双稳态的电磁阀装置和用于获知双稳态的电磁阀的衔铁位置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于流体系统(30)的双稳态的电磁阀装置(1)，其中，电磁阀装置(1)具有双稳态的电磁阀(7)，双稳态的电磁阀包括：永磁体装置(2)，其带有第一芯(2a)和第二芯(2b)；衔铁(3)，其能在用于在相对第二芯(2b)构造出气隙(11)的情况下贴靠在第一芯(2a)上的第一衔铁位置(I)与用于在相对第一芯(2a)构造出气隙(11)的情况下贴靠在第二芯(2b)上的第二衔铁位置(II)之间移位，其中，衔铁(3)具有由导磁材料构成的衔铁芯(4)；用于为了移位到第一衔铁位置(I)中而通电的第一衔铁线圈(6a)和用于为了移位到第二衔铁位置(II)中而通电的第二衔铁线圈(6b)；用于为了使衔铁(3)移位而分别给其中一个衔铁线圈(6a、6b)通电的末级(9a、9b、10)。在此，探测装置(12)被设置成用于在不使衔铁(3)移位的情况下评估或测量第一衔铁线圈(6a)的第一电感(La、Lb)以及评估或测量第二衔铁线圈(6b)的第二电感(La、Lb)，并且用于比较第一衔铁线圈(6a)和第二衔铁线圈(6b)的电感(La、Lb)，并且用于输出显示衔铁位置(I、II)的状态信号(S1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双稳态的电磁阀装置和用于获知双稳态的电磁阀的衔铁位置的方法
本专利技术涉及尤其是在商用车中的用于流体系统的双稳态的电磁阀装置以及用于获知双稳态的电磁阀的衔铁位置的方法。
技术介绍
双稳态的电磁阀能够在流体系统中，例如压缩空气系统中实现两个阀位置之间的移位，其中，两个阀位置可以在电磁阀的无电流的状态下保持。双稳态的电磁阀通常具有永磁体装置和可相对于永磁体装置移位的衔铁，衔铁具有可通电的衔铁线圈。根据第一衔铁线圈或第二衔铁线圈的通电，衔铁可以移位到其第一衔铁位置或第二衔铁位置中，衔铁也在开关电流消失后，即在未通电的状态下可靠地保持在第一衔铁位置或第二衔铁位置中。带有双稳态的电磁阀装置的电控气动的手刹能够实现手刹的气动操纵，其中，在停止状态或行驶状态下不需要通电，并且因此不需要能量消耗。此外，在行驶期间，即在驻车制动器切断时也不需要电流，并且因此也不需要能量消耗。DE3730381A1示出了这种双稳态的电磁阀，该电磁阀在其两个位置中能够实现永磁保持力。在此，衔铁设置成可轴向地在其衔铁位置之间移位，并且在其衔铁位置中撞击到第一端部芯或第二端部芯上，其中，针对另外的端部芯分别构造有气隙。气隙导致的是，通过各自的端部芯延伸的永磁场比在没有另外的端部芯与衔铁之间的气隙的情况下延伸的永磁场更弱。在其衔铁位置或阀位置中，衔铁利用其密封器件分别封闭适当的流体通道。然而在一些状况下可能出现如下情况，即，精确的衔铁位置以及进而阀位置是未知的或不确定的。因此，在行驶期间的振动原则上可以导致能运动的部分，例如衔铁的移位。在控制装置例如在车辆启动时接通之后，流体系统的控制装置也首先通常并不知道其装置的状态，或者首先假设装置和元件位于其未通电的基本状态下。在将双稳态的电磁阀例如使用在电控气动的手刹中时，制动控制装置因此例如不知道车辆是否利用挂入的或未挂入的手刹停止，其中，在车辆启动时的可能的存储输入首先是非常不确定的。将双稳态的电磁阀试移位或复位到两个定位的其中一个定位中通常可以阻止行驶运行，或者导致不必要的移位。因此，在驻车状态期间测试检验驻车制动器可能会导致车辆的松开和不受控的运动。在行驶期间，检验电控气动的驻车制动器的状态可能会导致操纵和因此导致制动，其可以导致危险的行驶状况。
技术实现思路
本专利技术的任务是能够利用相对小的费用实现对双稳态的电磁阀装置的开关状态的可靠的检验。该任务通过根据独立权利要求的双稳态的电磁阀装置和用于获知衔铁位置的方法解决。从属权利要求描述了优选的改进方案。因此，电控气动的驻车制动器尤其是设置有双稳态的电磁阀装置。因此，阀位置通过在不使衔铁移位的情况下评估或测量两个衔铁线圈的电感和比较电感来获知。为此，双稳态的电磁阀装置具有探测装置。因此已经实现如下优点：在没有移位和因此没有介入流体系统的情况下能够实现通过感测衔铁位置来感测开关位置。检验阀位置或衔铁位置因此可以在行驶开始前并且也例如常规地在行驶期间执行，而不会在此形成紧要的或危险的状况。根据优选的构造方案，探测装置具有测量路径，通过测量路径，衔铁线圈分别被通电。因此已经实现如下优点：不依赖于衔铁线圈的功率通电地给衔铁线圈通电被设置成用于衔铁线圈的移位。测量路径优选与比较装置联接，测量路径的测量值，例如测量电压相互比较。本专利技术在此基于如下思想：各自的衔铁位置导致影响衔铁线圈的永磁场和电感；因此，在衔铁贴靠在芯上的定位上的衔铁线圈的有效电感得到提高，相反地在构造衔铁与芯之间的气隙的情况下减小。因此，能够通过通电实现衔铁位置的移位的衔铁线圈尤其是比另外的衔铁线圈具有更小的有效电感。通过测量电感，因此原则上可以出现关于衔铁位置或气隙的定位的说明；通过比较两个衔铁线圈的电感可以实现可靠的说明。有利地，根据实施方式针对测量电感设置有测量电压源，测量电压源与被设置成用于使衔铁移位的供应电压源不同。由此可以确保的是，为了测量进行通电，而不使衔铁移位。通过构造带有共同的测量供应电压的测量路径，测量因此可以通过激活测量路径，例如通过测量开关装置实现，其与衔铁的功率调节的电操控分离。因此，测量电压可以作为电气电压(galvanischeSpannung)被截取，并且直接将它们相互比较，而无需操纵功率开关装置来使衔铁移位。测量路径有利地分别具有测量电阻，其尤其是可以与各自的衔铁线圈串联地设置，从而形成电压降或分压器电路，在分压器电路上，各自的测量路径的测量电压可以被截取。因此，比较装置例如作为用于同时比较测量电压的比较器，或也例如作为用于依次比较测量电压的微控制器可以比较测量路径的测量电压。测量电阻有利地是相同的，以便直接构造类似的测量电压。两个测量路径有利地通过共同的测量供应电压与其各自的衔铁线圈联接，从而在测量路径通电时分别进行类似的测量。原则上，双稳态的电磁阀装置有利地在其衔铁线圈和测量路径中对称地构造，即具有对称的永磁体装置和/或衔铁的衔铁芯的对称的磁构造，并且尤其是具有相同的或类似的衔铁线圈和测量电阻。测量电压尤其是可以作为在衔铁线圈上的电压被截取，并且相互比较，尤其是在分压器电路中分别在测量电阻与衔铁线圈之间被截取。根据本专利技术能够实现的测量因此可以快速和安全地执行，并且例如测量开关装置被操纵，并且测量路径被激活。通过对两个测量路径的测量的比较(即给第一衔铁线圈和第二衔铁线圈通电)可以直接获知在分别激活的衔铁位置和未激活的或未调整的衔铁位置之间的差别。因此，温度改变和另外的影响例如必要时导致测量值的完全的改变；然而通过对称构造，比较结果不受影响。替选于构造若干分开的测量路径地，能够实现将探测装置在一定程度上整合到末级中，即能够实现用于操控衔铁线圈的功率电流路径。因此，根据实施方式，分流电阻可以与衔铁线圈和功率开关装置串联，并且与供应电压源联接。分流电阻在此可以足够低欧姆地选择，例如选择为几欧姆，从而功率电流或开关电流在此不会受到明显影响，并且功率损耗是不高的。在分流电阻上下降的电压可以直接作为测量电压被截取，并且测量电压可以在比较装置，例如运算放大器或比较器中进行比较。分流电阻可以因此尤其是在总归存在的接触部，例如衔铁线圈上相对于接地部设置。本专利技术的另外的构造设置的是，测量路径与功率开关装置并联地构造，并且分别带有衔铁线圈的并联电路在供应电压接口之间串联。在此有利地，这种高的测量电阻设置的是，在操纵测量开关装置时，仅很小的测量电流流过，其至少在对于测量来说必需的开关时间内没有导致衔铁移位。因此，共同的供应电压源又可以用于构造探测装置并且作为末级使用。在这种构造有共同的电压源的情况下，即在供应电压源用于衔铁位置之间的功率调节和测量时，因此仅需要很小的附加的硬件费用。但也在构造有与供应电压源不同的附加的测量电压源的情况下，适当的协同作用可以实现，其方法是例如使用控制装置，即在控制装置中设置的微处理器的电压源或供应电压。这种微处理器例如通常具有3.3V和/或5V的供应电压，其因此补充地也可以用于操控分开的测量路径，而不会因此需要附加的电压源。原则上，功率末级也可以在没有设备或硬件的改变的情况下仅非常短时间地被通电，从而没有实现衔铁位置之间的功率调节，并且通过测量实现的依赖于时间的测量值，即电流或电压相互比较。测量尤其是可以获知或考虑到两个衔铁线圈的随时间改变的特性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于流体系统(30)的双稳态的电磁阀装置(1、101、201、301)，其中，所述电磁阀装置(1)具有双稳态的电磁阀(7)，所述双稳态的电磁阀包括：永磁体轭(2)，所述永磁体轭具有第一极凸出部(2a)和第二极凸出部(2b)，用以构造第一铁磁回路和第二铁磁回路，由导磁材料构成的衔铁(3)，所述衔铁能在用于在相对第二芯(2b)构造出气隙(11)的情况下贴靠在第一芯(2a)上的第一衔铁位置(I)与用于在相对第一芯(2a)构造出气隙(11)的情况下贴靠在第二芯(2b)上的第二衔铁位置(II)之间移位，用于为了移位到所述第一衔铁位置(I)中而通电的第一衔铁线圈(6a)和用于为了移位到所述第二衔铁位置(II)中而通电的第二衔铁线圈(6b)，用于为了使所述衔铁(3)移位而分别给其中一个衔铁线圈(6a、6b)通电的末级(9a、9b、10)，其特征在于，所述电磁阀装置(1)还具有探测装置(12、112、212、312)，所述探测装置用于在不使所述衔铁(3)移位的情况下评估或测量所述第一衔铁线圈(6a)的第一电感(La、Lb)以及评估或测量所述第二衔铁线圈(6b)的第二电感(La、Lb)，并且用于将所述第一衔铁线圈(6a)和所述第二衔铁线圈(6b)的电感(La、Lb)进行比较，并且用于输出显示衔铁位置(I、II)的状态信号(S1)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.05 DE 102016002677.41.用于流体系统(30)的双稳态的电磁阀装置(1、101、201、301)，其中，所述电磁阀装置(1)具有双稳态的电磁阀(7)，所述双稳态的电磁阀包括：永磁体轭(2)，所述永磁体轭具有第一极凸出部(2a)和第二极凸出部(2b)，用以构造第一铁磁回路和第二铁磁回路，由导磁材料构成的衔铁(3)，所述衔铁能在用于在相对第二芯(2b)构造出气隙(11)的情况下贴靠在第一芯(2a)上的第一衔铁位置(I)与用于在相对第一芯(2a)构造出气隙(11)的情况下贴靠在第二芯(2b)上的第二衔铁位置(II)之间移位，用于为了移位到所述第一衔铁位置(I)中而通电的第一衔铁线圈(6a)和用于为了移位到所述第二衔铁位置(II)中而通电的第二衔铁线圈(6b)，用于为了使所述衔铁(3)移位而分别给其中一个衔铁线圈(6a、6b)通电的末级(9a、9b、10)，其特征在于，所述电磁阀装置(1)还具有探测装置(12、112、212、312)，所述探测装置用于在不使所述衔铁(3)移位的情况下评估或测量所述第一衔铁线圈(6a)的第一电感(La、Lb)以及评估或测量所述第二衔铁线圈(6b)的第二电感(La、Lb)，并且用于将所述第一衔铁线圈(6a)和所述第二衔铁线圈(6b)的电感(La、Lb)进行比较，并且用于输出显示衔铁位置(I、II)的状态信号(S1)。2.根据权利要求1所述的电磁阀装置(1、101、201、301)，其特征在于，所述探测装置(12、112、212、312)具有：与测量电压源(18)联接的用于对所述第一衔铁线圈(6a)通电的第一测量路径(14a)，用以测量或评估所述第一电感(La)，与所述测量电压源(18)联接的用于对所述第二衔铁线圈(6b)通电的第二测量路径(14b)，用以测量或评估所述第二电感(Lb)，以及与测量路径(14a、14b)联接的比较装置(20)。3.根据权利要求2所述的电磁阀装置(1、101)，其特征在于，所述衔铁(3)能通过经由供应电压源(10)对衔铁线圈(6a、6b)通电而移位，并且所述测量电压源(18)与所述供应电压源(10)不同，优选具有与所述供应电压源(10)的供应电压相比更小的测量电压。4.根据权利要求3所述的电磁阀装置(1、101)，其特征在于，所述电磁阀装置具有控制装置(22)，所述控制装置用于接收状态信号(S1)，并且/或者用于操控功率开关装置(9a、9b)，并且/或者用于操控测量开关装置(17a、17b、17c)，并且所述测量电压源(18)还被设置成用于对所述控制装置(22)的电压供应。5.根据权利要求2至4中任一项所述的电磁阀装置(1、101)，其特征在于，所述第一测量路径(14a)具有第一测量电阻(15a)，用以构造出在所述测量电压源(18)上的所述第一测量电阻(15a)与所述第一衔铁线圈(6a)的串联电路作为第一分压器电路，并且所述第二测量路径(14b)具有第二测量电阻(15b)，用以构造出在所述测量电压源(18)上的所述第二测量电阻(15b)与所述第二衔铁线圈(6b)的串联电路作为第二分压器电路，其中，所述第一测量电阻和所述第二测量电阻(15a、15b)是一样大的，其中，所述比较装置(20)将所述第一测量电阻(15a)与所述第一衔铁线圈(6a)之间的第一测量电压(Ua)和所述第二测量电阻(15b)与所述第二衔铁线圈(6b)之间的第二测量电压(Ub)的数值和/或时间特性进行比较。6.根据权利要求2至5中任一项所述的电磁阀装置(1、101)，其特征在于，设置有至少一个测量开关装置(17a、17b、17)，用以闭合经由测量路径(14a、14b)和衔铁线圈(6a、6b)的测量电流回路，其中，所述测量开关装置(17a、17b、17)与用于为了使所述衔铁(3)移位而对衔铁线圈(6a、6b)通电的功率开关装置(9a、9b)不同。7.根据权利要求6所述的电磁阀装置(1)，其特征在于，在所述第一测量路径(14a)和所述第二测量路径(14b)中设置有分开的用于对测量路径(14a、14b)同时或依次通电的测量开关装置(17a、17b)。8.根据权利要求6所述的电磁阀装置(101)...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚斯·格斯，奥特马尔·施特鲁韦，安德烈亚斯·泰希曼，
申请(专利权)人：威伯科欧洲有限责任公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE