DE19730594A1

DE19730594A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verifizieren des Betriebs von Solenoiden

Info

Publication number: DE19730594A1
Application number: DE19730594A
Authority: DE
Inventors: Alan Michael Rooke; David Andrew Franchock; Stephen Michael Cicala; Myron Ihor Senyk; Kyle Shawn Williams; Roberto Anthony Rossi; Christopher David Tebbe
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2017-07-18
Also published as: US5808471A; GB9715169D0; GB2316181A; DE19730594C2; GB2316181B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor richtung zum Verifizieren des ordnungsgemäßen Betriebs eines Solenoiden.

Elektrische Solenoide bzw. Elektromagnete bilden einen inte gralen Bestandteil vieler Typen von mechanischen Systemen. Das elektrische Solenoid weist eine Feld- bzw. Erregerspule auf, die ein Magnetfeld als Reaktion auf einen durch die Spule fließenden Strom ausbildet. Das Magnetfeld verursacht eine Bewegung eines innerhalb der Erregerspule positionierten Betätigungselements, das wiederum an einer mechanischen oder hydraulischen Einrichtung, wie zum Beispiel einem Ventil oder einem Getriebe bzw. Zahnrad, befestigt ist. Durch Aktivieren eines Schaltkreises fließt Strom durch die Erregerspule, um das Magnetfeld auszubilden und das Betätigungselement zu be wegen. Solenoide werden beispielsweise häufig bei Kraftfahr zeuganwendungen eingesetzt, um Großräder bzw. Zahnräder im Getriebe zu verschieben oder Emissionssteuerungs-Untersysteme ein- bzw. zuzuschalten. Im Rahmen von Industrieanwendungen können Solenoide beispielsweise verwendet werden, um Ventile in Hydraulikleitungen zu öffnen oder zu schließen.

Wie bei den meisten physikalischen Einrichtungen können bei Solenoiden Betriebsstörungen auftreten. Gemäß dem Stand der Technik ist es bekannt, Betätigungselemente mit Druck sensoren, Halleffekt-Sensoren und optoelektronischen Sensoren abzufragen. Bei dem Abfragekonzept mittels Drucksensor werden durch den Drucksensor Drücke auf einander gegenüberliegenden Seiten des Ventils ermittelt. Die Wirksamkeit der vorbekann ten Sensoren ist jedoch unter bestimmten Bedingungen nicht zufriedenstellend.

Aus der US-PS 54 42 671 ist ein Detektorschaltkreis für die Solenoidbewegung bekannt. Der durch die Erregerspule des Solenoiden fließende Strom wird in ein Spannungssignal umgewandelt, das über einem Kondensator gespeichert wird. Ein erster Spitzenwert des Spannungssignals wird bestimmt. Nach der ersten Spitze muß ein Zähler bis zu einem vorgegebenen Wert während der niedrigen Spitze zählen, bevor das Spannungssignal zu seinem ersten Spitzenwert zurückkehrt. Falls der Zähler wenigstens den vorgegebenen Wert vor der Rückkehr zu seinem ersten Spitzenwert erreicht und innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer auf Null zurückzählt, bevor ein stationärer Zustand erreicht wird, wird das Solenoid als ein geschaltet bzw. im Eingriff stehend angesehen. Bei diesem Verfahren wird jedoch eine zeitabhängige Neigungs- bzw. Flankendetektion benötigt, weshalb eine Kalibrierung für einen korrekten Betrieb erforderlich ist. Eine gegebene Kalibrierung deckt einen weiten Bereich von Wellenform- Charakteristiken nicht ab. Zu variierenden Parametern, die die Neigung beeinflussen, gehören die Temperatur, die Batteriespannung, die Viskosität und der Druck der Hydraulikflüssigkeit, (elektrische und mechanische) Solenoideigenschaften, Bearbeitungstoleranzen in der Fertigung, etc. Außerdem wird in dem in der US-PS 54 42 671 offenbarten Verfahren der Anstieg des Spannungssignals nur abgefragt, nachdem das Spannungssignal den Spitzenstromwert überschritten hat. Dies verringert die für Detektionszwecke verfügbare Signalmenge und erhöht die Anfälligkeit des Schaltkreises für Störungen.

Deshalb ist ein Bedarf für ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren des Betriebs eines Solenoiden vorhanden, das bzw. die störungsunempfindlich und frei von einer Kalibrie rung für verschiedene Anwendungen oder Betriebszustände ist. Ein Bedarf ist auch für ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren des Betriebs eines Solenoiden vorhanden, welches eine langsame Änderungsrate zeigt.

Es ist daher eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verifizieren des Betriebs eines Solenoiden zur Verfügung zu stellen.

Zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe und weiterer Aufgaben sowie zur Erzielung weiterer Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verifizieren des Betriebs eines Solenoiden bereitgestellt. Zum Verfahren gehört der Schritt des Abfragens eines Ausgangssignals des Solenoiden in vorgegebenen Zeitintervallen. Das Verfahren weist weiterhin den Schritt des Ermittelns eines Maximalwer tes des abgefragten Ausgangssignals auf. Weiterhin gehört zum Verfahren der Schritt des Ermittelns eines Minimalwertes des abgefragten Ausgangssignals nach der Ermittlung des Maximal wertes. Schließlich gehört zum Verfahren der Schritt des Er mittelns einer vorgegebenen Erhöhung im abgefragten Ausgangs signal von dem ermittelten Minimalwert aus, um den Betrieb des Solenoiden anzuzeigen.

Zur weiteren Lösung der oben angegebenen Aufgaben und anderer Aufgaben sowie zur Erzielung weiterer Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung zur Durchführung der Schritte des vor stehend beschriebenen Ver fahrens geschaffen. Die Vorrichtung weist Einrichtungen zum Abfragen eines Ausgangssignals des Solenoiden in vorgegebenen Zeitintervallen auf. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin Ein richtungen zum Detektieren bzw. Ermitteln eines Maximalwertes des abgefragten Ausgangssignals. Außerdem weist die Vorrich tung Einrichtungen zum Ermitteln eines Minimalwertes des ab gefragten Ausgangssignals nach der Ermittlung des Maximalwer tes auf. Schließlich weist die Vorrichtung Einrichtungen zum Ermitteln einer vorgegebenen Erhöhung im abgefragten Aus gangssignal vom ermittelten Minimalwert aus auf, um einen Be trieb des Solenoiden anzuzeigen.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß Stö rungen vermieden werden und eine Kalibrierung für verschie dene Anwendungen und Betriebszustände verzichtbar ist. Die vorliegende Erfindung weist ferner den Vorteil auf, daß der Betrieb eines Solenoiden ermittelt werden kann, das eine langsame Änderungsrate zeigt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei spielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Wellenform einer typischen ordnungsgemäßen Sole noid-Kennkurve, die in der Darstellung Spannung gegen Zeit für eine Anordnung mit einer Antriebseinrichtung auf der Unterspannungsseite aufgetragen ist;

Fig. 2 eine Wellenform einer üblichen fehlerhaften Solenoid- Kennkurve, die in der Darstellung Spannung gegen Zeit für eine Anordnung mit einer Antriebseinrichtung auf der Unterspannungsseite aufgetragen ist;

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Detektorschaltkreises, der gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist, und

Fig. 4a-4b ein Flußdiagramm, das die allgemeine Folge der zur Ausführung der vorliegenden Erfindung gehörenden Schritte darstellt.

Bei vielen Anwendungen ist es wichtig, den Betrieb eines Solenoiden zu überwachen. Beispielsweise muß das Computersteuersystem in einem Kraftfahrzeug wissen, wann das Getriebe Zahn- bzw. Großräder verschiebt, um die Kraftstoffzuführung und Motordrehzahlen einzustellen. Wenn ein Solenoid eingeschaltet wird, beginnt der durch das Solenoid fließende Strom bei Null und steigt dann exponentiell an. In einer Anordnung mit einer Treibereinrichtung auf der Niederspannungsseite beginnt die Spannung bei der Batteriespannung und fällt sofort auf einen Wert nahe dem Grundpotential ab. Die Spannung oder der Strom steigen exponentiell bis auf einen Spitzenwert an und weisen dann eine Absenkung auf, da das Feld den Solenoidanker bewegt hat, wodurch die Solenoidinduktivität steigt und eine nega tive Änderungsrate des Stroms pro Zeiteinheit (dI/dt) erzeugt wird. Nach Erreichen des tiefsten Punktes der Absenkung oder des Tals steigt dann die Spannungs- oder Strom-Wellenform wieder auf einen stationären Zustandswert oberhalb des Wertes der vorhergehenden Spitze an. Eine Wellenform einer typischen ordnungsgemäßen Solenoid-Kennkurve für eine Konfiguration mit einer Treibereinrichtung auf der Niederspannungsseite ist in Fig. 1 dargestellt. Eine Wellenform einer üblichen Kennkurve eines fehlerhaften Solenoiden in einer Anordnung mit einer Treibereinrichtung auf der Niederspannungsseite ist in Fig. 2 dargestellt. Hier ist keine Absenkung im Spannungs- oder Stromsignal vorhanden, was anzeigt, daß das Feld den So lenoidanker nicht bewegt hat.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, in der ein Block schaltbild des Detektorschaltkreises dargestellt ist, der ge mäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Ein Solenoid 12 weist einen Anker 14 auf, der wiederum an eine (nicht dargestellte) mechanische Einrichtung, wie z. B. an ein Zahnrad bzw. Ge triebe oder an ein Ventil, angekoppelt ist. Eine Feld- bzw. Erregerspule 16 umschließt den Anker 14, wobei ein Ende an eine Stromversorgung 18 angeschlossen ist, die bei einem Po tential Vpower arbeitet, wie zum Beispiel einem 12,0-Volt- Ausgangspotential einer Kraftfahrzeugbatterie. Das andere Ende der Erregerspule 16 ist an den Drain eines Transistors 20 angeschlossen, der an seinem Gate ein Solenoid-Treibersi gnal empfängt. Die Source des Transistors 20 ist an ein Grund- bzw. Massepotential 22 angeschlossen. Alternativ kann der Transistor 20 durch einen (nicht dargestellten) Wider stand und eine Schaltanordnung (switching circuit) oder jedes andere geeignete Verfahren zum Schalten und Stromabfragen er setzt werden. Durch ein Solenoid-Treibersignal mit "high"-Po tential schaltet der Transistor 20 ein und bewirkt einen Stromfluß (i) durch die Erregerspule 16. Der Strom (i) bildet ein Magnetfeld aus, das den Anker 14 bewegt.

Für viele Anwendungen ist es wichtig, die ordnungsgemäße Verschiebung des Ankers des Solenoiden 12 zu prüfen bzw. zu verifizieren. Beispielsweise muß ein Computersteuersystem in einem Kraftfahrzeug wissen, wann in einem Getriebe Zahnräder verschoben werden, um die Kraftstoffzuführung und Motordreh zahlen einzustellen. Bei korrektem Betrieb fällt das Poten tial am Ende der an den Drain des Transistors 20 angeschlos senen Erregerspule (nachstehend als SOLENOIDAUSGANGS-Signal bezeichnet) sofort auf einen Wert nahe dem Grundpotential ab, wie bei t₀ in Fig. 1 gezeigt. Das SOLENOIDAUSGANGS-Signal steigt exponentiell auf einen ersten Spitzenwert bei einer Zeit t₁ und weist dann eine Absenkung auf, da das Feld den Anker bewegt, wodurch die Solenoidinduktivität steigt und eine negative Änderungsrate des Stroms pro Zeiteinheit (dI/dt) erzeugt wird. Nach Erreichen des tiefsten Punktes der Absenkung, dargestellt bei der Zeit t₂, steigt das SOLENOIDAUSGANGS-Signal wiederum auf einen stationären Zustandswert bei einer Zeit t₃ an.

Gemäß Fig. 3 beginnt der Detektorschaltkreis 10 seinen Be trieb bei der Anfangsaktivierung des Transistors 20 und über wacht das Ausgangspotential, um den ersten Spitzenwert zu er mitteln, z. B. bei der Zeit t₁. Der durch die Erregerspule 16 fließende Strom zeigt dann das erwartete elektrische Verhal ten für die Einrichtung und das Solenoid 12 wird als korrekt arbeitend angesehen, wenn das SOLENOIDAUSGANGS-Signal eine erste Spitze erreicht, der eine Absenkung folgt, die wenig stens eine minimale Dauer aufweist und von einem vorgegebenen Anstieg nach Erreichen des tiefsten Punktes der Absenkung ge folgt wird. Andernfalls wird entschieden, daß das Solenoid 12 gestört ist, da der durch die Erregerspule 16 fließende Strom nicht dem elektrischen Verhalten eines korrekt arbeitenden Solenoiden folgt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird der Detektorschaltkreis 10 nachfolgend weiter beschrieben. Wie ohne weiteres ersicht lich, kann der Detektorschaltkreis 10 entweder in Hardware unter Verwendung diskreter Bauteile oder durch Software unter Verwendung eines beliebigen Mikroprozessors implementiert werden. Der Detektorschaltkreis 10 der vorliegenden Erfindung weist einen 2-Volt-Vergleicher 24 auf, der an das Solenoid 12 angeschlossen ist, um zu bestimmen, wann das Solenoid 12 ein geschaltet ist. Wenn ermittelt wird, daß das SOLENOIDAUS GANGS-Signal unter 2 Volt absinkt, wird der Detektorschalt kreis 10 aktiviert.

Das SOLENOIDAUSGANGS-Signal wird während einer vorgegebenen Zeitdauer nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit abgefragt, so daß der Anfangsspannungsabfall zum Zeitpunkt t₀ nicht in der Abfragezeitdauer enthalten ist. Dieses wird mittels einer Verzögerung 26, wie z. B. einer 250-µs-Verzögerung, sowie mittels eines monostabilen Zeitgeber-Schaltkreises 28, wie z. B. eines monostabilen 45-ms-Schaltkreises, erreicht. Der Detektorschaltkreis 10 weist ferner einen Pufferverstärker 30 auf, der an den Ausgang des Solenoiden 12 angeschlossen ist, um das SOLENOIDAUSGANGS-Signal zu verstärken und zu puffern.

Um die Absenkung in dem SOLENOIDAUSGANGS-Signal zu ermitteln, einschließlich des tiefsten Punktes der Absenkung, weist der Detektorschaltkreis 10 einen Schaltkreis 32 zum Ermitteln des Absenkungs-Tiefstpunktes auf, wobei dieser Schaltkreis an den monostabilen Schaltkreis 28 und den Ausgang des Pufferver stärkers 30 angeschlossen ist. Der Schaltkreis 32 zum Ermit teln des Absenkungs-Tiefstpunktes weist einen Vergleicher 34 zum Vergleichen eines aktuellen Wertes des SOLENOIDAUSGANGS- Signals mit einem vorherigen Wert des SOLENOIDAUSGANGS-Si gnals auf, um die Richtung der durch das SOLENOIDAUSGANGS-Si gnal erzeugten Wellenform zu bestimmen. Auf diese Weise wird der Vergleicher 34 eingesetzt, um zu bestimmen, wann das SO LENOIDAUSGANGS-Signal steigt oder fällt. Vorzugsweise ist der Vergleicher 34 ein +-1 mV-Vergleicher.

Der vorherige Wert des SOLENOIDAUSGANGS-Signals wird in einem Abfrage-und-Halte-Schaltkreis 36 gespeichert, der ebenfalls an den Pufferverstärker 30 angeschlossen ist. Ein Logik schaltkreis 38 ist an den Ausgang des Vergleichers 34 und an den Eingang des Abfrage-und-Halte-Schaltkreises 36 ange schlossen, um den Abfrage-und-Halte-Schaltkreis 36 freizuge ben. Wenn das SOLENOIDAUSGANGS-Signal ansteigt, wird der Ab frage-und-Halte-Schaltkreis 36 wiederholt freigegeben, so daß eine Spitze in dem SOLENOIDAUSGANGS-Signal ermittelt werden kann.

Sobald die Spitze des SOLENOIDAUSGANGS-Signals festgestellt worden ist, beginnt der Detektorschaltkreis 32 für den Absen kungs-Tiefstpunkt nach der Absenkung zu suchen, indem er eine vorgegebene Anzahl von Abfragewerten unterhalb der Spitze des SOLENOIDAUSGANGS-Signals mittels des Vergleichers 34 detek tiert. Nach dem Ermitteln einer negativen Änderung im SOLE NOIDAUSGANGS-Signal wird ein Aufwärtszähler-Flag 40 auf "wahr" gesetzt. Nachdem eine vorgegebene Anzahl von Abfrage werten unterhalb der Spitze des SOLENOIDAUSGANGS-Signals auf getreten ist - z. B. drei - wird bestimmt, daß das SOLENOID- AUSGANGS-Signal in den "Absenkungs"-Bereich der Wellenform übergegangen ist.

Der Ausgang des Aufwärtszähler-Flags 40 ist auch an den Logikschaltkreis 38 angeschlossen, um anzuzeigen, daß die Ab senkung im SOLENOIDAUSGANGS-Signal aufgetreten ist. An diesem Punkt fährt der Logikschaltkreis 38 fort, wiederholt den Ab frage-und-Halte-Schaltkreis 36 aufzurufen, bis das SOLENOID AUSGANGS-Signal wieder zu steigen beginnt. Ein Anstieg-Ver gleicher 46 ermittelt eine positive Änderung im SOLENOID AUSGANGS-Signal, wie nachstehend beschrieben. Auf diese Weise bestätigt der Schaltkreis 10 der vorliegenden Erfindung die Absenkung nach der ersten Spitze im SOLENOIDAUSGANGS-Signal, fährt jedoch sodann fort, nach dem tiefsten Punkt der Absenkung zu suchen. Ein vorgegebener Anstiegsbetrag im SOLENOIDAUSGANGS-Signal wird nun ermittelt.

Nach der Ermittlung, daß der tiefste Punkt der Absenkung auf getreten ist, wird ein Schaltkreis 42 zur Ermittlung eines Nach-Absenkungs-Anstiegs aufgerufen. Der Schaltkreis 42 zur Ermittlung des Nach-Absenkungs-Anstiegs wird über ein UND- Gatter 44 aufgerufen, das an den monostabilen Schaltkreis 28 und an den Ausgang des Aufwärtszählers 40 und an den Logik schaltkreis 38 angeschlossen ist. Das UND-Gatter 44 ruft den Anstieg-Vergleicher 46 auf, der an den Ausgang des Pufferver stärkers 30 und an den Ausgang des Abfrage-Halte-bzw. Spei cher-Schaltkreises 36 angeschlossen ist. Der Anstieg-Verglei cher 46 vergleicht den aktuellen Wert des SOLENOIDAUSGANGS- Signals mit einem vorherigen Wert des SOLENOIDAUSGANGS-Si gnals, um zu bestimmen, ob das SOLENOIDAUSGANGS-Signal um einen vorgegebenen Betrag, z. B. 4,5 mV angestiegen ist. Um die Störungs-Unempfindlichkeit zu verbessern, wird für die Ermittlung des Nach-Absenkungs-Anstiegs ein größerer Grenz wert benutzt.

Nach Ermittlung eines Anstiegs oder einer positiven Änderung im SOLENOIDAUSGANGS-Signal wird ein zweites Aufwärtszähler- Flag 48 auf wahr gesetzt. Nachdem eine vorgegebene Anzahl von positiven Änderungen im SOLENOIDAUSGANGS-Signal aufgetreten ist - z. B. drei Änderungen - wird bestimmt, daß das SOLE NOIDAUSGANGS-Signal um einen ausreichenden Betrag angestiegen ist, um eine gültige Solenoidkennkurve anzuzeigen. Der An stieg im SOLENOIDAUSGANGS-Signal kann über mehrere Abfrage werte hinweg auftreten, da der Schaltkreis 10 eher Amplitu denänderungen ermittelt als Neigungs- bzw. Flankenänderungen.

Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung bei Solenoiden eingesetzt werden, die verschiedene Änderungsraten zeigen.

Es wird nun auf die Fig. 4a und 4b Bezug genommen, in denen ein Flußdiagramm gezeigt ist, das die allgemeine Folge von bei Realisierung der vorliegenden Erfindung zugeordneten Schritten darstellt. Das Verfahren beginnt mit dem Schritt des Initialisierens von Solenoidparametern, wie bei Block 50 gezeigt. Zu diesen Parametern gehört i (Zeit, bei der das Verfahren arbeitet), Delta (die Zeitdauer zwischen Abfragepe rioden, z. B. 90 µs (90 usec)), TIME_OUT (die maximale voreingestellte Zeitdauer, für die das Verfahren arbeiten kann, z. B. 45 ms), UCF (ein "Flag", das gesetzt wird, wenn das Verfahren anfangs bis zu einem maximalen Zählerstand (ma ximum count) aufwärtszählt), Spitze (PK) (ein Stromwert, den das Verfahren "speichert" für Vergleichszwecke und zur Ver wendung in Berechnungen), MAX_COUNT (eine spezifizierte An zahl maximaler Zählungen, z. B. 3 Zählungen), P.T. (eine va riable, positive Spannung für Vergleichszwecke), N.T. (eine variable, negative Spannung für Vergleichszwecke) und Rds (der Betriebswiderstand des Transistors 20, der das Solenoid 12 mit Energie versorgt).

Zunächst inkrementiert das Verfahren die Zeit i um Delta, wie bei Block 52 gezeigt, und vergleicht die Zeit mit der maxima len voreingestellten Zeitdauer, TIME_OUT, wie beim Beding ungsblock 54 gezeigt. Wenn die aktuelle Zeit TIME_OUT über schreitet, wird bei Block 56 eine Anzeige erzeugt, daß das Solenoid nicht richtig funktioniert.

Falls TIME_OUT nicht überschritten worden ist, fährt das Ver fahren fort zu bestimmen, ob eine Abnahme im SOLENOIDAUS GANGS-Signal vorhanden gewesen ist, wie beim Bedingungsblock 58 dargestellt. Der Strom des Solenoiden 12 zur Zeit i wird mit dem negativen Grenzwert verglichen. An diesem Punkt sucht das Verfahren nach der Absenkung im SOLENOIDAUSGANGS-Signal. Mit der Initialisierung steigt der Strom an, so daß das Ver fahren fortfährt zu bestimmen, ob der Strom zur Zeit i den Wert PK + (P.T./Rds) überschreitet, wie beim Bedingungsblock 60 dargestellt. Wenn ja, wird die Spitze (PK) oder ein ge speicherter Wert des Stroms durch den derzeitigen Wert des Solenoidstroms ersetzt, wie bei Block 62 gezeigt. Auf diese Weise wird der Anfangs anstieg des SOLENOIDAUSGANGS-Signals vor der Absenkung ermittelt.

Als nächstes wird eine Überprüfung durchgeführt, um zu be stimmen, ob das Aufwärtszähler-Flag (UCF) auf wahr gesetzt ist, wie beim Bedingungsblock 64 gezeigt. Dieses Flag wird gesetzt, wenn das Verfahren feststellt, daß der Solenoidstrom unter einen Wert PK - (N.T./Rds) für eine vorgegebene Anzahl von Zählungen abgefallen ist. Da das Solenoid 12 noch in der Anfangsstufe der Betätigung ist, ist UCF noch nicht wahr und der Zähler wird zurückgesetzt, wie bei Block 66 gezeigt. Das Verfahren kehrt dann an den Anfang des Vorganges (in Fig. 4a "OBEN") zurück, wie bei Block 68 dargestellt. Die durch die Blöcke 52-54 und 58-68 dargestellten Verfahrensschritte wer den wiederholt, bis die Spitze des SOLENOIDAUSGANGS-Signals erreicht ist.

Bei Annäherung an die Spitze des SOLENOIDAUSGANGS-Signals wird der laufende Wert des Solenoidstroms den negativen Grenzwert oder den positiven Grenzwert nicht unter- bzw. überschreiten, und das Verfahren wird an den Anfang des Vor ganges zurückkehren, wie bei Block 70 dargestellt, und die Blöcke 52-54 und 58-70 wiederholen, bis das SOLENOIDAUSGANGS- Signal den negativen Grenzwert unterschreitet, was seinen Ab fall in den Absenkungsabschnitt der Wellenform anzeigt.

Sobald das SOLENOIDAUSGANGS-Signal beginnt abzufallen, wird das Ergebnis des Blocks 58 wahr und das Verfahren fährt fort zu bestimmen, ob UCF wahr ist und der Zähler gleich Null ist, wie beim Bedingungsblock 72 dargestellt. Angenommen, daß der Strom für eine vorgegebene Anzahl von Abfragewerten nicht un terhalb der Spitze geblieben ist, fährt das Verfahren fort zu bestimmen, ob UCF wahr ist und die Zählung nicht gleich Null ist, wie beim Bedingungsblock 74 dargestellt. Wiederum ange nommen, daß der Strom für eine vorgegebene Anzahl von Abfra gewerten nicht unterhalb der Spitze geblieben ist, fährt das Verfahren fort, den Zähler zu inkrementieren, wie bei Block 76 dargestellt.

Der Wert des Zählers wird dann mit dem maximalen Zählwert, MAX_COUNT, verglichen, wie beim Bedingungsblock 78 darge stellt. Wenn die vorgegebene Anzahl von Abfragewerten noch nicht festgestellt worden ist, kehrt das Verfahren zum Anfang des Vorganges zurück, wie bei Block 80 gezeigt. Die durch die Blöcke 52-54, 58 und 72-80 dargestellten Verfahrensschritte werden wiederholt, bis die maximale Anzahl von Spannungsabnahmen - d. h. drei - ermittelt worden ist.

Sobald der Zähler MAX_COUNT erreicht hat, wird UCF auf wahr gesetzt, der gespeicherte Wert PK des Solenoidstroms wird durch den aktuellen Wert des Solenoidstroms ersetzt, der positive Grenzwert wird auf einen größeren Wert eingestellt, z. B. von 1,0 mV auf 4,5 mV, und der Zähler wird auf Null zu rückgesetzt, wie bei Block 82 gezeigt. Eine Absenkung im SO LENOIDAUSGANGS-Signal ist nun für eine minimale Dauer festge stellt worden.

Sobald die charakteristische Absenkung gefunden worden ist, fährt das Verfahren fort, nach dem tiefsten Punkt der Absen kung zu suchen. Die Blöcke 58 und 72 werden solange wahr sein, wie das SOLENOIDAUSGANGS-Signal abfällt, und der ge speicherte Wert PK des Solenoidstroms wird wiederholt durch den augenblicklichen Wert des Solenoidstroms ersetzt, wie bei Block 83 gezeigt, bis das SOLENOIDAUSGANGS-Signal wieder zu steigen beginnt.

Der gespeicherte Wert PK des Solenoidstroms wird den Wert des Solenoidstroms am tiefsten Punkt der Absenkung darstellen, wenn Block 58 falsch ist. Block 60 wird wahr sein, wenn der Stromanstieg den positiven Grenzwert (PK + (P.T./Rds)) über schreitet, und die Blöcke 62 und 64 werden ausgeführt. Bei Block 64 ist UCF wahr und das Verfahren fährt fort, den Zäh ler zu inkrementieren, wie bei Block 84 dargestellt. Der Wert des Zählers wird dann mit MAX_COUNT verglichen, wie beim Be dingungsblock 86 dargestellt. Das SOLENOIDAUSGANGS-Signal wird nicht bestätigt bzw. nicht als gültig bezeichnet, bis eine minimale Anzahl von Spannungsanstiegen dem tiefsten Punkt der Absenkung gefolgt ist. Daher werden die in den Blöcken 52-54, 58-64, 84-86 und 80 angegebenen Verfahrens schritte wiederholt, bis der Zähler den Wert MAX_COUNT er reicht. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Signal erzeugt, das an zeigt, daß das Solenoid 12 eine ordnungsgemäße elektrische Kennkurve aufweist, wie bei Block 88 gezeigt.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung gewährleistet Un empfindlichkeit gegen Systemstörungen bei Block 74, wenn eine Absenkung im SOLENOIDAUSGANGS-Signal ermittelt ist, während das SOLENOIDAUSGANGS-Signal vom tiefsten Punkt der Absenkung aus ansteigt. Wenn UCF wahr ist und der Zähler nicht gleich Null ist, kehrt das Verfahren einfach zum Beginn des Prozes ses zurück, ohne irgendwelche Zähler zu inkrementieren oder irgendwelche Flags zurückzusetzen bzw. einzustellen.

Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sind allgemein verwendbar und können bei allen Solenoidtypen eingesetzt werden. Änderungen in Betriebszuständen und mechanische Veränderungen bzw. Abweichungen, die Änderungen der Solenoid-Kennkurve verursachen, haben keinen Einfluß auf das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. Folglich werden die Prüfzeit, Kalibrierungszeit, Kosten und die Gefahr des Auftretens von Komplikationen verringert.

Claims

1. Verfahren zum Verifizieren des Betriebs von Solenoiden, mit den Schritten:
Abfragen eines Ausgangssignals eines Solenoiden (12) bei vorgegebenen Zeitintervallen;
Ermitteln eines Maximalwertes des abgefragten Ausgangssi gnals;
Ermitteln eines Minimalwertes des abgefragten Ausgangssi gnals nach der Ermittlung des Maximalwertes und
Ermitteln eines vorgegebenen Anstiegs im abgefragten Aus gangssignal vom ermittelten Minimalwert aus, um den Be trieb des Solenoiden (12) zu verifizieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Ermittelns des Maximalwertes die Schritte umfaßt:

(a) Vergleichen des abgefragten Ausgangssignals mit einem Spitzensignal, um zu bestimmen, wann das Ausgangssi gnal um einen ersten vorgegebenen Betrag ansteigt, wobei das Spitzensignal das Ausgangssignal darstellt, das während eines vorhergehenden Zeitintervalls abge fragt worden ist;
(b) Speichern des abgefragten Signals als besagtes Spit zensignal und
(c) Wiederholen der Schritte (a) und (b), bis das Aus gangssignal beginnt, um einen Betrag abzufallen, der größer als der erste vorgegebene Betrag ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Ermittelns des Minimalwertes die Schritte umfaßt:

(d) Vergleichen des abgefragten Ausgangssignals mit dem Spitzensignal, um zu bestimmen, daß das Ausgangssi gnal um den ersten vorgegebenen Betrag abfällt;
(e) Speichern des Abfrage-Ausgangssignals als besagtes Spitzensignal und
(f) Wiederholen der Schritte (d) und (e), bis das Aus gangssignal beginnt, um einen Betrag anzusteigen, der größer als ein zweiter vorgegebener Betrag ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Vergleichens des abgefragten Aus gangssignals den Schritt des Ermittelns einer vorgegebe nen Anzahl von abgefragten Ausgangssignalen, die kleiner als das Spitzensignal sind, umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Ermittelns des vorgegebenen Anstiegs den Schritt des Vergleichens des abgefragten Ausgangssi gnals mit dem Spitzensignal umfaßt, um zu bestimmen, daß das Ausgangssignal um den zweiten vorgegebenen Betrag an steigt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schritt des Abfragens des Ausgangs signals innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer durchge führt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt aufweist zu bestimmen, daß der Soleno idbetrieb verschlechtert ist, wenn die Schritte des Er mittelns des Maximalwertes, des Ermittelns des Minimal wertes und des Ermittelns des vorgegebenen Anstiegs nicht innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer vollständig durchge führt werden.

8. Vorrichtung zum Verifizieren des Betriebs von Solenoiden, mit
Einrichtungen (26, 28) zum Abfragen eines Ausgangssignals des Solenoiden (12) in bestimmten Zeitintervallen, um entsprechende abgefragte Ausgangssignale zu erzeugen;
Einrichtungen (34, 36, 38) zum Ermitteln eines Maximal wertes der abgefragten Ausgangssignale;
Einrichtungen (32) zum Ermitteln eines Minimalwertes der abgefragten Ausgangssignale nach der Ermittlung des Maxi malwertes und
Einrichtungen (42) zum Ermitteln eines vorgegebenen An stiegs in den abgefragten Ausgangssignalen von dem ermit telten Minimalwert aus, um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Solenoiden (12) zu verifizieren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Ermitteln des Maximalwertes aufwei sen
einen Vergleicher (34) zum Vergleichen jedes abgefragten Ausgangssignals mit einem Spitzensignal, um zu bestimmen, wann die abgefragten Ausgangssignale um einen ersten vor gegebenen Betrag ansteigen, wobei das Spitzensignal das Ausgangssignal darstellt, das während eines vorhergehen den Zeitintervalls abgefragt worden ist;
Einrichtungen (36) zum Speichern des abgefragten Aus gangssignals als das Spitzensignal und
Einrichtungen (38) zum wiederholten Vergleichen jedes ab gefragten Ausgangssignals mit dem Spitzensignal, bis die abgefragten Ausgangssignale beginnen, um einen Betrag ab zufallen, der größer als der erste vorgegebene Betrag ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich net, daß die Einrichtungen (32) zum Ermitteln des Mini malwertes aufweisen
den Vergleicher (34) zum Vergleichen jedes abgefragten Ausgangssignals mit dem Spitzensignal, um zu bestimmen, wann die abgefragten Ausgangssignale um den ersten vorge gebenen Betrag abfallen;
Einrichtungen (36) zum Speichern des abgefragten Aus gangssignals als das Spitzensignal und
Einrichtungen (38) zum wiederholten Vergleichen der abge fragten Ausgangssignale mit dem Spitzensignal bis die ab gefragten Ausgangssignale beginnen, um einen Betrag anzu steigen, der größer als ein zweiter vorgegebener Betrag ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (32) zum Ermitteln ei ner vorgegebenen Anzahl von abgefragten Ausgangssignalen, die kleiner als das Spitzensignal sind, vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtungen (42) zum Ermitteln des vorgegebenen Anstiegs den Vergleicher (46) zum Verglei chen jedes abgefragten Ausgangssignals mit dem Spitzensi gnal aufweisen, um zu bestimmen, wann die abgefragten Ausgangssignale um den zweiten vorgegebenen Betrag an steigen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (26, 28) zum Abfra gen des Ausgangssignals das Ausgangssignal innerhalb ei ner vorgegebenen Zeitdauer abfragen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (48) vorgesehen sind zum Anzeigen eines fehlerhaften Betriebs des Solenoiden (12), wenn die Ein richtungen (34) zum Ermitteln des Maximalwertes, die Ein richtungen (32) zum Ermitteln des Minimalwertes und die Einrichtungen (42) zum Ermitteln des vorgegebenen An stiegs den Maximalwert, den Minimalwert bzw. den vorgege benen Anstieg innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer nicht finden.