spulenantriebs(-strom) auf den Empfang eines Signals von der Mikro-Steuervorrichtung zu liefern.
Betätigungsvorrichtungssystem nach Anspruch 13 oder 14, das weiter Folgendes aufweist: eine Leistungssteuervorrichtung, die einen Kondensator aufweist, die aufgebaut ist, um ein Spannungssignal zu einem Ventiltreiber zu liefern, und einen Komparator (64), der aufgebaut ist, um ein Niveau des Spannungssignals mit einem Signalniveau zu vergleichen, das von der Mikro-Steuervorrichtung eingestellt ist.
Verfahren zur Steuerung einer Betätigungsvorrichtung, die einen Anker und eine Spule aufweist, die durch Anlegen eines Spulenantriebs(-stroms) daran in einer ersten Richtung betreibbar ist, um einen Strom in einer ersten Stromrichtung zu leiten, und dadurch dazu zu tendieren, den Anker in eine erste Endposition zu treiben, das folgende Schritte aufweist: A) Anlegen eines Spulenantriebs(-stroms) an die Spule in der ersten Antriebsrichtung; B) Bestimmen, ob der Anker die erste Endposition erreicht hat; und wenn der Anker nicht die erste Endposition innerhalb einer vorbestimmten ersten Antriebsdauer erreicht hat, danach Anlegen des Spulenantriebs(-stroms) an die Spule in der ersten Richtung mit einem erhöhten Antriebsniveau in der ersten Richtung, das höher als das normale Antriebsniveau in der ersten Richtung ist.
Verfahren nach Anspruch 16, welches die Schritte aufweist, den Spulenantriebs(-strom) in einer zweiten Antriebsrichtung anzule gen, um Strom in einer zweiten Stromrichtung zu leiten und dadurch den Anker in eine zweite Endposition zu treiben; durch einen Endpunktdetektor zu detektieren, dass der Anker die zweite Endposition erreicht hat, und eine Detektorausgangsgröße zu erzeugen, die dieses anzeigt; und den Spulenantrieb(-strom) an die Spule in der zweiten Richtung mit einem normalen Antriebsniveau in der zweiten Richtung anzulegen, und wenn die Detektorausgangsgröße nicht innerhalb einer vorbestimmten zweiten Antriebsdauer danach angezeigt hat, dass der Anker die zweite Endposition erreicht hat, einen Spulenantriebs(-strom) an die Spule in der zweiten Richtung mit einem erhöhten Antriebsniveau in der zweiten Richtung anzulegen, das höher ist als das normale Antriebsniveau in der zweiten Richtung.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die ersten und zweiten Antriebsdauern abweichen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die ersten und zweiten Antriebsdauern die Gleichen sind.
Verfahren nach Anspruch 17, welches aufweist, den Spulenantriebs(-strom) in der zweiten Richtung nach der vorbestimmten normalen Antriebsdauer in der zweiten Richtung zu beenden, bevor die Spule mit dem erhöhten Antriebsniveau in der zweiten Richtung angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Detektieren das Detektieren von Schallwellen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, das das Detektieren der Schallwellen durch einen piezoelektrischen Wandler aufweist.
Verfahren nach einem der obigen Verfahrensansprüche zur Steuerung des Betriebs eines Ventils zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand in einem Flusssteuersystem.
Verfahren nach Anspruch 23, welches die Aufnahme einer Objektsensorausgangsgröße von einem Objektsensor aufweist; und das das Anlegen des Spulenantriebs(-stroms) an der Spule abhängig von der Objektsensorausgangsgröße aufweist.