專利名稱：用于運(yùn)行電磁傳動(dòng)裝置的方法和電路布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明不僅涉及用于運(yùn)行電磁傳動(dòng)裝置的方法還涉及用于運(yùn)行電磁傳動(dòng)裝置的電路布置，該電磁傳動(dòng)裝置由磁軛、至少一個(gè)被設(shè)置在磁軛側(cè)的永磁體、一個(gè)銜鐵以及施加復(fù)位力的復(fù)位裝置(Rückhaltmitteln)構(gòu)成，此外該電路布置還包括圍繞磁軛的電磁線圈裝置、一個(gè)在輸入側(cè)由一個(gè)被整流的控制電壓供電并加載的、以及具有微控制器的控制電路，以及一個(gè)電容式電荷存儲(chǔ)器。銜鐵從施加控制電壓起就抵抗復(fù)位力地被永磁性支持地吸引，在繼續(xù)地存在的控制電壓情況下僅僅被永磁性地保持并且從控制電壓取消起借助通過復(fù)位力支持地并且抵抗通過電荷存儲(chǔ)器的放電的永磁性保持力地釋放。
現(xiàn)有技術(shù)電磁傳動(dòng)裝置由磁軛、驅(qū)動(dòng)線圈和銜鐵構(gòu)成，銜鐵在驅(qū)動(dòng)線圈足夠的電流饋送情況下被磁軛吸引。電磁傳動(dòng)裝置在電磁性開關(guān)設(shè)備-又被稱為接觸器-中得到應(yīng)用，用于通過將與銜鐵耦合的主觸點(diǎn)關(guān)閉或打開將電力耗電裝置與電能網(wǎng)連接或分離。出于安全性的原因，權(quán)威的規(guī)定要求對于這些開關(guān)設(shè)備在電磁傳動(dòng)裝置的無能量控制輸入時(shí)，將耗電裝置與電網(wǎng)斷開。因此電磁開關(guān)設(shè)備通常具有電磁傳動(dòng)裝置，它在驅(qū)動(dòng)線圈的無電流狀態(tài)中通過復(fù)位彈簧將主觸點(diǎn)保持?jǐn)嚅_。在這種電磁傳動(dòng)裝置中不利的是，為了主觸點(diǎn)的閉合保持必須有流過電磁線圈的保持電流，并且由此必須有保持功率，這樣在運(yùn)行期間出現(xiàn)損耗熱，為此電氣設(shè)備必須被相應(yīng)地考慮熱地被設(shè)計(jì)。
在文獻(xiàn)DE 101 29 153 A1中公開了一種電磁閥，其中較高的吸動(dòng)電流被降低至較低的保持電流。具有用于線圈電流的磁場敏感的開關(guān)或電流傳感器形式的傳感器裝置用于檢測在閥開關(guān)時(shí)改變的電磁線圈磁場或電磁線圈電流，用于轉(zhuǎn)換到保持電流上。根據(jù)DE 299 09 901公開了用于電磁傳動(dòng)裝置的微處理器控制裝置，在該控制裝置中，保持電流通過脈沖寬度的控制而被最小化。一種根據(jù)DE 39 08 319 A1公開的電磁開關(guān)設(shè)備為了降低吸動(dòng)以及保持功率而在磁軛中具有永磁體。一種根據(jù)DE 101 33 713 C1公開的電磁傳動(dòng)裝置同樣在磁軛中具有永磁體，它僅僅提供必需的保持力。在控制電壓斷開時(shí)，至此通過輔助電磁傳動(dòng)裝置保持的機(jī)械阻塞被解除，它接著釋放一個(gè)抵抗永磁體的彈力用于銜鐵的脫離。然而前面提及的電磁傳動(dòng)裝置還需要顯著的保持或輔助功率。
EP 0 72l 650 B1示出了一種雙穩(wěn)態(tài)的電磁傳動(dòng)裝置，它具有設(shè)置在磁軛和被兩分的銜鐵之間的永磁體以及兩個(gè)單個(gè)的待激勵(lì)的電磁線圈。在銜鐵的每個(gè)雙穩(wěn)態(tài)狀態(tài)中，一個(gè)通路以較低的磁阻并且一個(gè)通路以較高的磁阻被構(gòu)建。通過與較高磁阻的通路鏈接的電磁線圈的電流饋送，銜鐵運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)的另外一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)中，其中較低和較高磁阻的通路相互翻轉(zhuǎn)。在根據(jù)EP 0 376 715 B1的電磁控制的閥傳動(dòng)裝置中，保持狀態(tài)僅僅通過在磁軛中的永磁體引起。銜鐵的吸動(dòng)和脫離相反地通過存儲(chǔ)電容器的相應(yīng)地被極化的瞬間放電而引起，該電容器在前面的脫離狀態(tài)或保持狀態(tài)中被充電。在DE 199 58 888 A1中公開了一種所謂的剩磁驅(qū)動(dòng)(Remanzantrieb)，其銜鐵在兩個(gè)相對的并且極性相反地被設(shè)置在磁軛中的永磁體之間一方面占據(jù)斷開位置并且另一方面占據(jù)接通位置。銜鐵通過電容器的瞬間充電和放電從一個(gè)位置向另一個(gè)位置或相反地運(yùn)動(dòng)。在一種根據(jù)DE 201 13 647 U1公開的、用于電磁開關(guān)設(shè)備的電磁傳動(dòng)裝置中，在一個(gè)雙回路磁軛中同樣設(shè)置了一個(gè)永磁體，它單獨(dú)施加保持力。為了銜鐵的脫離，在保持運(yùn)行期間被充電的存儲(chǔ)電容器通過旁路被放電。在前面提及的電磁傳動(dòng)裝置中，在控制能量消失時(shí)，沒有措施用于銜鐵的可靠脫離。
由文獻(xiàn)DE 10l 46 110 A1中公開了一種具有微控制器的電子電路布置，該微控制器用于將電磁傳動(dòng)裝置從電磁的吸動(dòng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換到永磁性的保持運(yùn)行。在控制電壓取消時(shí)，使用存儲(chǔ)電容器的瞬間放電電流用于磁路的退磁并且由此用于銜鐵的脫離。在電路布置損壞時(shí)防止電磁傳動(dòng)裝置保持在保持運(yùn)行中的裝置沒有被說明。根據(jù)DE 199 54 037A1公開了一種具有永磁性的保持力的斷路器的、微處理器控制的釋放電磁鐵。為了檢驗(yàn)保持力，在規(guī)則間距中的釋放線圈被施加以瞬間的電流脈沖。在減少的保持力情況下，為了安全性而進(jìn)行提前的釋放。
本發(fā)明描述因此本發(fā)明的任務(wù)在于，不但在控制能量斷開之后，而且在出現(xiàn)故障之后將永磁性的保持運(yùn)行的電磁傳動(dòng)裝置可靠地轉(zhuǎn)換到脫離狀態(tài)中。
從開始提及類型的方法或電路布置中出發(fā)，按照本發(fā)明，該任務(wù)一方面通過下面描述的方法，另一方面通過下面描述的電路布置解決。
本發(fā)明的方法的基礎(chǔ)是，銜鐵的吸動(dòng)和脫離通過單獨(dú)的線圈裝置進(jìn)行。吸動(dòng)運(yùn)行通過主斷路線圈以根據(jù)方法步驟C的已公開的方式進(jìn)行。在通常情況下，脫離通過根據(jù)方法步驟E的、事先被充電的電荷存儲(chǔ)器的通過主斷路線圈的放電進(jìn)行。在通過主斷路線圈的脫離運(yùn)行故障時(shí)，該脫離可以通過一個(gè)冗余的輔助斷路線圈進(jìn)行。為了保證高的技術(shù)可靠性，方法步驟D相應(yīng)地有規(guī)律地分別通過各個(gè)斷路線圈的瞬間電流饋電進(jìn)行測試步驟，而在此并不將銜鐵移出其保持位置。若在測試中關(guān)于斷路線圈之一的脫離可能性的故障被確定，則通過相應(yīng)的另一個(gè)斷路線圈強(qiáng)制地導(dǎo)入銜鐵的脫離。接著強(qiáng)制地進(jìn)行控制電壓的持續(xù)斷開，以防止重新接通故障的電磁傳動(dòng)裝置布置。在故障情況下，在引入通過以根據(jù)方法步驟A的控制電路初始化地施加控制電壓的方法之后，并且還在引入吸動(dòng)運(yùn)行之前，以根據(jù)方法步驟B的隨后的、控制電壓的持續(xù)斷開進(jìn)行斷路線圈的相應(yīng)測試。該方法一方面保證了電磁傳動(dòng)裝置由永磁性的保持運(yùn)行出發(fā)，不但在控制電壓的有意地?cái)嚅_情況下，而且在其錯(cuò)誤地消失情況下，都可靠地過渡到其銜鐵的脫離狀態(tài)中。該方法另一方面保證了，在確認(rèn)錯(cuò)誤的情況下-如在線圈裝置中或至線圈裝置的線路斷開或在控制電路中出現(xiàn)故障-電磁傳動(dòng)裝置繼續(xù)地占據(jù)或保持脫離狀態(tài)。該方法僅僅消耗用于電荷存儲(chǔ)器的再充電以及用于供給電子控制電路的能量作為保持能量。
為了使得本方法相對于控制電壓和電荷存儲(chǔ)器的電荷特性的改變不敏感，斷路線圈的第一次測試優(yōu)選地只有在電荷存儲(chǔ)器足夠地被充電之后進(jìn)行。在故障情況中控制電壓的持續(xù)斷開合乎目的地通過短路跳閘進(jìn)行。
一方面，流過輔助斷路線圈的瞬間電流可以優(yōu)選地作為在電阻上的瞬間電壓降而被檢測。另一方面流過主斷路線圈的瞬間電流可以作為在電荷存儲(chǔ)器上的瞬間電壓降而被檢測。在這種電壓降之后，電荷存儲(chǔ)器必須還具有足夠的電荷用于進(jìn)行正常的脫離運(yùn)行。在此有利的是，在電壓下降期間檢驗(yàn)在電荷存儲(chǔ)器上的電壓是否在容差窗內(nèi)，以便即使在減小電荷容量的情況下也預(yù)防性地持續(xù)斷開控制電壓。
本方法的一種有利的擴(kuò)展方案在于檢驗(yàn)在斷路線圈的檢測中是否在接通線圈上出現(xiàn)感應(yīng)的電壓上升，并且在這種電壓上升消失時(shí)引入持續(xù)的斷開。這種電壓上升的消失通常歸因于由于故障導(dǎo)致的接通線圈的持續(xù)電流饋電。
一種另外的有利的擴(kuò)展方案在于持續(xù)地監(jiān)視在該方法的實(shí)施中起決定性作用的微控制器以及在微控制器的故障時(shí)、例如在程序異常終止時(shí)通過控制兩個(gè)斷路線圈之一保持或占據(jù)脫離狀態(tài)。
用于保證脫離狀態(tài)而在銜鐵上起作用的復(fù)位力合乎目的地通過至少一個(gè)復(fù)位彈簧及/或通過至少一個(gè)另外的永磁體產(chǎn)生。
此外，從開始提及類型的電路布置出發(fā)，該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征解決，而電路布置的有利的改進(jìn)方案從從屬權(quán)利要求中得出。
以接通線圈、主斷路線圈以及作為對于主斷路線圈的冗余的輔助斷路線圈形式的分離的線圈裝置以及與這些線圈相連接的開關(guān)元件通過與控制電路相連接使得電磁傳動(dòng)裝置在其開關(guān)特性以及其能量消耗方面能夠最佳。此外電流及電壓監(jiān)視裝置被設(shè)置為用于有規(guī)律地并且交替地出現(xiàn)的電流脈沖的傳感器，這些電流脈沖在斷路分支的測試中由于瞬間的、對銜鐵沒有影響的、所屬斷路元件的被引起的關(guān)閉而應(yīng)該出現(xiàn)。在控制電壓消失的情況下-無論有意地控制或由于在輸送的供電線路中的故障而導(dǎo)致-，主斷路元件被閉合，以便通過電荷存儲(chǔ)器經(jīng)過主斷路線圈的放電而將銜鐵送回到脫離位置中。一個(gè)與檢測裝置以及開關(guān)元件相連接的微控制器在有錯(cuò)誤的測試之后-必要時(shí)在銜鐵通過主或輔助斷路元件閉合而被送回到脫離位置之后-，觸發(fā)控制電壓的持續(xù)中斷，以防止故障的傳動(dòng)裝置設(shè)備的再接通。
持續(xù)中斷以簡單的方式被實(shí)施為具有連接在后面的短路開關(guān)元件的短路保護(hù)。替代短路保護(hù)，也可以設(shè)置印制導(dǎo)線的熱響應(yīng)的薄弱環(huán)節(jié)。一種有利的改進(jìn)方案在于在接通線圈和短路開關(guān)元件之間設(shè)置的有源低通濾波器。在按規(guī)定脈沖控制地被激活(aktiviertem)的接通支路中，充電電容器被相互充電和放電，而并不達(dá)到用于釋放短路開關(guān)元件的充電電壓。若該接通元件由于故障而被持續(xù)閉合，即持續(xù)導(dǎo)通，則充電電容器在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到釋放短路開關(guān)元件的充電電壓。
合乎目的地，電流監(jiān)視裝置由與輔助斷路線圈串聯(lián)布置的電流檢測電阻以及后面設(shè)置第一放大器電路構(gòu)成。
有利的是，電壓檢測裝置由與電荷存儲(chǔ)器相連接的高通濾波器和后面設(shè)置的第二放大器電路構(gòu)成。在測試主斷路支路時(shí)檢測，通過電流脈沖而在主斷路線圈中引起的、在電荷存儲(chǔ)器上的電壓下降是否處于一個(gè)可預(yù)給定的窗口內(nèi)。在電路布置的改進(jìn)方案中設(shè)置的另外的、從電荷電容器出發(fā)的第三放大器電路用信號(hào)通知微控制器達(dá)到對于斷路支路的測試所必需的最小充電電壓。
此外有利的是，可脈沖控制地激活的接通線圈與一個(gè)在吸動(dòng)運(yùn)行之外可被去激活(deaktivierbaren)的自振蕩電路以及與一個(gè)控制該自振蕩電路的去激活功能的第四放大器電路相連。該第四放大器電路檢測到，在所涉及的斷路支路的測試期間，通過在斷路線圈之一中的電流脈沖而在接通線圈中被感應(yīng)出現(xiàn)瞬間的電壓上升。在由于故障而不能被去激活的自振蕩電路中形成對于所期待的電壓上升的短路，這樣第四放大器電路不用信號(hào)通知微控制器電壓上升，對此該微控制器觸發(fā)持續(xù)中斷。由此防止了，在脫離運(yùn)行中附加的電荷由于通過未被去激活的自振蕩電路短接的接通線圈而從電荷存儲(chǔ)器中流走，這樣剩留的電荷不再能足夠用于銜鐵的規(guī)定的送回。
為保證脫離狀態(tài)而在銜鐵上設(shè)置的復(fù)位裝置合乎目的地被構(gòu)造為至少一個(gè)復(fù)位彈簧及/或至少一個(gè)另外的永磁體。
附圖的簡短描述本發(fā)明的另外的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)在下面借助附圖闡述的實(shí)施例中得出。其中

圖1在流程圖中示出了本發(fā)明的方法；
圖2示出了本發(fā)明的電路布置的方框圖；圖3示出了由圖2的詳細(xì)圖；圖4示出了由圖2的另一個(gè)詳細(xì)圖；圖5示出了用于闡述本方法和電路布置的時(shí)間圖。
實(shí)施本發(fā)明最佳途徑下面借助圖1描述的方法用于運(yùn)行電磁傳動(dòng)裝置，該電磁傳動(dòng)裝置以已公開的方式由一個(gè)磁軛、至少一個(gè)與其相連接的永磁體、一個(gè)可相對磁軛運(yùn)動(dòng)的銜鐵以及電磁線圈裝置構(gòu)成并且借助具有微控制器的控制電路通過一個(gè)由控制電壓源提供的控制電壓來控制。一個(gè)保證銜鐵的脫離狀態(tài)的復(fù)位力通過至少一個(gè)復(fù)位彈簧引起。通過本方法，以節(jié)省能量并且可靠的方式執(zhí)行永磁性支持的、抵抗復(fù)位力的電磁吸動(dòng)運(yùn)行，僅僅永磁性的保持運(yùn)行以及由復(fù)位力支持的、電磁地抵抗永磁性的保持力而引起的脫離運(yùn)行。
在圖1中示出的流程圖從本發(fā)明的方法的相應(yīng)于銜鐵的脫離狀態(tài)的初態(tài)AUS出發(fā)。在第一方法步驟A中檢驗(yàn)，控制電壓Vi是否上升到一個(gè)明顯不同于零的值上。若是這樣，則控制電路通過控制電壓Vi被復(fù)位到確定的初始狀態(tài)中并被初始化。電荷存儲(chǔ)器C1的充電借助控制電壓Vi的施加而開始進(jìn)行。
在隨后的方法步驟B中，由控制電路測試，主斷路線圈L3和對其冗余的輔助斷路線圈L4是否能夠每個(gè)單獨(dú)地將銜鐵從保持狀態(tài)送入脫離狀態(tài)中。兩個(gè)斷路線圈L3、L4都電磁地與磁軛相連接。為此在方法步驟B的第一測試步驟中，輔助斷路線圈L4被觸發(fā)0.3ms。在該測試步驟是肯定的(positivem)進(jìn)程(Verlauf)情況下，由控制電壓源提供的電流瞬間地流過輔助斷路線圈L4。該電流被作為在一個(gè)與該輔助斷路線圈L4相連接的電流檢測電阻R6上的電壓降VR6而檢測到，并且促使控制電路檢驗(yàn)，在電荷存儲(chǔ)器C1上的充電電壓VC1是否達(dá)到了預(yù)給定的足夠的高度。在充電電壓VC1足夠高時(shí)，過渡到方法步驟B的第二測試步驟。在此主斷路線圈L3被觸發(fā)(angesteuert)0.3ms。在該測試步驟是肯定的進(jìn)程情況下，由電荷存儲(chǔ)器C1提供的電流瞬間流過主斷路線圈L3，然而該電流在電荷存儲(chǔ)器C1中還留有足夠的電荷，以保證按規(guī)定的脫離運(yùn)行。流過主斷路線圈L3的瞬間電流引起在電荷存儲(chǔ)器C1上的瞬間電壓下降-ΔVC1。若確定該電壓下降-ΔVC1的高度在一個(gè)預(yù)給定的電壓窗口內(nèi)，則過渡到方法步驟C。然而若在第一測試步驟中在電流檢測電阻R6上沒有電壓下降或在第二測試步驟中在電荷存儲(chǔ)器C1上沒有電壓降被確定是在規(guī)定的窗口內(nèi)，則控制電壓Vi通過短路跳閘持久地被斷開。借助控制電壓Vi的持續(xù)斷開達(dá)到最終狀態(tài)STILLGELEGT。隨后沒有在先的修理則不可能觸發(fā)電磁傳動(dòng)裝置。在第一測試步驟中的電壓下降VR6的消失意味著，在需求情況下——即當(dāng)通過主斷路線圈的銜鐵送回不成功時(shí)——借助冗余輔助斷路線圈L4將銜鐵送回到脫離位置同樣不可能。在第二測試步驟中在電荷存儲(chǔ)器C1上的電壓下降-ΔVC1未達(dá)到預(yù)給定的電壓窗口意味著，通過主斷路線圈L3將被吸動(dòng)的銜鐵送回到脫離位置會(huì)失敗。相反地，電壓下降-ΔVC1超過電壓窗口意味著，電荷存儲(chǔ)器C1的容量下降到這種程度，使得可儲(chǔ)存的電荷不再足夠用于將被吸動(dòng)的銜鐵通過電荷存儲(chǔ)器C1的經(jīng)過主斷路線圈L3的放電送回到脫離位置。
在控制電路記錄了在方法步驟B中的測試步驟的成功的流程之后，執(zhí)行根據(jù)方法步驟C的、用于將電磁傳動(dòng)裝置過渡到接通狀態(tài)的吸動(dòng)運(yùn)行。為此，接通線圈L1被導(dǎo)通(aufgesteuert)直到可靠地達(dá)到銜鐵的被吸動(dòng)位置并且隨后又被去激活。銜鐵現(xiàn)在僅僅被永磁性地保持。接通線圈L1和斷路線圈L3、L4電磁地與磁軛相連接。接通線圈L1以已公開的方式(例如按照DE 299 09 901 U1)脈寬調(diào)制地被導(dǎo)通并且與可激活的自振蕩電路FL相連接。自振蕩電路FL通過接通線圈L1的脈沖控制的導(dǎo)通被激活并且與其一同被去激活。隨著方法步驟C的流程，被接通的狀態(tài)EIN被占據(jù)。
在以狀態(tài)EIN開始的保持運(yùn)行期間，在隨后的方法步驟D中在兩個(gè)步驟中借助斷路線圈L3和L4測試斷路能力，而在此并不將銜鐵從其保持位置移開。與方法步驟B類似地，在方法步驟D的第一或第二測試步驟中，輔助斷路線圈L4或主斷路線圈L3被導(dǎo)通0.3ms，并且觀察在與輔助斷路線圈L4相連接的電流檢測電阻R6上的電壓降VR6的出現(xiàn)或在與主斷路線圈L3相連接的電荷存儲(chǔ)器C1上的、落入預(yù)給定的電壓窗口中的電壓下降-ΔVC1的出現(xiàn)。在兩個(gè)測試步驟的肯定的進(jìn)程中，它們以一定的周期被重復(fù)。若在第一測試步驟期間在任意一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上沒有在電流檢測電阻R6上確定出電壓降，則首先銜鐵通過電荷存儲(chǔ)器C1的放電經(jīng)過主斷路線圈L3的導(dǎo)通而被送入脫離狀態(tài)，并且經(jīng)過在此期間達(dá)到的狀態(tài)AUS通過控制電壓Vi的短接而占據(jù)最終狀態(tài)STILLGELEGT。與此相比，若在第二測試步驟期間在任意一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上在電荷存儲(chǔ)器C1上沒有電壓下降被確定處于規(guī)定的窗口之內(nèi)，則首先銜鐵通過由控制電壓源供給的輔助斷路線圈L4的導(dǎo)通而被送入脫離狀態(tài)，并且經(jīng)過在此期間達(dá)到的狀態(tài)AUS通過控制電壓Vi的短接(kurzschlieβen)而占據(jù)最終狀態(tài)STILLGELEGT。
根據(jù)方法步驟E，借助取消控制電壓Vi——無論有意控制地或由于在控制電壓Vi的輸送或產(chǎn)生中的故障——執(zhí)行脫離運(yùn)行。在此，充電電容器C1通過被導(dǎo)通的主斷路線圈L3被放電，由此銜鐵過渡到脫離位置或電磁傳動(dòng)裝置過渡到被斷開狀態(tài)中。現(xiàn)在又占據(jù)初態(tài)AUS，由此出發(fā)通過重新施加控制電壓Vi，本方法可以以方法步驟A開始而重新被啟動(dòng)。
在方法步驟B和D的第二測試步驟期間，附加地還檢驗(yàn)，是否在接通線圈L1上由于在主斷路線圈L3中的瞬間電流以及在主斷路線圈L3和接通線圈L1之間的電磁耦合而出現(xiàn)感應(yīng)的電壓上升。當(dāng)在第二測試步驟中一個(gè)顯著的電壓上升+ΔVL1被控制電路記錄時(shí)，則從方法步驟B過渡到方法步驟C，或者方法步驟D通過引入第一測試步驟而周期地重復(fù)。若在方法步驟B的第二測試步驟期間沒有電壓上升+ΔVL1被確定出，則通過控制電壓Vi的短接而占據(jù)最終狀態(tài)STILLGELEGT。與此相反，若在根據(jù)方法步驟D的第二測試步驟之一期間，在接通線圈L1上沒有電壓上升+ΔVL1被確定出時(shí)，則首先銜鐵通過由控制電壓源供電的輔助斷路線圈L4的導(dǎo)通被送入脫離狀態(tài)并且經(jīng)過由此達(dá)到的狀態(tài)AUS通過控制電壓Vi的短接而占據(jù)最終狀態(tài)STILLGELEGT。在第二測試步驟期間期待的電壓上升+ΔVL1的未出現(xiàn)意味著，自振蕩電路FL由于故障而不是非激活的(inaktiv)，并且由此表示了對于被感應(yīng)的電壓上升的短路。該短路也會(huì)在根據(jù)方法步驟E的正常的脫離運(yùn)行中出現(xiàn)。由于在接通線圈L1和主斷路線圈L3之間的電磁耦合，相對在非激活的自振蕩電路FL中出現(xiàn)的磁場強(qiáng)度，該短路在方法步驟E中在電荷存儲(chǔ)器C1經(jīng)過主斷路線圈L3的放電期間會(huì)導(dǎo)致在磁軛中的磁場強(qiáng)度的顯著降低。通過如此被降低的磁場強(qiáng)度，不再能保證銜鐵被可靠地送回脫離位置。
隨著方法步驟A的結(jié)束，還借助看門狗信號(hào)附加地進(jìn)行微控制器的監(jiān)視，這些看門狗信號(hào)在微控制器的按規(guī)定的工作方式中持續(xù)地由微控制器被輸出。與微控制器相關(guān)的看門狗信號(hào)例如在US 5,214,560A中公開。在例如程序異常終止或在程序掛起中出現(xiàn)的看門狗信號(hào)的消失時(shí)，根據(jù)方法步驟E，電荷存儲(chǔ)器C1經(jīng)過主斷路線圈L3被放電并且隨后初態(tài)AUS又被占據(jù)。
本發(fā)明并不局限于本方法的前面描述的實(shí)施形式，而是也包括所有在本方法權(quán)利要求意義中起相同作用的實(shí)施形式。這樣本方法例如可以被改變到這種程度，使得在方法步驟B和D中，第一和第二測試步驟在其時(shí)間上的次序方面被交換。一種另外的變換可能性在于，在接通線圈L1中所期待的電壓上升+ΔVL1的分析，即關(guān)于瞬間流過輔助斷路線圈L4的電流的感應(yīng)作用，在方法步驟D的第一測試步驟期間，或者在兩個(gè)測試步驟期間進(jìn)行。在本發(fā)明范圍中的變換還在于，待施加在銜鐵上的復(fù)位力附加地或替代地通過至少一個(gè)另外的永磁體引起。用于復(fù)位力的復(fù)位彈簧例如在已經(jīng)提及的DE 101 33 713 C1中被記載。用于復(fù)位力的另外的永磁體例如在已經(jīng)提及的EP 0 721650 B1中被記載。
下面的借助圖2示意性地描述的電路布置用于運(yùn)行電磁傳動(dòng)裝置，該電磁傳動(dòng)裝置以公知的方式由一個(gè)磁軛、至少一個(gè)被設(shè)置在磁軛上的永磁體、一個(gè)可移動(dòng)地安置在磁軛上的銜鐵以及至少一個(gè)復(fù)位彈簧構(gòu)成。該電路布置包含圍繞磁軛設(shè)置的電磁線圈裝置L1、L3和L4，還包含一個(gè)在輸入側(cè)由一個(gè)整流了的控制電壓Vi供電并加載的、具有一個(gè)微控制器MC和一個(gè)電容式電荷存儲(chǔ)器C1的控制電路。銜鐵隨著控制電壓Vi的施加而抵抗復(fù)位力永磁性地支持地被磁軛吸動(dòng)，在控制電壓Vi繼續(xù)存在的情況下僅僅被永磁性地保持以及在控制電壓Vi消失時(shí)借助通過復(fù)位力的支持地并且抵抗永磁保持力地、通過電荷存儲(chǔ)器C1的放電從磁軛脫離?？刂齐妷篤i經(jīng)過輸入電路E1的供電端子S1和S2由從外部施加給供電端子A0和A1的供電電壓Va中獲得，其中輸入電路E1包含用于整流和濾波及去干擾的裝置。供電電壓Va可以從直流或交流電壓源中得到并且為導(dǎo)入吸動(dòng)運(yùn)行而被接通，以及為導(dǎo)入脫離運(yùn)行而又被斷開。電位上較低的供電端子S2與控制電路的機(jī)殼電位相連?？刂齐妷嚎刂破鰾Vi與高電位的供電端子S1相連接，該控制電壓控制器在施加供電電壓Va之后在控制電壓Vi到達(dá)足夠的高度時(shí)將微控制器MC初始化。
由輔助斷路線圈L4、電子輔助斷路元件T4和電流監(jiān)視裝置BI4的串聯(lián)電路構(gòu)成的輔助斷路支路直接與供電端子S1、S2相連。從高電位的供電端子S1出發(fā)，控制電壓Vi經(jīng)過一個(gè)可釋放的持續(xù)中斷器、(Dauemnterbrecher)DU被輸送給其余的電路部分。由接通線圈L1和電子接通元件T1的串聯(lián)電路構(gòu)成的接通支路被連接在持續(xù)中斷器之后。此外由在導(dǎo)通方向上被極化的去耦二極管D8和由主斷路線圈L3及電子的主斷路元件T3形成的串聯(lián)的主斷路支路構(gòu)成的串聯(lián)電路被連接在持續(xù)中斷器之后。電荷存儲(chǔ)器C1和電壓檢測裝置BV3都與主斷路支路L3-T3平行地設(shè)置。接通支路L1-T1和主斷路支路L3-T3以及電荷存儲(chǔ)器C1和電壓檢測裝置BV3由一個(gè)可斷開的控制電壓Vi’供電，該控制電壓Vi’在持續(xù)中斷器DU導(dǎo)通的情況下等于控制電壓Vi，并且在持續(xù)中斷器被釋放的情況下等于零。微控制器MC的輸入端與電流檢測裝置BI4以及電壓檢測裝置BV3相連。微控制器MC的輸出端與開關(guān)元件T1、T3和T4以及與持續(xù)中斷器DU相連。通過去耦二極管D8防止了電荷存儲(chǔ)器C1的電荷可經(jīng)過接通支路L1-T1以及經(jīng)過輔助斷路支路L4-T4-BI4流走。
微控制器MC被這樣編程，使得它以在施加控制電壓Vi之后延遲出現(xiàn)的、在控制電壓控制器BVi的輸出端上的復(fù)位信號(hào)被初始化，將輔助斷路元件T4以及隨后將主斷路元件T3測試性地(testweise)觸發(fā)為閉合，即控制為轉(zhuǎn)置到導(dǎo)通狀態(tài)，將接通元件T1脈沖控制地激活以便將銜鐵送至被吸引的位置并且隨后被去激活，以及在控制電壓Vi消失之后將主斷路元件T4閉合以便將銜鐵送至脫離位置，其中電磁復(fù)位力從電荷存儲(chǔ)器C1的流過主斷路線圈L3的電荷中獲得。斷路元件T3和T4的測試性的閉合僅僅在很短的時(shí)間上進(jìn)行，例如0.3ms，這樣對于銜鐵沒有影響。當(dāng)微控制器MC在主斷路線圈L3的測試性的觸發(fā)期間沒有從電壓檢測裝置BV3接收到輸出信號(hào)，則它將輔助斷路元件T4閉合。隨后由供電端子S1、S2提供的電流通過輔助斷路線圈L4將銜鐵從保持位置送回到脫離位置-除非銜鐵還位于脫離位置中。隨后微控制器MC釋放持續(xù)中斷器DU，這樣后面的電路部分與控制電壓Vi分離。當(dāng)與此相反，微控制器MC在輔助斷路元件T4的測試性控制期間沒有從電流檢測裝置BI4中接收到輸出信號(hào)，則它閉合主斷路元件T3。隨后由電荷存儲(chǔ)器C1通過主斷路線圈L3提供的電流將銜鐵從保持位置送回到脫離位置-除非銜鐵還位于脫離位置。在這種情況中，隨后微控制器MC釋放持續(xù)中斷器DU，這樣后面的電路部分與控制電壓Vi分離。
一個(gè)有源的低通濾波器AT與接通線圈L1以及接通元件T1相連，該低通濾波器的輸出端與持續(xù)中斷器DU相連。該有源的低通濾波器AT在接通元件T1的脈沖控制地導(dǎo)通時(shí)被交替地充電和放電，在這種情況下不達(dá)到預(yù)給定的釋放電壓。若接通元件T1由于故障而不再能被禁止，則有源低通濾波器AT達(dá)到釋放電壓并且由此釋放持續(xù)中斷器DU以便將后面的電路部分與控制電壓Vi分離。
為了保護(hù)接通元件T1不受過壓危害以及為了快速降低磁能量，以本身已知的方式與接通線圈L1并聯(lián)地設(shè)置了一個(gè)自振蕩電路FL。由于通過在接通線圈L1和主斷路線圈L3之間的互感的電磁耦合，該自振蕩電路FL在脫離運(yùn)行中會(huì)意味著對于充電電容器C1的顯著的附加負(fù)載。通過該附加負(fù)載，被儲(chǔ)存在電荷存儲(chǔ)器C1上的電荷不再足夠?qū)曡F可靠地送回脫離位置。因此自振蕩電路FL被作為可激活的自振蕩電路構(gòu)造，它與接通元件T1一同被微控制器MC激活以及去激活。也就是說，在吸動(dòng)運(yùn)行之外被去激活的自振蕩電路FL在脫離運(yùn)行中可不對充電電容器C1加載。在自振蕩電路FL的去激活狀態(tài)中，在主斷路支路L3-T3的測試期間由于流過主斷路線圈L3的瞬間電流而感應(yīng)出電壓上升+ΔVL1，該電壓上升通過另外的電壓檢測裝置BV1通過信號(hào)通知給微控制器MC。在主斷路元件T3的測試性控制期間的電壓上升+ΔVL1消失時(shí)，輔助斷路元件T4通過銜鐵被接通以及隨后持續(xù)中斷器DU被釋放以便進(jìn)入脫離狀態(tài)。
此外由微控制器MC控制一個(gè)看門狗監(jiān)視電路WC，它在微控制器MC出故障時(shí)通過主斷路元件T3的閉合引起銜鐵從吸動(dòng)位置到脫離位置中的轉(zhuǎn)移。
圖3和圖4示例性地示出了圖2中的電路布置的細(xì)節(jié)。輸入電路E1在輸入側(cè)由一個(gè)去干擾電容器C10以及一個(gè)限壓電阻R35構(gòu)成，并且在輸出側(cè)由一個(gè)具有整流二極管D11至D14的全波整流器構(gòu)成。位于全波整流器D11-D14輸出端或位于供電端子S1、S2上的控制電壓Vi作為可斷開的控制電壓Vi’通過持續(xù)中斷器DU。持續(xù)中斷器DU由插入控制電壓線W1中的短路保險(xiǎn)裝置F1和連接在后面的、被設(shè)置在控制電壓線路W1和機(jī)殼電位之間的半導(dǎo)體-短路-開關(guān)元件T6構(gòu)成。微控制器MC在輸出端La0通過一個(gè)集成的放大器IV32和一全第一“或”二極管D6提供一個(gè)短路信號(hào)CB給短路開關(guān)元件T6的基極。
控制電壓Vi經(jīng)過控制電壓控制器BVi被輸送給微控制器MC的端子A3，并且以通常的裝置以及與微控制器MC的端子A2相連接地確定微控制器MC的在建立的控制電壓Vi方面的接通準(zhǔn)備以及在接通元件T1的脈寬控制的活動(dòng)期間的脈沖寬度。
可斷開的控制電壓Vi’經(jīng)過充電電阻R14和去耦二極管D8給電容式的電荷存儲(chǔ)器C1供電?？蓴嚅_的控制電壓Vi’以及在電荷存儲(chǔ)器C1上的充電電壓VC1被分離地通過去耦二極管D21和D20被輸送給開關(guān)網(wǎng)絡(luò)部分ST。開關(guān)網(wǎng)絡(luò)部分ST提供用于控制電路的電壓供應(yīng)所需的+13.6V的直流供電電壓以及由此導(dǎo)出的+5V直流供電電壓。在吸動(dòng)運(yùn)行和保持運(yùn)行中，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)部分ST以及由此控制電路被該可斷開的控制電壓Vi’供電。與此相對，在脫離運(yùn)行中，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)部分ST以及由此控制電路被該充電電壓VC1供電。此外，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)部分ST的+5V輸出與復(fù)位電路相連，該復(fù)位電路通常由集成放大器IV7、輸出側(cè)的集成電容器C28以及反饋電阻R65構(gòu)成。在施加供電電壓Va之后，隨著可斷開的控制電壓Vi’的建立，由放大器IV7發(fā)送一個(gè)復(fù)位信號(hào)RES給微控制器MC的RESET輸入端，對此微控制器MC被復(fù)位到一個(gè)確定的初始狀態(tài)。
輔助斷路支路由輔助斷路線圈L4、半導(dǎo)體-輔助斷路元件T4以及被設(shè)置在其發(fā)射極回路中的電流監(jiān)視電阻R6構(gòu)成。微控制器MC在輸出端La2輸出一個(gè)測試的輔助斷路信號(hào)ABr并且在必要情況下輸出一個(gè)將銜鐵送回的輔助斷路信號(hào)ABr。該輔助斷路信號(hào)ABr經(jīng)過集成的放大器IV31以及一個(gè)串聯(lián)電阻R7被輸送給輔助斷路元件T4的基極。為了測試輔助斷路支路L4-T4-R6，輔助斷路信號(hào)ABr具有0.3ms的持續(xù)時(shí)間，在該時(shí)間內(nèi)瞬間電流應(yīng)該流過電流檢測電阻R6。因此在電流檢測電阻R6上形成的電壓降VR6經(jīng)過第一放大器電路IV21作為輔助確認(rèn)信號(hào)SD被輸送給微控制器MC的輸入端B4。電流檢測電阻R6以及第一放大器電路IV21相應(yīng)于圖2中的電流檢測裝置BI4。從放大器IV31的輸出端此外還經(jīng)過一個(gè)由延遲電阻R9和延遲電容器C6構(gòu)成的延遲元件以及一個(gè)第二“或”二極管D7引導(dǎo)出至短路開關(guān)元件T6的基極的一個(gè)連接。通過該連接，在主斷路支路L3-T3出現(xiàn)故障的情況下，在輔助斷路元件T4的閉合之后還附加地釋放持續(xù)中斷器DU，所述閉合使得銜鐵被送回。
主斷路支路由主斷路線圈L3、半導(dǎo)體-主斷路元件T3以及一個(gè)作為對于主斷路線圈L3的自振蕩電路的第一抑制二極管D10構(gòu)成。微控制器MC在輸出端La1輸出一個(gè)測試的主斷路信號(hào)AB并且在必要情況下輸出一個(gè)將銜鐵送回的主斷路信號(hào)AB。該主斷路信號(hào)AB經(jīng)過集成的放大器IV42、一個(gè)第四“或”二極管D44以及一個(gè)串聯(lián)電阻R18被輸送給與分壓器電阻R66、R67相連接的、主斷路元件T3的基極。為了測試主斷路支路L3-T3-D10，主斷路信號(hào)AB具有0.3ms的持續(xù)時(shí)間，在該時(shí)間內(nèi)在電荷存儲(chǔ)器C1上應(yīng)該出現(xiàn)可測量的電壓下降-ΔVC1。電壓下降-ΔVC1經(jīng)過無源的、由微分電容器C2、非線性電阻(Ableitwiderstand)R21和限幅二極管D1構(gòu)成的高通濾波器以及第二放大器電路IV12作為主確認(rèn)信號(hào)SB被輸送給微控制器MC的端子A4。微控制器MC監(jiān)視，是否電壓下降-ΔVC1處于預(yù)給定的窗口內(nèi)。太小的電壓下降-ΔVC1意味著，在主斷路線圈L3中消失的或太小的線圈電流IL3并不會(huì)在脫離運(yùn)行期間導(dǎo)致銜鐵的送回。而與此相對，太高的電壓下降-ΔVC1意味著，電荷存儲(chǔ)器C1的電容不再足夠在脫離運(yùn)行期間提供足夠的流過主斷路線圈L3的電流。此外一個(gè)第三放大器電路IV11經(jīng)過由分壓器電阻R19、R20構(gòu)成的分壓器與電荷存儲(chǔ)器C1相連，該第三放大器電路在其輸出端提供一個(gè)與充電電壓VC1成比例的電壓控制信號(hào)SA給微控制器MC的端子A5。借助該電壓控制信號(hào)SA，微控制器MC檢驗(yàn)是否電荷存儲(chǔ)器C1在接入控制電壓Vi之后已經(jīng)足夠地被充電用于保證脫離運(yùn)行。高通濾波器C2-R21、分壓器R19-R20以及第二和第三放大器電路IV12或IV11構(gòu)成根據(jù)圖2的電壓檢測裝置BV1。
微控制器MC在輸出端La3周期地輸出看門狗信號(hào)WDG，這些看門狗信號(hào)由看門狗監(jiān)視電路WC控制?？撮T狗監(jiān)視電路WC在文獻(xiàn)WO 03 077 396 A1中公開并且包含一個(gè)高通濾波器、一個(gè)可以在看門狗信號(hào)WDG的周期中由半導(dǎo)體開關(guān)放電的充電電容器以及一個(gè)電壓比較器?？撮T狗監(jiān)視電路WC的輸出端經(jīng)過第五“或”二極管與串聯(lián)電阻R18相連。在微控制器MC被干擾時(shí)，看門狗信號(hào)WDG消失，接著看門狗監(jiān)視電路WC通過閉合主斷路元件T3來導(dǎo)入脫離運(yùn)行。
接通支路由接通線圈L1、半導(dǎo)體-接通元件T1、可激活的自振蕩電路FL以及用于附加的過壓保護(hù)的抑制二極管(Surpressordiode)D9構(gòu)成。微控制器MC經(jīng)過輸出端La4以及電阻線路布置R45至R48輸出脈寬調(diào)制的接通信號(hào)AN。該接通信號(hào)AN經(jīng)過集成的放大器IV41和串聯(lián)電阻R17被輸送給接通元件T1的基極。可激活的自振蕩電路FL包括連接在放大器IV41的輸出端后的、由微分電容器C4和非線性電阻R13構(gòu)成的高通濾波器，還包括充電電路，該充電電路由從高通濾波器C4-R13出發(fā)的、整流二極管D4和充電電阻R15的串聯(lián)電路、充電電容器C3、限幅二極管D3以及放電電阻R16構(gòu)成；還包括與接通線圈L1并聯(lián)地設(shè)置的、由自振蕩二極管D2和半導(dǎo)體-激活開關(guān)元件T2構(gòu)成的串聯(lián)電路，該半導(dǎo)體-激活開關(guān)元件的柵電極與充電電容器C3相連。通過脈沖控制地激活接通元件T1，在接通信號(hào)AN的位于放大器IV41上的脈沖的周期中開始充電電容器C3的“充電(Aufpumpen)”。在接通信號(hào)AN的幾個(gè)的脈沖之后，充電電容器C3上的電壓上升到這樣的程度，使得激活開關(guān)元件T2閉合并且自振蕩二極管D2有效地與接通線圈L1相連。自振蕩電路FL現(xiàn)在處于激活狀態(tài)中。隨著接通信號(hào)AN的結(jié)束，充電電容器C3又經(jīng)過放電電阻R16被放電，其中通過禁止激活開關(guān)元件T2，自振蕩二極管D2與接通線圈L1分離。由此自振蕩電路FL又處于非激活狀態(tài)中。
從在接通線圈L1、接通元件T1和可激活的自振蕩電路FL之間的連接點(diǎn)出發(fā)，壓分壓器R24-R25導(dǎo)向第四放大器電路IV91。在主斷路支路L3-T3-D10的測試中，在自振蕩電路FL去激活的情況下在接通線圈L1中被感應(yīng)的電壓下降+ΔVL1經(jīng)過第四放大器電路IV91作為禁止控制信號(hào)SC被輸送給微控制器MC的端子A6。分壓器R24-R25以及第四放大器電路IV91相應(yīng)于根據(jù)圖2的另外的電壓檢測裝置BV1。
從在接通線圈L1、接通元件T1和自振蕩電路FL之間的連接點(diǎn)出發(fā)，一個(gè)另外的分壓器R11-R12導(dǎo)向開關(guān)晶體管T5的基極，該開關(guān)晶體管的集電極與充電電阻R10和另外的充電電容器C5相連。從充電電容器C5出發(fā)，第三“或”二極管D5導(dǎo)向短路開關(guān)元件T6的基極。在不是吸動(dòng)運(yùn)行時(shí)，該接通元件T1被禁止，通過這種方式，充電電容器C5經(jīng)過通過接通線圈L1和分壓器R11-R12閉合的開關(guān)晶體管T5的集電極一發(fā)射極段被放電。在吸動(dòng)運(yùn)行中，通過在接通信號(hào)AN的周期中出現(xiàn)的電壓脈沖在開關(guān)晶體管T5的接通元件T1上交替地進(jìn)行閉合和禁止，這樣在交替地被充電和放電的充電電容器C5上不能建立基本的電壓。在接通晶體管T1由于故障而持續(xù)地閉合的情況下，一般地由于出現(xiàn)故障(Durchlegierens)的情況，開關(guān)晶體管T5被永久地禁止。隨后通過充電電容器C5經(jīng)過充電電阻R10連續(xù)的充電將短路開關(guān)元件T6閉合并且通過隨后將短路保險(xiǎn)裝置F1的釋放而持續(xù)地將可斷開的控制電壓Vi’斷開。電磁傳動(dòng)裝置被保護(hù)以防止接通。分壓器R11-R12、開關(guān)晶體管T5、充電電阻R10和充電電容器C5共同相應(yīng)于根據(jù)圖2的有源低通濾波器AT。從第一至第三“或”二極管D5至D7以及節(jié)點(diǎn)電阻R8的節(jié)點(diǎn)出發(fā)，釋放信號(hào)SE被導(dǎo)向微控制器MC的輸入端B3。在接收到釋放信號(hào)SE時(shí)，微控制器MC預(yù)防性地輸出一個(gè)主短路信號(hào)AB，以便將可能的已經(jīng)被吸引的銜鐵送回。
除了前面描述的接通元件T1的功能監(jiān)視，該電路布置還具有另外的、后面描述的自監(jiān)視功能，它用于使電路布置和電磁傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)入到確定的安全性相關(guān)(sicherheitsrelevanten)的狀態(tài)中。
在至主斷路線圈L3或在主斷路線圈L3中的線路斷路情況下，或者在主斷路元件T3持續(xù)地被禁止的情況下，在測試性輸出主斷路信號(hào)AB之后，由于電荷存儲(chǔ)器C1上沒有電壓下降-ΔVC1，第二放大器電路IV12并不輸出主確認(rèn)信號(hào)SB。接著微控制器MC首先輸出輔助斷路信號(hào)Abr用于將銜鐵送回到脫離位置，并且隨后輸出短路信號(hào)CB用于將可斷開的控制電壓Vi’持續(xù)斷開。電磁傳動(dòng)裝置隨后不再能被運(yùn)行。
若電荷存儲(chǔ)器C1的電容降低到不再能忍受的值或者與主斷路線圈L3相連的抑制二極管D10出現(xiàn)故障，在測試性輸出主斷路信號(hào)AB之后，由于電荷存儲(chǔ)器C1上太大的電壓下降-ΔVC1，由第二放大器電路IV12輸出超過預(yù)給定的窗口的主確認(rèn)信號(hào)SB。接著微控制器MC首先輸出輔助斷路信號(hào)Abr用于將銜鐵送回到脫離位置，并且隨后輸出短路信號(hào)CB用于將可斷開的控制電壓Vi’持續(xù)斷開。電磁傳動(dòng)裝置隨后不再能被運(yùn)行。
若可激活的自振蕩電路一直處于激活狀態(tài)，則在測試性輸出主斷路信號(hào)AB之后，由于在接通線圈L1上幾乎不能確定出電壓上升+ΔVL1第四放大器電路IV91不輸出禁止控制信號(hào)SC。接著微控制器MC首先輸出輔助斷路信號(hào)Abr用于將銜鐵送回到脫離位置，并且隨后輸出短路信號(hào)CB以將可斷開的控制電壓Vi’持續(xù)斷開。電磁傳動(dòng)裝置隨后不再能被運(yùn)行。
若主斷路元件T3出現(xiàn)故障，即始終導(dǎo)通，則在施加控制信號(hào)Vi之后由于在電荷存儲(chǔ)器C1上沒有達(dá)到必需的充電電壓VC1，第三放大器電路IV11不輸出電壓控制信號(hào)SA。接著微控制器MC輸出短路信號(hào)CB以將可斷開的控制電壓Vi’持續(xù)斷開。電磁傳動(dòng)裝置隨后不再能被運(yùn)行。
在至輔助斷路線圈L4或在輔助斷路線圈L4中的線路斷路情況下，或者在輔助斷路元件T4持續(xù)地被禁止的情況下，在測試性輸出輔助斷路信號(hào)ABr之后，由于在電流檢測電阻R6上沒有電壓降VR6，第一放大器電路IV21不輸出輔助確認(rèn)信號(hào)SD。接著微控制器MC首先輸出主斷路信號(hào)AB用于將銜鐵送回到脫離位置，并且隨后輸出短路信號(hào)CB用于將可斷開的控制電壓Vi’持續(xù)斷開。電磁傳動(dòng)裝置隨后不再能被運(yùn)行。
若輔助斷路元件T4出現(xiàn)故障，即始終導(dǎo)通，則在施加控制信號(hào)Vi之后由于在電荷存儲(chǔ)器C1上沒有達(dá)到必需的充電電壓VC1，第三放大器電路IV11不輸出電壓控制信號(hào)SA。接著微控制器MC輸出短路信號(hào)CB用于將可斷開的控制電壓Vi’持續(xù)斷開。電磁傳動(dòng)裝置隨后不再能被運(yùn)行。
在短路開關(guān)元件T6出現(xiàn)故障之后，隨著控制電壓Vi的消失出現(xiàn)兩種可選的情況。在第一情況中，通過輸出主斷路信號(hào)AB，在短路保險(xiǎn)裝置F1隨后地釋放之前，銜鐵被送回脫離位置。在第二情況中，在通過第四放大器電路IV91檢測到的電壓中斷引起微控制器MC輸出輔助中斷信號(hào)Abr用于送回銜鐵之后，短路保險(xiǎn)裝置F1釋放。在此，在兩種情況中電磁傳動(dòng)裝置也不再能被運(yùn)行。
在+5V直流供電電壓消失時(shí)，借助消失的看門狗信號(hào)WDG通過看門狗監(jiān)視電路WC引起將銜鐵送回脫離位置。在+13.6V直流供電電壓消失時(shí)，看門狗監(jiān)視電路WC和集成的放大器IV42成為非活動(dòng)的。通過閉合在與其基極相連的分壓器R66-R67上的主斷路元件T3，銜鐵被送回脫離位置。沒有直流供電電壓的重建，電磁傳動(dòng)裝置不再能被運(yùn)行。
在圖5中的時(shí)序圖不但示出了本發(fā)明的方法的流程，而且還示出了本發(fā)明的、沒有出現(xiàn)前面描述的故障現(xiàn)象的電路布置的工作。隨著在時(shí)間點(diǎn)tA施加控制電壓Vi，根據(jù)方法步驟A通過電荷存儲(chǔ)器C1的充電建立充電電壓VC1，其中借助電壓控制信號(hào)SA監(jiān)視充電電壓VC1的大小。方法步驟B在時(shí)間點(diǎn)tB1開始輸出0.3ms的輔助斷路信號(hào)ABr用于測試輔助斷路回路，在該輔助斷路回路上通過經(jīng)過輔助斷路線圈L4的瞬間電流IL4生成輔助確認(rèn)信號(hào)SD。接下來在時(shí)間點(diǎn)tB2輸出主斷路信號(hào)AB用于測試主斷路支路，在該支路上通過充電電壓VC1的瞬間電壓下降-ΔVC1生成主確認(rèn)信號(hào)SB。通過瞬間的輔助斷路電流IL4和瞬間的主斷路電流IL3，在接通線圈L1中感應(yīng)出電壓，在通過瞬間的主斷路電流IL3感應(yīng)出的電壓上升+ΔVL1的情況下，所述電壓以禁止控制信號(hào)SC被輸出。方法步驟C在時(shí)間點(diǎn)tC1以脈寬控制的接通信號(hào)AN開始并且在時(shí)間點(diǎn)tC2結(jié)束。隨著經(jīng)過接通線圈L1的、相當(dāng)大持續(xù)時(shí)間的電流IL1的延遲地減小，吸動(dòng)運(yùn)行結(jié)束并且保持運(yùn)行開始。
根據(jù)方法步驟D，在保持運(yùn)行期間，借助在時(shí)間點(diǎn)tD1或tD2輸出持續(xù)時(shí)間分別為0.3ms的輔助斷路信號(hào)ABr和主斷路信號(hào)AB，周期重復(fù)地進(jìn)行輔助斷路支路以及主斷路支路的測試。在此也由于瞬間線圈電流IL4或IL3而進(jìn)行輔助確認(rèn)信號(hào)SD和主確認(rèn)信號(hào)SB的輸出，以及由于瞬間線圈電流IL3而將被感應(yīng)的電壓上升+ΔVL1加到禁止控制信號(hào)Sc上。通過在時(shí)間點(diǎn)tE1斷開控制電壓Vi，根據(jù)方法步驟E，保持運(yùn)行結(jié)束并且脫離運(yùn)行開始。通過輸出相當(dāng)大持續(xù)時(shí)間的主斷路信號(hào)AB，由電荷存儲(chǔ)器C1提供的電流IL3流過主斷路線圈L3，通過這種方法，銜鐵被送回脫離位置。在此，充電電壓VC1幾乎降至零。在時(shí)間點(diǎn)tE2，隨著主斷路信號(hào)AB的結(jié)束，脫離運(yùn)行被結(jié)束，由此到達(dá)電磁傳動(dòng)裝置的靜止?fàn)顟B(tài)，并且電磁傳動(dòng)裝置又準(zhǔn)備好，在重新施加控制電壓Vi的情況下過渡到吸動(dòng)運(yùn)行中。
補(bǔ)充地要指出的是，被加給禁止控制信號(hào)SC的電壓上升不但通過在輔助短路線圈L4和接通線圈L1之間的電感耦合，而且通過在主接通線圈L3和接通線圈L1之間的電感耦合引起。
在本發(fā)明范圍中的變換在此還在于，待施加在銜鐵上的復(fù)位力附加地或替代地通過至少一個(gè)另外的永磁體引起。用于產(chǎn)生復(fù)位力的復(fù)位彈簧例如在已經(jīng)提及的DE 101 33 713 C1中被提及。用于產(chǎn)生復(fù)位力的另外的永磁體例如在已經(jīng)提及的EP 0 721 650 B1中被提及。
權(quán)利要求
1.用于通過一個(gè)在輸入側(cè)待施加給一個(gè)微控制器實(shí)現(xiàn)的控制電路的控制電壓(Vi)運(yùn)行由磁軛、永磁體、銜鐵以及電磁線圈裝置(L1、L3、L4)構(gòu)成的電磁傳動(dòng)裝置的方法，包括-從施加該控制電壓(Vi)開始抵抗一個(gè)復(fù)位力進(jìn)行永磁性支持的、電磁的吸動(dòng)運(yùn)行，-接著在繼續(xù)存在控制電壓(Vi)的情況下只進(jìn)行永磁性的保持運(yùn)行，以及-通過在吸動(dòng)運(yùn)行和保持運(yùn)行期間被充電的電容式電荷存儲(chǔ)器(C1)從該控制電壓(Vi)取消開始的放電，進(jìn)行通過該復(fù)位力支持的、電磁地抵抗該永磁性保持力而引起的脫離運(yùn)行，其特征在于以下方法步驟A)在施加該控制電壓(Vi)之后，復(fù)位地初始化該控制電路并且引入該電荷存儲(chǔ)器(C1)的充電，B)接著按任意被確定的順序，瞬間地觸發(fā)一個(gè)輔助斷路線圈(L4)和一個(gè)主斷路線圈(L3)，接著在經(jīng)過這兩個(gè)斷路線圈(L3；L4)之一的電流消失時(shí)，進(jìn)行該控制電壓(Vi)的持續(xù)斷開，C)相反地，在識(shí)別出經(jīng)過兩個(gè)斷路線圈(L3；L4)的電流之后，觸發(fā)并且隨后無電流地接通一個(gè)接通線圈(L1)，用于將該銜鐵送至被吸引的位置中，D)接著按任意被確定的順序，不對該銜鐵產(chǎn)生影響地瞬間觸發(fā)該輔助斷路線圈(L4)和該主斷路線圈(L3)，接著在經(jīng)過該輔助斷路線圈(L4)的電流消失時(shí)，該電荷存儲(chǔ)器(C1)經(jīng)過該主斷路線圈(L3)放電，用于將該銜鐵送至脫離位置，或在經(jīng)過該主斷路線圈(L3)的電流消失時(shí)，觸發(fā)該輔助斷路線圈(L4)，用于將該銜鐵送至脫離位置，以及在這兩種情況中，接著進(jìn)行該控制電壓(Vi)的持續(xù)斷開，E)與此相對地，在識(shí)別出經(jīng)過這些斷路線圈(L3；L4)的電流之后進(jìn)行該方法步驟D，然而從該控制電壓(Vi)消失開始，該電荷存儲(chǔ)器(C1)經(jīng)過主斷路線圈(L3)放電，用于將該銜鐵送至脫離位置。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，所述主斷路線圈(L3)按照該方法步驟B的所述瞬間觸發(fā)只有在該電荷存儲(chǔ)器(C1)被足夠地充電的狀態(tài)時(shí)才進(jìn)行。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，該控制電壓(Vi)按照這些方法步驟B和D的所述持續(xù)斷開通過短路跳閘來進(jìn)行。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，按照這些方法步驟B和D經(jīng)過該輔助斷路線圈(L4)的瞬間電流作為電阻上的電壓降(VR6)被檢測。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，按照方法步驟B和D經(jīng)過該主斷路線圈(L3)的瞬間電流作為在該電荷存儲(chǔ)器(C1)上的電壓下降(-ΔVC1)被檢測。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，不但在太小的、而且在太大的電壓下降(-ΔVC1)情況下，觸發(fā)該輔助斷路線圈(L4)都并且隨后進(jìn)行該控制電壓(Vi)的持續(xù)斷開。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在缺少由于經(jīng)過這兩個(gè)斷路線圈(L3；L4)之一的瞬間電流而在該接通線圈(L1)上感應(yīng)出電壓上升(+ΔVL1)情況下，在必要時(shí)觸發(fā)該相應(yīng)的另一個(gè)斷路線圈(L4；L3)用于將該銜鐵送至脫離位置，并且一定進(jìn)行該控制電壓(Vi)的持續(xù)斷開。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在該微控制器出故障的情況下，將該電荷存儲(chǔ)器(C1)經(jīng)過該主斷路線圈(L3)放電，用于將該銜鐵送到脫離位置中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的方法，其特征在于，在該微控制器出故障的情況下，觸發(fā)該輔助斷路線圈(L4)，用于將該銜鐵送到脫離位置中。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，通過至少一個(gè)與該銜鐵作用連接的復(fù)位彈簧來施加該復(fù)位力。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，通過至少一個(gè)與該銜鐵作用連接的另外的永磁體來施加該復(fù)位力。
12.用于運(yùn)行電磁傳動(dòng)裝置的電路布置，該電磁傳動(dòng)裝置由磁軛、至少一個(gè)被設(shè)置在磁軛側(cè)的永磁體、一個(gè)銜鐵以及一些施加一個(gè)復(fù)位力的復(fù)位裝置構(gòu)成，該電路布置包括圍繞該磁軛的電磁線圈裝置(L1；L3；L4)、一個(gè)在輸入側(cè)由一個(gè)被整流了的控制電壓(Vi)供電并加載的以及包含一個(gè)微控制器(MC)的控制電路和一個(gè)電容式電荷存儲(chǔ)器(C1)，其中，從施加該控制電壓(Vi)開始該銜鐵就抵抗該復(fù)位力地永磁性支持地被吸動(dòng)，在繼續(xù)存在該控制電壓(Vi)的情況下，該銜鐵僅僅永磁性地被保持并且從該控制電壓(Vi)取消開始借助通過該復(fù)位力支持地以及通過該電荷存儲(chǔ)器(C1)的放電抵抗該永磁性保持力地脫離，其特征在于，具有-一個(gè)可釋放的持續(xù)中斷器(DU)，用于可通過供電端子(S1；S2)輸送的該控制電壓(Vi)的持續(xù)斷開，-一個(gè)與這些供電端子(S1；S2)相連接的、由一個(gè)輔助斷路線圈(L4)、一個(gè)輔助斷路元件(T4)和電流監(jiān)視裝置(BI4)的串聯(lián)電路構(gòu)成的輔助斷路支路，-一個(gè)被連接在該持續(xù)中斷器(DU)之后的、由一個(gè)接通線圈(L1)和一個(gè)接通元件(T1)的串聯(lián)電路構(gòu)成的接通支路，-一個(gè)連接在該持續(xù)中斷器(DU)之后的、由一個(gè)在導(dǎo)通方向上被極化的去耦二極管(D8)、一個(gè)主斷路線圈(L3)及一個(gè)主斷路元件(T3)的串聯(lián)電路構(gòu)成的主斷路支路，其中該電荷存儲(chǔ)器(C1)與該主斷路線圈(L3)和該主斷路元件(T3)并聯(lián)地設(shè)置，-電壓檢測裝置(BV3)，它們與該電荷存儲(chǔ)器(C1)并聯(lián)地設(shè)置，-該微控制器(MC)與這些電流檢測裝置(BI4)、這些電壓檢測裝置(BV3)以及一個(gè)在輸入側(cè)與這些供電端子(S1；S2)相連接的控制電壓控制器(BVi)的在輸入側(cè)的連接裝置，以及該微控制器(MC)與這些開關(guān)元件(T1；T3；T4)以及該持續(xù)中斷器(DU)的在輸出側(cè)的連接裝置，其中該微控制器(MC)根據(jù)程序地被這樣設(shè)計(jì)，使得在施加控制電壓(Vi)之后該微控制器被初始化，按可確定的順序瞬間地閉合該輔助斷路元件和主斷路元件(T4；T3)而不對該銜鐵有可能的影響，脈沖控制地激活該接通元件(T1)用于將該銜鐵送至被吸引的位置中并且隨后去激活它，并且在取消該控制電壓(Vi)之后將該主斷路元件(T3)閉合用于將該銜鐵送至脫離位置，然而在這些電流檢測裝置(BI4)或這些電壓檢測裝置(BV3)的輸出信號(hào)消失的情況下，直接閉合該主斷路元件或輔助斷路元件(T3；T4)用于將該銜鐵送至脫離位置并且接著釋放該持續(xù)中斷器(DU)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求的電路布置，其特征在于，該持續(xù)中斷器(DU)由一個(gè)具有一個(gè)被連接在后面的短路開關(guān)元件(T6)的、導(dǎo)向這些供電端子之一(S1)的短路保險(xiǎn)裝置(F1)構(gòu)成。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求的電路布置，其特征在于，一個(gè)有源低通濾波器(AT)在輸入側(cè)與該接通線圈(L1)并且在輸出側(cè)與該短路開關(guān)元件(T6)以這種方式相連接，使得一個(gè)在該接通元件(T1)被禁止或被打開的時(shí)放電或充電的充電電容器(C5)在達(dá)到一個(gè)被確定的充電電壓時(shí)將該短路開關(guān)元件(T6)閉合。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14之一的電路布置，其特征在于，這些電流檢測裝置(BI4)由一個(gè)電流檢測電阻(R6)和一個(gè)由此出發(fā)的第一放大器電路(IV21)構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15之一的電路布置，其特征在于，這些電壓檢測裝置(BV3)具有一個(gè)與該電荷存儲(chǔ)器(C1)相連接的高通濾波器(C2-R21)以及一個(gè)由此出發(fā)的并且導(dǎo)向該微控制器(MC)的第二放大器電路(IV12)。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求的電路布置，其特征在于，這些電壓檢測裝置(BV3)具有一個(gè)從該電荷存儲(chǔ)器(C1)出發(fā)的并且導(dǎo)向該微控制器(MC)的第三放大器電路(IV11)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17之一的電路布置，其特征在于，一個(gè)可激活的自振蕩電路(FL)和另外的電壓檢測裝置(BV1)與該接通線圈(L1)相連接，這些另外的電壓檢測裝置檢測在該主斷路線圈(L3)或/和該輔助斷路線圈(L4)的瞬間閉合期間被感應(yīng)出的電壓上升(+ΔVL1)并且將其輸送給該微控制器(MC)，以及該微控制器(MC)在沒有電壓上升(+ΔVL1)時(shí)將該輔助斷路元件(T4)或該主斷路元件(T3)閉合，用于將該銜鐵送至脫離位置，并且隨后釋放該持續(xù)中斷器(DU)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至18之一的電路布置，其特征在于，至少一個(gè)與該銜鐵作用連接的復(fù)位彈簧被設(shè)置作為復(fù)位裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求12至18之一的電路布置，其特征在于，作為復(fù)位裝置，設(shè)有至少一個(gè)與該銜鐵作用連接的另外的永磁體。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于運(yùn)行具有永磁性保持運(yùn)行的電磁傳動(dòng)裝置的方法以及電路布置。該待解決的問題在于不僅在斷開控制電壓之后而且在出現(xiàn)電路故障之后，可靠地將電磁傳動(dòng)裝置送到銜鐵的脫離狀態(tài)中。為此在施加控制電壓(Vi)之后，控制電路被初始化并且引入電荷存儲(chǔ)器(C1)的充電，一個(gè)接通線圈(L1)被接通以及在占據(jù)保持狀態(tài)之后又被斷開，并且在控制電壓(Vi)取消之后，用于電荷存儲(chǔ)器(C1)的放電的主斷路線圈(L3)為了轉(zhuǎn)換到脫離狀態(tài)而被接通。通過主斷路線圈(L3)以及對其冗余的輔助斷路線圈(L4)的瞬間的、有規(guī)律的重復(fù)饋電，它們被持續(xù)地測試。在否定的測試結(jié)果時(shí)，相應(yīng)的另一個(gè)斷路線圈(L4)或(L3)被接通用于達(dá)到脫離狀態(tài)并且接著該控制電壓(Vi)被保持?jǐn)嚅_。
文檔編號(hào)H01H47/32GK1938796SQ200580010408
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者貝特霍爾德·高克斯曼, 霍爾格·諾伊貝特, 托馬斯·羅施科 申請人:默勒有限公司