本发明专利技术提供了一种用于确定电磁阀中的柱塞位置的系统及其方法。更具体地，本发明专利技术提供了一种具有用于检测柱塞位置的霍尔传感器的电磁阀，所述霍尔传感器提供包括与其位置相对应的(数字或模拟)输出电压的反馈。电磁阀包括管口、弹簧、密封橡胶、提升阀芯、磁性支架、橡胶垫圈、壳体子组装件、软密封件、传感器组装件、固定芯、可动芯和/或柱塞、线圈、线轴组装件、固定芯板、磁体保持器、永磁体和多个端子。
Integrated system and method for determining the position of the plunger of solenoid valve
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定电磁阀柱塞位置的集成系统及其方法
本专利技术提供了一种用于确定电磁阀中的柱塞位置的系统及其方法。更具体地，本专利技术提供了一种具有用于检测柱塞位置的霍尔传感器的电磁阀，所述霍尔传感器提供包括与其位置相对应的输出电压(数字或模拟)的反馈。
技术介绍
汽车碳氢化合物排放的主要来源之一是燃料系统，碳氢化合物通过燃料箱和化油器通风口从燃料系统中排放。当发动机关闭且发动机热量使燃油系统升温时，汽油蒸发并排放到大气中。此外，白天的加热或晚上的冷却会导致燃油箱呼出并排放汽油烟雾。控制此类排放的努力主要集中在通过修改配方来降低挥发性。此外，汽车配备有碳罐，碳罐收集来自燃料箱和燃料系统的蒸发的燃料，以便在发动机运行时进行净化和燃烧。所有车辆均配备有蒸发排放控制(EVAP)系统。EVAP系统可防止燃油箱中的燃油蒸气泄漏到大气中。此外，EVAP系统捕获了来自燃油箱的燃油蒸气并将其暂时存储在木炭罐中。在这些系统中，电磁阀配置在将燃料箱的上部内部空间连接到木炭罐的通气管中，该电磁阀常闭，只在对燃料箱进行补给时打开。电磁阀是电磁动作阀，在通电和通过流体时会打开或关闭。电磁阀由电磁感应线圈组成，电磁感应线圈绕在可移动的钢或铁弹片(称为电枢)上。线圈的形状使电枢可以移入和移出中心，从而改变线圈的电感，并且从而成为电磁体。电枢用于向某些机构(例如气动阀的控制机构)提供机械力。虽然，这种电磁阀通常用于控制任何东西但是主要用于非常短的距离上，因此具有非常快的反应时间，这些反应时间由控制器电路直接控制。许多这种类型的电磁阀没有提供用于确定致动器的实际状况的装置。换句话说，当将电流提供给电磁阀的线圈以使柱塞朝一个位置或另一位置移动时，没有可用的装置来确定柱塞是否实际上响应了磁场。在配置为提供往复运动能力的电磁阀中，其中，电磁阀的致动导致在电磁阀线圈停止工作后柱塞移动到第一位置和第二位置，能够确定柱塞的实际位置尤为重要。用于确定柱塞的实际位置的方法很重要，因为一些故障可能会导致柱塞处于预期位置以外的位置。例如，电磁线圈实际上可能尚不是被流过其导体的预期电流致动的。这可能是由于断线或电磁阀电路断开引起的。即使电磁阀正常工作且柱塞沿预期的方向移动，设备随后受到的冲击也可能对任何一体部件造成损害，从而导致系统运行不正常。因此，正如我们可以从当前的技术水平推断，这种故障可能会妨碍典型的电磁阀的正常工作，从而破坏EVAP系统的功能。因此，需要一种机构，用于在持续和连续操作期间向车辆系统提供关于电磁阀的销或柱塞的实际操作状态的反馈。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种电磁阀，所述电磁阀装设有至少一个霍尔传感器，用于提供包括位置和(数字或模拟)输出电压的柱塞的反馈。本专利技术的又一个目的是在不同的工作模式(例如，ON开、OFF关、规定的行程或故障状态)下确定电磁阀柱塞的不同位置。本专利技术的又一个目的是定制一种电磁阀，以根据需要(即不限于固定的幅度)给出反馈信号，反馈信号被馈送到传感系统，直到和除非满足规范。本专利技术的又一个目的是在电磁阀的柱塞内装设磁体。本专利技术的又一个目的是引入一种改进的提升阀芯设计，以便在组装过程中排出卡在电磁阀内部的气穴。本专利技术的又一个目的是通过实现软密封件来降低电磁阀的总体制造成本。本专利技术提供了一种用于车辆系统的电磁阀，该电磁阀具有用于柱塞运动的集成位置反馈系统。更具体地，本专利技术提供了一种电磁阀，该电磁阀具有用于检测柱塞位置的至少一个霍尔传感器，霍尔传感器提供关于其位置的(数字或模拟)输出电压方面的反馈。在本专利技术的实施例中，电磁阀包括管口、弹簧、密封橡胶、提升阀芯、磁性支架、橡胶垫圈、壳体子组装件、软密封件、传感器组装件、固定芯、可动芯和/或柱塞、线圈、线轴子组装件、固定芯板、磁体保持器、永磁体和多个端子。在本专利技术的另一个实施例中，提供了具有入口和出口的成型管口，用于连接各个软管。管口由诸如但不限于热塑性塑料、PVC、PUC等的材料制成。此外，二次成型的壳体子组装件由诸如但不限于热塑性塑料、PVC、PUC等的材料制成，包围线轴子组装件和传感器子组装件，成型管口使用诸如但不限于像超声波焊接等方法附接到二次成型的壳体子组装件上。在壳体子组装件上，设置了橡胶垫圈，用于安装电磁阀。在本专利技术的另一个实施例中，提供了一种用于电磁阀线圈的线轴子组装件，该线轴子组装件包括由诸如热塑性塑料、尼龙等的电绝缘材料形成的线轴，该线轴具有轴向延伸的孔。此外，然后将金属线圈或导电材料(例如铜)缠绕或包裹在线轴上，在通电时会产生磁场。将带有线轴的线圈放入磁性支架内，并压接到固定芯板，以形成线圈组装件并提供可持续的磁路。此外，在线轴的一端，端子引脚连接在线轴内，线圈的一端连接到该端子引脚，以接收电输入。在本专利技术的另一个实施例中，所提供的固定芯被组装到线轴的内径中并且在线圈通电时被磁化，提供了可动芯和/或柱塞，其在通电和断电时选择性地打开和关闭向阀的空气供应，提供了一种由(但不限于)聚四氟乙烯，PU等材料制成的密封橡胶，在通电条件下，该密封橡胶阻挡了空气的流动，提供弹簧在通电时将提升阀芯的位置复位。此外，可动芯和/或柱塞组装在线轴的内径内并被吸引到固定芯，其沿一个方向驱动提升阀芯。当线圈断电时，可动芯和/或柱塞通过复位弹簧与固定芯分离，以使阀构件沿相反方向复位。将磁体保持器压配合到可动芯和/或柱塞上，并封装永磁体。在本专利技术的另一个实施例中，提供了一种提升阀芯，由例如但不限于热塑性材料等材料制成。提升阀芯具有圆形轴，该提升阀芯在其整个长度上具有多个平坦表面，以帮助在组装时锁在电磁阀内部的气穴排出，从而保持功能的平稳性和准确性。在本专利技术的另一个实施例中，提供了一种用于电磁阀线圈的传感器子组装件，其包括霍尔传感器和电子辅助装置。传感器子组装件通过将其与端子焊接而附接到壳体子组装件上，并填充有由例如但不限于橡胶、硅酮等材料制成的软密封件，仅用于保护其免受振动和外部环境条件的影响。在本专利技术的另一个实施例中，所提供的用作传感器磁体的永磁体被组装在柱塞的内径内部。此外，在壳体上安装了额定电压例如但不限于5VDC的霍尔传感器，当可动芯和/或柱塞在行程长度内移动时，霍尔传感器检测可动芯和/或柱塞位置，并根据其位置提供(数字或模拟)输出电压方面的反馈。在本专利技术的另一实施例中，通过用软密封件代替端盖和环氧树脂来降低电磁阀的总成本，该软密封件保护传感器子组装件免受振动和外部环境条件的影响。在本专利技术的另一实施例中，能够识别不同的工作模式(即，ON状态、OFF状态、规定的冲程或故障状态)并检测电磁阀柱塞的位置。在本专利技术的另一个实施例中，不同的工作模式被指定为：ON状态：此状态将阀定义为在全额定电压下处于通电状况。在气动条件该状态下，阀处于打开或关闭状态。OFF状态：此状态将阀定义为处于断电状况，并具有较低的额定电压。在气动条件该状态下，阀处于打开或关闭状态。规定冲程：此状态定义了柱塞处于ON状态和OFF状态之间的状况，因此额定电压介于全额定和低额本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电磁阀(10)，具有用于检测柱塞(40)的位置的集成位置反馈系统，所述电磁阀(10)包括：/n管口(12)、弹簧(14)、密封橡胶(16)、提升阀芯(18)、橡胶垫圈(46)、装设有线轴子组装件(22)和传感器子组装件(24)的壳体子组装件(20)、软密封件(44)、固定芯(42)、可动芯和/或柱塞(40)、线圈(28)、磁体保持器(38)、永磁体(36)，/n其中，/n所述线轴组装件(22)包括线轴(26)、线圈(28)、固定芯板(30)、磁性支架(32)和多个端子引脚(34)；/n所述传感器子组装件(24)包括霍尔传感器和多个电子辅助装置；/n所述传感器子组装件由填充在所述壳体子组装件(20)中的所述软密封件(44)固定以防止损坏；/n所述集成位置反馈系统基于所述霍尔传感器感测到的磁场波动来检测所述柱塞(40)的位置，所述磁场波动是在所述线圈(28)通电或断电时，所述柱塞(40)和装设在所述柱塞(40)内部的所述永磁体(36)在行程长度内移动时发生的；/n所述霍尔传感器感测所述磁场波动并且提供电压形式的反馈信号，该信号指示所述柱塞的位置并指示所述电磁阀(10)的多种工作模式。/n...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180504 IN 2018110170061.一种电磁阀(10)，具有用于检测柱塞(40)的位置的集成位置反馈系统，所述电磁阀(10)包括：
管口(12)、弹簧(14)、密封橡胶(16)、提升阀芯(18)、橡胶垫圈(46)、装设有线轴子组装件(22)和传感器子组装件(24)的壳体子组装件(20)、软密封件(44)、固定芯(42)、可动芯和/或柱塞(40)、线圈(28)、磁体保持器(38)、永磁体(36)，
其中，
所述线轴组装件(22)包括线轴(26)、线圈(28)、固定芯板(30)、磁性支架(32)和多个端子引脚(34)；
所述传感器子组装件(24)包括霍尔传感器和多个电子辅助装置；
所述传感器子组装件由填充在所述壳体子组装件(20)中的所述软密封件(44)固定以防止损坏；
所述集成位置反馈系统基于所述霍尔传感器感测到的磁场波动来检测所述柱塞(40)的位置，所述磁场波动是在所述线圈(28)通电或断电时，所述柱塞(40)和装设在所述柱塞(40)内部的所述永磁体(36)在行程长度内移动时发生的；
所述霍尔传感器感测所述磁场波动并且提供电压形式的反馈信号，该信号指示所述柱塞的位置并指示所述电磁阀(10)的多种工作模式。
2.根据权利要求1所述的电磁阀(10)，其中所指示的电磁阀(10)的多种工作模式为：具有全额定电压的ON状态；具有较低额定电压的OFF状态；具有全额定电压和较...
【专利技术属性】
技术研发人员：卡比尔·班达里，托尔斯滕·格里奇，阿马尔迪普·库马尔，尼廷·曼哈斯，甘什亚姆·斯旺卡，迪帕克·尼兰卡里，
申请(专利权)人：帕德米尼VNA机电一体化私人有限公司，
类型：发明
国别省市：印度;IN
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