用于液压制动系统的双稳态电磁阀和相应的液压制动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于液压制动系统的双稳态电磁阀(10A)，包括：磁体组件(20A)和导套(13)，在导套中极芯(11)被固定地布置并且具有永磁体(18)的阀衔铁(40A)被轴向可移动地布置，永磁体在其运动方向上被极化，其中磁体组件(20A)被推到极芯(11)和导套(13)上，并且其中极芯(11)形成对于阀衔铁(40A)的轴向止动件，其中阀衔铁(40A)可由通过磁体组件(20A)产生的磁力和/或永磁体(18)的磁力来驱动，并且关闭元件(41)在关闭运动期间被推入阀座(15.1)，而在打开运动期间被从阀座(15.1)抬起。本发明专利技术还涉及一种具有这种双稳态电磁阀(10A)的液压制动系统。在这里，阀衔铁(40A)被构造为塑料部件，并且永磁体(18)在阀衔铁(40A)面对极芯(11)的一端侧处被注入或安装到磁体容纳部(43A)中。

Bistable solenoid valve and corresponding hydraulic braking system for hydraulic braking system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于液压制动系统的双稳态电磁阀和相应的液压制动系统
本专利技术涉及一种根据独立权利要求1的前序部分的用于液压制动系统的双稳态电磁阀。本专利技术还涉及一种具有至少一个上述双稳态电磁阀的车辆的液压制动系统。
技术介绍
已知的液压车辆制动系统具有可肌力操纵的主制动缸，该主制动缸液压地连接至车轮制动器的车轮制动缸。常见的是通过液压单元连接车轮制动缸，该液压单元具有电磁阀、液压泵和液压蓄能器，并可以控制车轮特定的制动压力。这种制动压力控制可实现各种安全系统，例如防抱死制动系统(ABS)、电子稳定程序(ESP)等，以及各种安全功能的执行，例如防抱死制动、牵引力控制(ASR)等。防抱死制动系统(ABS)或牵引力控制系统(ASR系统)或电子稳定系统(ESP系统)中的控制和/或调节操作可通过液压单元在相应车轮制动器中建立压力或降低压力。为了执行控制和/或调节操作，液压单元包括电磁阀，并且由于反作用力“磁力”、“弹簧力”和“液压力”，电磁阀通常可以保持在明确的位置。从现有技术中，还已知将液压车辆制动系统形成为外部动力制动系统，这意味着要提供外部能量供应装置，该外部能量供给装置为行车制动提供必要的能量。通常，外部能量供应装置包括液压蓄能器，该液压蓄能器装有液压泵。驾驶员施加的肌力提供了制动力大小的设定值。仅在外部能量供应装置发生故障的情况下，才在紧急操作中通过驾驶员的肌力对车辆制动系统进行制动，即所谓的辅助制动。同样，已知辅助动力制动系统，其中，制动操作所需的能量的一部分来自外部能量供应装置，而其余部分则来自驾驶员的肌力。外部动力制动系统和辅助动力制动系统都不需要制动助力器。DE102008001013A1公开了一种液压车辆制动系统，该系统具有一个由肌力操纵的主制动缸和一个液压源，车轮制动器的车轮制动缸液压地连接到上述主制动缸，并且液压源作为一个外部能量供给装置对其进行液压制动。在此，主制动缸的压力室通过解耦阀与制动液存储器连接，从而压力室可以非承压地关闭。制动动作通过外部能量供给设备实现为外力制动。此外，在主制动缸中集成了一个液压踏板行程模拟器，并可以通过模拟器阀门非承压地关闭。从DE3305833A1中已知一种通用的双稳态电磁阀，该电磁阀具有励磁线圈和浸入式衔铁，该浸入式衔铁由永磁材料构成，在衔铁运动方向上被极化并形成阀部件。磁场导向器像铁芯一样突出到励磁线圈中，并填充了励磁线圈长度的一部分。在励磁线圈的衔铁浸入其中的那一端附近布置有另一个磁场引导体，该磁场引导体为环形盘的形式，其环形地围绕衔铁。当激励的励磁线圈在这些磁场和衔铁力之间起作用时，衔铁力使衔铁移动到锁定位置或至少保持在那里，从而确保电磁阀的稳定开关位置。在该电磁阀中，不需要能够将阀部件带到预定的止动位置的弹簧。
技术实现思路
具有独立权利要求1的特征的用于液压制动系统的双稳态电磁阀的优点在于，在具有断电的第一工作状态的电磁阀中，可以实现另一断电的第二工作状态。这意味着，本专利技术的实施例提供了一种双稳态电磁阀，该双稳态电磁阀可以通过在两个工作状态之间施加切换信号来进行切换，其中电磁阀持续地保持在相应的工作状态直到下一个切换信号为止。在此，第一工作状态可以对应于电磁阀的关闭位置，第二工作状态可以对应于电磁阀的打开位置。可以例如通过磁体组件的主动致动器的短暂通电或通过向磁体组件施加开关信号或电流脉冲来执行两个工作状态之间的切换。与具有两个工作状态的常规电磁阀相比，通过这种短暂的通电可以以有利的方式减少能量消耗，该电磁阀具有断电的第一工作状态，并且仅需要在第二工作状态的持续时间内被通电，以实现通电的第二工作状态。替代地，电磁阀可以通过将磁体组件短暂地通电从打开位置切换到关闭位置，然后当电磁阀中的压力下降到可预设的压力阈值以下时，从关闭位置切换到打开位置。通过构造为塑料部件，可以提供比传统设计(钢制部件)更轻的阀衔铁。此外，磁体容纳部和任意数量的补偿槽都可以轻松集成到阀衔铁中。较轻的阀衔铁和位于阀衔铁中的永磁体可以降低用于在双稳态电磁阀的状态之间进行切换的切换能量。由此，能够以较短的线圈绕组实现磁体组件，从而能够缩短绕组主体和壳体以及导套和阀衔铁，并且能够减小电磁阀的整体安装空间。通过在轴向上减小的安装长度，因此有利地为车辆中的其他组件和安全功能提供了更多的空间。本专利技术的实施例提供了一种用于液压制动系统的双稳态电磁阀，该双稳态电磁阀具有磁体组件和导套，在导套中极芯被固定地布置并且具有永磁体的阀衔铁被轴向可移动地布置，该永磁体在其运动方向上被极化。磁体组件被推到极芯和导套上。极芯形成对于阀衔铁的轴向止动件。阀衔铁可以由通过磁体组件产生的磁力或通过永磁体的磁力来驱动，并且关闭元件在关闭运动期间被推入阀座，而在打开运动期间被从阀座抬起。在此，阀衔铁被构造为塑料部件，并且永磁体在阀衔铁面对极芯的第一端侧处被注入或安装到磁体容纳部中。另外，本文提出了一种车辆的液压制动系统，包括液压单元和多个车轮制动器。液压单元具有至少一个制动回路，该制动回路包括至少一个电磁阀并且执行车轮个体的制动压力控制。在这里，至少一个制动回路具有至少一个双稳态电磁阀。根据本专利技术的双稳态电磁阀的实施例可以用于常开和常闭功能。磁体组件的通电可以通过相应控制单元中的开关以有利的方式短时地改变极化。通过将所使用的阀类型统一并减少用于液压单元的模块化系统中阀类型的多样性，能够为液压制动系统提供潜在开销节省。通常地并且与制动系统的设计无关地，使用双稳态电磁阀代替持续通电的电磁阀可以通过减少电能需求来节省潜在开销。此外，磁体组件的短暂电流供应减轻了车载网络的负担，并减少了CO2排放。此外，可以在制动系统的电子控制单元中省掉昂贵的散热方案。另外，使得更少或更小的散热片、更少的耐热材料以及控制单元中的部件之间的较小距离成为可能，从而可以以有利的方式节省更多的空间。在从属权利要求中记载的措施和改进方案可以是独立权利要求1的设备和在独立权利要求1中规定的方法的有利改进。尤其有利的是，阀衔铁具有至少两个补偿槽和至少两个肋，该至少两个肋分别布置在两个相邻的补偿槽之间并且部分地包围永磁体。在这种情况下，各个肋部分地包围永磁体的端部可以分别被构造为重叠部，永磁体被注入到该重叠部中。替代地，各个肋部分地包围永磁体的端部可以分别被构造为锁定钩，该锁定钩与永磁体锁定。此外，每个锁定钩可以具有一个插入斜面，通过该斜面可以安装永磁体。在一个优选的实施方式中，阀衔铁具有四个补偿槽和四个肋，使得即使在低温下，也可以在极芯和阀衔铁之间的气隙中快速实现压力平衡，并可以减少切换时间。通过在极芯和永磁体之间形成重叠部或锁定钩，当阀衔铁通过重叠部或锁定钩抵靠在极芯上时，也会在阀衔铁和极芯之间形成空腔。由于在衔铁的轴向凹槽与衔铁或永磁体的端面之间存在直接的流体连接，因此通过阀衔铁和极芯之间的空腔以及补偿槽，可以在阀衔铁和极芯之间的气隙中实现快速压力平衡。结果，通过流体连接减少了极芯和衔铁之间的所谓“液压键合”，可以有利地实现关闭时间的改善，特别是在低温下的关闭时间，并且通过流体的快速传播促进了在衔铁的第一端面上建立闭关闭的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于液压制动系统(1A、1B)的双稳态电磁阀(10A、10B)，包括磁体组件(20A、20B)和导套(13)，在所述导套中极芯(11)被固定地布置并且具有永磁体(18)的阀衔铁(40A、40B、40C)被轴向可移动地布置，所述永磁体在其运动方向上被极化，其中所述磁体组件(20A、20B)被推到所述极芯(11)和所述导套(13)上，并且其中所述极芯(11)形成对于所述阀衔铁(40A、40B、40C)的轴向止动件，其中所述阀衔铁(40A、40B、40C)能够由通过所述磁体组件(20A、20B)产生的磁力和/或通过所述永磁体(18)的磁力来驱动，并且关闭元件(41)在关闭运动期间被推入阀座(15.1)，而在打开运动期间被从所述阀座(15.1)抬起，其特征在于，所述阀衔铁(40A、40B、40C)被构造为塑料部件，并且所述永磁体(18)在所述阀衔铁(40A、40B、40C)面对所述极芯(11)的第一端侧处被注入或安装到磁体容纳部(43A、43B、43C)中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170529 DE 102017208938.51.一种用于液压制动系统(1A、1B)的双稳态电磁阀(10A、10B)，包括磁体组件(20A、20B)和导套(13)，在所述导套中极芯(11)被固定地布置并且具有永磁体(18)的阀衔铁(40A、40B、40C)被轴向可移动地布置，所述永磁体在其运动方向上被极化，其中所述磁体组件(20A、20B)被推到所述极芯(11)和所述导套(13)上，并且其中所述极芯(11)形成对于所述阀衔铁(40A、40B、40C)的轴向止动件，其中所述阀衔铁(40A、40B、40C)能够由通过所述磁体组件(20A、20B)产生的磁力和/或通过所述永磁体(18)的磁力来驱动，并且关闭元件(41)在关闭运动期间被推入阀座(15.1)，而在打开运动期间被从所述阀座(15.1)抬起，其特征在于，所述阀衔铁(40A、40B、40C)被构造为塑料部件，并且所述永磁体(18)在所述阀衔铁(40A、40B、40C)面对所述极芯(11)的第一端侧处被注入或安装到磁体容纳部(43A、43B、43C)中。


2.根据权利要求1所述的双稳态电磁阀(10A、10B)，其特征在于，所述阀衔铁(40A、40B、40C)具有至少两个补偿槽(42A、42B、42C)和至少两个肋(44A、44B、44C)，所述至少两个肋分别布置在两个相邻的补偿槽(42A、42B、42C)之间并且部分地包围所述永磁体(18)。


3.根据权利要求2所述的双稳态电磁阀(10A、10B)，其特征在于，各个所述肋(44A、44B)部分地包围所述永磁体(18)的端部分别被构造为重叠部(45A、45B)，所述永磁体(18)被注入所述重叠部中。


4.根据权利要求2所述的双稳态电磁阀(10A、10B)，其特征在于，各个所述肋(44C)部分地包围所述永磁体(18)的端部分别被构造为锁定钩(45C)，所述锁定钩与所述永磁体(18)锁定。


5.根据权利要求4所述的双稳态电磁阀(10A、10B)，其特征在于，所述锁定钩(45C)分别具有插入斜面(45.1C)，通过所述插入斜面能够安装所述永磁体(18)。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的双稳态电磁阀(10A、10B)，其特征在于，在所述电磁阀(10A、10B)的断电打开位置中，所述永磁体(18)保持在所述极芯(11)处，使得所述极芯(11)与阀衔铁(40A、40B、40C)之间的气隙(12)最小，并且使得所述关闭元件(41)被从所述阀座(15.1)抬起。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的双稳态电磁阀(10A、10B)，其特征在于，在所述关闭运动期间，所述磁体组件(20A、20B)以第一电流方向被通电，所述第一电流方向产生第一磁场(29A)，所述第一磁场(29A)引起所述极芯(11)通过所述阀衔铁(40A、40B、40C)排斥所述永磁体(18)，使得所述阀衔铁(40A、40B、40C)和所述极芯(11)之间的所述气隙(12)增大，并且使得所述关闭元件(41)被推入所述阀座(15.1)。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的双稳态电磁阀(10A、10B)，其特征在于，在所述极芯(11)和所述阀衔铁(40A、40B、40C)之间布置有复位弹簧(16)，其中所述复位弹簧(16)的弹力支持所述关闭运动。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的双稳态电磁阀(10A、10B)，其特征在于，在所述电磁阀(10A、10B)的断电关闭位置中，所述电磁阀(10A、10B)中禁锢的压力和/或所述复位弹簧(16)将所述关闭元件(41)密封地保持在所述阀座(15.1)中。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的双稳态电磁阀(10A、10B)，其特征在于，如果所述电磁阀(10A、10B)中禁锢的所述压力下降到可预设的极限值以下，所述永磁体(18)在所述打开运动期间使所述阀衔铁(40A、40B、40C)向极芯(11)的方向运动，使得所述阀衔铁(40A、40B、40C)与所述极芯(11)之间的所述气隙(12)减小，并且使得所述关闭元件(41)被从阀座(15.1)抬起。


11.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·安布罗西，E·库尔茨，W·斯塔尔，W·舒勒，M·埃森劳尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE