控制一種電磁閥的方法及裝置的製作方法
2023-12-01 08:55:16 2
專利名稱：控制一種電磁閥的方法及裝置的製作方法
現有技術本發明涉及一種電磁閥、尤其是具有防堵轉保護和/或傳動打滑調節的制動裝置的一種電磁閥的控制方法及其裝置。
這樣一種方法及這樣一種裝置例如已由DE-OS4110245公知了。在那裡閥控制器的控制電流一次或多次地中斷，以便作到電磁閥的平穩閉合併防止液力的幹擾噪音。
在具有防堵轉保護和/或傳動打滑調節的液壓制動裝置上尤其在電磁閥打開及閉合時出現噪音。這種噪音不能通過根據現有技術的裝置予以避免。
本發明的任務本發明的任務在於在開始技術領域部分所述類型的一種電磁閥的控制方法及裝置中避免由電磁閥的開關而出現的噪音。該任務將通過獨立權利要求中特徵部分的特徵來解決。本發明的優點通過根據本發明的控制電流波形的形成，可以避免電磁閥閥針對閥檔的強烈撞擊，因為行程較小且不是很快的行進。同時也不會產生通常在打開時形成的液力振蕩，並由此顯著地減少了聲波的發射。
本發明的有利的及合乎目的的結構及進一步構型描述在從屬要求的特徵中。附圖以下將藉助於在附圖中描繪的實施形式對本發明進行說明。附圖為
圖1根據本發明裝置的基本元件的概圖；及圖2各種隨時間變化所記錄的信號。
實施例的描述已經公知了為了對裝有防堵轉保護或傳動打滑調節的機動車的各個輪制動裝置的壓力進行調節，使用了電操作的進入閥及排出閥。對此最好使用兩行程閥，也就是僅具有兩個開關位置(開或關)的液壓閥。通過脈衝序列及可變的脈衝持續時間/脈衝停止時間之比的控制可以達到所需的壓力上升或下降梯度。
插入在制動壓力發送器或主汽缸及輪制動裝置之間的制動導管中的進入閥通常在其靜止位置時轉換在導通狀態，而用於降低壓力的排出閥在靜止位置時阻斷通往回輸泵或通往壓力平衡容器的壓力介質通路。
也可以使用具有三開關位置(升壓，恆壓保持，降壓)的閥結構來取代進入閥/排出閥對。
此外公知了所謂正比閥，它釋放與控制信號成正比的開通孔徑。這類正比閥價格昂貴並且需要高成本的控制裝置。
藉助快速開關閥的公知調節的缺點在於由於快速的銜鐵運動，液壓流體的局部延時及加速形成了很大的噪音。這種噪音將被防堵轉保護或傳動打滑調節部分作為幹擾接收。當藉助傳動打滑調節執行有效制動幹預尤其是用於車速度限制或車速調節時，這種噪音特別是一種幹擾。
在圖1中表示譬如一個防堵轉保護和/或傳動打滑調節裝置的進入閥的狀態。所述的控制並不限制在具有防堵轉保護和/或傳動打滑調節的制動裝置的進入閥控制上。但是在這種進入閥上在噪聲發射的範圍中可得到最大的改善。所述的優選方式也可應用在出現相應問題的制動裝置的範圍上或用於另外的應用。
進入閥100通過其第一接口及通過第一導管105與主制動汽缸110相連接。在第一導管中支配的壓力為P1。該電磁閥100的第二接口通過第二導管115與輪制動器120相連接。在第二導管115中支配壓力為P2。
圖示的電磁閥涉及一種所謂的2/2電磁閥，它可以佔據兩個終端位置。在靜止位置，即只要無電流(第二值)流過時，電磁閥100在第二導管105及第二導管115之間釋放貫流。在該位置上電磁閥的銜鐵由彈簧125保持住。通過線圈130通以第一值I1的電流，將施加了一個抵抗彈簧力FF的力，該力使閥進入其關閉位置。根據本發明的優選方式也可應用在其通電狀態是釋放貫流的電磁閥上。
線圈130的第一電端子與供電電壓Ubat相連接，它的第二端子與一個開關元件140相連接。最好使用一個場效應電晶體作為該開關元件。開關元件的控制端子即場效應管140的柵極端子與控制單元150相連接。通過開關元件的導通，將釋放從供電電壓經過線圈130並經過開關元件140到地端子的電流。
在線圈130的第一及第二端子之間接有一個續流二極體160。這裡該二極體的陰極與供電電壓相連接，而陽極與開關元件相連接。
控制單元150最好涉及一種防制動堵轉和/或傳動打滑調節裝置。它處理來自各個傳感器及另外控制單元，例如車速調節裝置或車速限制裝置的各種信號。
控制單元150根據這些未在圖中示出的信號來確定用於控制電磁閥100的線圈130的信號。如果線圈130被通以電流，則線圈130產生一個力FM。該力FM使電磁閥過渡到其第二位置即關閉位置。在此情況下，在第一導管105及第二導管115之間將不會有壓力的平衡。
由此形成了一個壓力差，它相當於壓力值P1及P2之間的差值。其中壓力P2小於壓力P1。
最好開關元件140由控制單元150提供一種脈寬調製信號，但也可以採用另一種控制信號。根據脈寬調製信號的佔空比PWM在線圈130上流過相應的電流I。對於線圈所產生的力FM具有下式FM＝A×I＋B式中A及B為常數量。
為了使電磁閥抵抗彈簧力FF而運動，必須形成一個合力FZ。為了使合力FZ產生電磁閥銜鐵的運動，需要一個第三電流值I2，它根據下列等式給出I2＝(FF＋FD－FE－B)/A式中力FD與第一導管105中壓力P1及第二導管115中壓力P2之間的壓力差有關。
電磁閥將受到這樣的控制，從其關閉位置不是完全地過渡到其打開位置，而是佔據一個中間位置。該中間位置取決於合力FZ。通過將電流值調節在值I2上可以在已知壓力差也即已知力FD的情況下調節到一個預定的合力並由此調節到一個預定的閥開通截面和壓力梯度。
對值I2這樣地選擇，即它處於第一電流值I1及第二電流值之間。第一電流值I1將電磁閥保持在其關閉位置上。而第二電流值使電磁閥保持在其打開位置上。在圖解的實施形式上該第二電流值為零。
為了實現一定的壓力下降，將要根據第一導管中的壓力P1及第二導管中的壓力P2之間的壓力差來預給定一個電流I2。在該優選實施例中是這樣地實現的，即用脈寬調製信號的確定佔空比來控制開關元件140。該佔空比相當於脈寬調製控制信號的導通持續時間與周期持續時間之比。
換一種形式，即取代脈寬調製信號的控制，可以設計通過使用一種合適的開關元件尤其是晶體三極體來作到，通過預給定一個相應的控制電壓來調節相應的電流波形。
在圖2中表示出脈寬調製信號的佔空比PWM隨時間的變化，流經電磁閥的電流I及壓力P1和P2隨時間的變化。
在圖2a中用實線表示脈寬調製信號的佔空比，用虛線表示合成電流I。在圖2b中壓力P1用虛線表示，而壓力P2用實線表示。
壓力P1通過一次近似後設為一個恆定值。壓力P2在電磁閥關閉時為一低值，並然後在電磁閥打開時幾乎線性地上升到第二值，該值比壓力P1的值低一些。在一定時間內壓力升高的值被稱為壓力梯度。尤其在時間點T2及T3之間壓力也可以取得隨時間變化的另外波形。
直到時間點T1預給定了一個佔空比，該佔空比產生出具有第一值I1的電流。最好這時預給定的佔空比為1，這意味著開關元件140持續地導通。電流值I1是使電磁閥保持在其關閉位置所需的電流值。
在時間點T1上電磁閥處於其關閉狀態。在時間點T1及T2之間電磁閥打開。在圖2中描繪的情況是電磁閥剛好在時間點T2緊前面被打開。
在時間點T1上控制單元150預給出一個信號，它應使得在輪制動器中的壓力P2上升。因此在時間點T1上將使佔空比回到一個較小的值。在圖示的例中從時間點T1開始預定佔空比為0，這意味著開關元件140關斷。由於續流二極體接續了流過線圈130的電流I，使其隨時間t指數地下降到第三值I2，它大於使電磁閥處於其完全開通位置的第二值。
在時間點T2上電流達到其所期望的第三值I2。在該時間點起將給定維持電流I2所需的佔空比。對該佔空比PWM將作出相應的選擇。
對於時間點T1及T2之間的時間間隔DT，在圖示的具有續流二極體及脈寬調製控制裝置上具有以下關係DT＝-T*ln(PWM)其中PWM的量涉及通過下列關係式確定的佔空比PWM＝I2/I1量T涉及一個常數，它實質上取決於線圈的電感值及歐姆電阻值。
從時間點T2開始開關元件140重新被脈寬調製信號控制。對佔空比將這樣地選擇，即調節成電流I2。對時間點T1及T2之間的時間間隔DT這樣地選擇，即調節到確定的第二電流值I2並由此調節到確定的壓力介質貫流量。
這將導致壓力P2隨時間地升高。對於時間間隔DT具有關係式DT＝-T*ln((FF＋FD－FZ－B)/A*I2)為了能調節到確定的合力值FZ及由此達到確定的壓力梯度，必須對第一及第二導管之間的壓力差進行計算和/或測量。其餘的量是常數並可預先固定地給出。在已知壓力差的情況下可通過預給定時間DT調節到任意的電流值I2並由此調節到任意的合力，並由此調節到一個確定的壓力梯度。
藉助於將開關元件140關斷的時間DT的預給定，將電流調節到一個預定的值I2上。電流值I2是使電磁閥保持在配給劑量位置上也即調節到所需的壓力梯度所需的電流值。
在時間點T2及T3之間，電磁閥處於關閉位置及開通位置之間的一個中間位置。在該時間中壓力P2隨時間以一定的斜率上升，該斜率被稱為壓力梯度。該壓力上升斜率與電流值I2有關，並可通過時間DT的預給定和/或通過佔空比的預給定來調節。時間點T2及T3之間的時間間隔確定了壓力P2的值並由此確定了制動力。根據時間間隔DT電流可衰減到不同的值I2。由此可獲得不同的壓力梯度及實現壓力P2不同快慢的壓力上升。時間間隔DT愈長，電流衰減愈厲害，並且電磁閥的開口愈大。在這個階段該2/2電磁閥被這樣地控制，就如同具有一個正比閥的特性。
在時間點T3上佔空比又重新上升到值1，其結果是流過線圈130的電流按照指數函數又上升到原始值I1，並使該電磁閥又過渡到其關閉位置。這導致了壓力P保持在恆定水準上。電流I在該階段重新指數地上升到它的終止值。
在該優選實施例中，圖中以實線表示的佔空比在時間點T2及T3之間隨時變有些下降。其後果是流過電磁閥的電流同樣有些下降。這樣做的原因是，壓力差即壓力P2及P1之間的差在該時間階段中減小了。由此使與壓力差有關的力FD減小了。因此僅需由線圈130產生一個較小的磁力FM，就能使電磁閥保持在其已取得的位置上。這意味著，在時間點T2及T3之間的第二階段中電流跟隨著壓力隨時間的變化。時間點T2及T3之間的電流下降小於時間間隔DT中的電流下降。
權利要求
1.控制一種電磁閥，尤其是具有防堵轉保護和/或傳動打滑調節的制動裝置的一種電磁閥的方法，其中該閥在通以第一電流值(I1)時取得第一位置及在通以第二電流值(0)時取得第二位置，其特徵在於在轉換控制時可這樣地控制閥，即在第一階段中在預定時間(DT)上使電流按照第一函數從第一電流值(I1)過渡到第三電流值(I2)，及在第二階段中近似地保持電流恆定，其中第三電流值(I2)處於第一電流值(I1)及第二電流值(0)之間。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於這樣地選擇第一函數，即在給定時間(DT)後使電流達到預定的第三電流值(I2)。
3.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於第三電流值(I2)和/或預定時間(DT)是根據至少一個壓力差值和/或所需的壓力梯度值來預先給定的。
4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於在第二階段中電流(I2)跟隨壓力隨時間的變化。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於該電磁閥涉及在具有防制動堵轉和/或傳動打滑調節的制動裝置上的進入閥。
6.控制一種電磁閥，尤其是具有防堵轉保護和/或傳動打滑調節的制動裝置的一種電磁閥的裝置，其中該閥在通以第一電流值(I1)時取得第一位置及在通以第二電流值(0)時取得第二位置，其特徵在於設有在轉換控制時這樣地控制閥的裝置，即在第一階段中在預定時間(DT)上使電流按照第一函數從第一電流值(I1)過渡到第三電流值(I2)，及在第二階段中近似地保持電流恆定，其中第三電流值(I2)處於第一電流值(I1)及第二電流值(0)之間。
全文摘要
控制一種電磁閥，尤其是具有防堵轉保護和/或傳動打滑調節的制動裝置的一種電磁閥的方法及裝置，在轉換到通流位置時這樣地控制閥，即在第一階段中在預定時間(DT)上使電流按照第一函數下降並在第二階段中使電流隨時間保持近似恆定。
文檔編號H01F7/18GK1156430SQ95194739
公開日1997年8月6日 申請日期1995年5月5日 優先權日1994年8月22日
發明者亞歷山大·艾希霍恩, 赫爾穆特·維斯 申請人:羅伯特·博施有限公司