CN101065276A - 可电磁控制的调节装置及其制造和/或校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可电磁驱动的调节装置的制造和/或校准方法，该调节装置适用于调节流体的流量并且尤其为液力的或气动的模拟阀或模拟的切换阀(10)。根据该方法，该阀的特性通过***间隔元件(1)来调整。该间隔元件(1)至少可实现复位元件的止挡在轴向方向上根据衔铁运动而移位。有利地对该调节装置的电磁特性进行测量并且将所测得的电磁特性本身或由此导出的参量作为用于控制调整参量的实际值使用。该调整参量被直接用于该调节装置的制造或校准。此外，本发明还涉及一种如上所述的调节装置，通过该调节装置可执行根据本发明的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的方法和一种根据权利要求8的前序部分的调节装置。所述类型的调节装置尤其涉及一种用于至少具有ABS功能的机动车的制动控制***中的模拟数字控制阀(A/D阀)。
背景技术
现有技术中已知，在用于机动车制动***的ABS控制单元中、但也在具有诸如ESP等附加功能的所谓行驶动态控制器中使用可电磁控制的模拟阀，用于改善控制或降低噪声。
在新一代的液压控制装置中使用所谓的模拟切换阀。模拟切换阀是大多通过PWM电流控制而作动的电磁阀，该电磁阀本身被设计为完全打开或闭合，但通过有目的的电流调整这样工作，使得该电磁阀具有模拟的控制特性。
EP 0 813 481 B1(P 7565)公开了一种用于识别可模拟工作的切换阀的切换点、尤其是用于从阀驱动电流的电流变化曲线确定压力情况的方法。
因此，原则上相应的模拟切换阀的压力梯度或流量G可与压差相关地通过改变流经阀的电磁线圈的电流来调整。在控制范围内对体积流Q的调整必须非常精确地执行。重要的影响参量是压差Δp、流经阀的电磁线圈的电流I以及各种在机械方面预给定的通常带有偏差的阀参数。虽然可使用特性曲线族来确定期望的流量，但在精度要求高时上述参量的关系不可无困难地存储在以前确定的特性曲线族中。其原因在于，阀部件由制造引起的偏差对所需的驱动电流具有较大影响。因此需要在制造阀期间对于每个阀单独地确定特性曲线族并且将该特性曲线族存储在控制单元的电子装置的存储器中。但为了建立对于每个阀单独的特性曲线，在配件供应商那里或在机动车制造商工厂的装配线端处对于控制单元的压力加载需要复杂的测量方法。可这样求得的特性曲线族则可如同例如在WO 01/98124 A1(P9896)中所描述的那样被用于调整期望的压力梯度。
在2004年7月28日的在先未公布申请PCT/EP 2004/051635(P10989)中描述了一种作为替换方案的用于对阀进行校准的方法，在该方法中，为了实现更好的阀控制，阀座可移位。
发明内容
本发明的目的在于改善所述调节装置的性能，使得这种调节装置可更好地用于预期的模拟控制。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1的方法和根据权利要求8的调节装置来实现。
已经证实，造成特性曲线或者尤其是其梯度的遗留差异的前述原因在很大程度上由力学上的偏差例如波动的弹簧力和磁力线路的偏差(例如气隙的磁阻等)引起。另外已经证实，对于调节装置的同一的特性应维持确定的气隙范围(例如衔铁与壳体7之间的距离d、间隙)。因此，要求在批量生产中的阀在电磁特性和机械特性方面具有尽可能小的差异。通过维持预给定的气隙范围以及尤其是在确定磁通量的同时调整弹簧力，尤其可获得调节装置的同一的电流特性曲线。因此，本发明优选涉及允许调整特别合适的气隙的方法。
虽然在设计阀时存在气隙d应尽可能大的原因，但这样的做法在电控制方面不利地导致与电流相关的磁力较小。因此对于气隙d存在最佳的范围或值，该范围或值可通过常规的试验容易地得到。
通过本发明的方法可用***到调节装置中的间隔元件来这样匹配复位元件的特征(力/位移特性曲线)，使得在阀的工作点中维持确定的气隙范围。与通过使阀座移位来调整剩余气隙不同，这在实践中已经证实是有利的，因为可品质更好地进行阀控制。因此，通过***间隔元件有目的地调整用于复位元件的安装空间，并且由此有目的地调整复位元件的预压紧力。
根据该方法的优选实施形式，对调节装置的至少一种电磁特性进行测量，并且将所测得的电磁特性本身或由此导出的参量用作用于确定在复位元件的***方向上间隔元件相对于衔铁支承面17(图2)的***深度l的控制参量(Leitgrβe)。以此方式可将工作点中复位元件的弹簧预压紧力调整到确定的值。
对于调节装置的概念理解为用于调整流体流量的阀和闸门。所使用的调节装置特别优选是阀。作为优选的流体是空气或合适的液压液，该液压液在制动器的使用中尤其是市场上可购得的制动液。调节装置包括电磁装置和阀操作装置，该阀操作装置具有闭合元件。该电磁装置优选设置有闭合元件，该闭合元件与衔铁机械地相连接或与该衔铁处于作用连接。该闭合元件优选是挺杆。当没有电流流过激励线圈时，闭合元件通过复位元件运动返回。复位元件优选是复位弹簧。
调节装置优选具有完全打开位置和完全闭合位置。视调节装置的类型而定，即常开(SO-V)或常闭(SG-V)，该调节装置在复位元件的作用下占据这些位置中的一个。合适的复位元件优选是弹簧，该弹簧具有最大程度上预确定的力/位移特性曲线。
根据本发明的方法优选用于制造用于诸如ABS/ESP制动控制单元之类用于机动车制动控制的电液装置的阀。
如已所述，已经证实，造成调节装置特性曲线或尤其是其梯度的不期望的差异的原因在很大程度上由力学上的偏差的例如波动的弹簧力FFeder和调节装置磁力线路的偏差(例如气隙的磁阻等)引起。
用于校准的所测得的电磁特性优选是调节装置的下述组中一个或多个特性：
- 电磁装置的磁阻RM，
- 电磁装置的电感L，
- 作用在阀操作装置上的以电的方式测量的磁力Fmagn或与该磁力相关的磁通量，
- 打开或闭合所需的保持电流Ihalt，或
-打开或闭合所需的打开电流Iff。
作为替换方案或补充，弹簧预压紧力的校准尤其也可通过确定距离l或弹簧止挡的***深度来进行。取代测量***深度，例如通过力传感器来测量弹簧力也是特别合适的。
根据本发明的方法，优选打开电流、保持电流、磁阻或电感通过控制器来调整。这例如可在调节装置完全闭合时或在调节装置以确定方式作动的状态下进行。尤其是在阀的情况下，通过使间隔元件移位来使机械装置中的弹簧预压紧力减小，直到磁通量相应于期望值。
本发明的另一个目的在于，在生产过程期间在电特性曲线方面关于待调整的压力大小获得尽可能小的差异或同一的特性。这优选是确定打开电流与压差之间的关系的特性曲线。因此，根据所述方法的另一个优选实施形式，调节装置在制造或校准期间经历精确确定地预给定的压差和/或精确确定地预给定的流量。
根据该方法的一个优选实施形式，对电磁装置中磁路的总磁阻Rm进行测量。普遍适用的是，取代磁阻，也可考虑以相应的方式使用相应磁路的电感L——涉及线圈的圈数N——作为等价的物理参量，来执行根据本发明的方法。
在磁路中优选设置至少一个附加的测量元件、尤其是至少一个测量线圈，通过该测量线圈可测量电感、磁通量或磁阻。作为测量元件除了线圈之外原则上还可使用其它本身公知的与磁场相关的传感器，如霍尔传感器、MR传感器等，只要它们适用于检测有效的磁通量即可。但由于线圈可成本低廉地制造，使用线圈显得特别合适。
上述测量线圈可在电方面与激励线圈不相关。但根据一个优选实施形式，可将测量线圈在电方面与激励线圈串联地连接。由此得到优点，即仅需要三个控制导线。
除了压差和几何通流特性之外，调节装置或阀的流量G原则上还通过作用在所涉及调节装置的挺杆上的力(挺杆力)来确定。同时磁力Fmagn、通过流体引起的(例如气动的或液力的)与压力相关的力Fhyd和通过复位元件施加的力FFeder作用在阀的挺杆上。在力平衡(挺杆静止)的情况下，这些共同起作用的力相互抵消。在此状态下，在通过激励线圈产生磁力的情况下，正好流过所谓的保持电流Ihalt。
根据本发明的优选方法的特征还在于，优选进行磁通量的测量并且尤其是按照该磁通量进行控制。这之所以是有意义的，是因为在平衡中相应于弹簧力的磁力直接与磁通量相关。
此外，根据本发明的优选实施形式提出，至少作为用于间隔元件的材料使用只能很小程度磁化的金属、如尤其是奥氏体钢，所述材料原则上对于制造调节装置的其它部件也是适用的。由此得到降低所需切换能量(Schaltenergie)的优点。尤其是可避免或降低挺杆导向区域中或壳体中所谓的磁短路。
以上仅适用于常开的阀或调节装置的实施形式也应以类似方式适用于常闭的阀或调节装置。
附图说明
由从属权利要求和下面借助于附图对实施例进行的说明中可得到其它优选实施形式。附图中：
图1是根据所述在先PCT专利申请的模拟阀的截面图，
图2是根据本发明的模拟阀的截面图。
具体实施方式
图1示出了一个电磁阀10，用于具有ABS/ESP功能的机动车中的电液制动***。衔铁6、壳体7、套筒8和线圈13是电磁装置的组成部分，该电磁装置机械地作用在实际的阀上。更确切地说，阀线圈13的磁场使衔铁6运动，由此，该衔铁机械地作用在挺杆5上。挺杆5在此情况下使阀座3中的孔闭合。在常开阀(SO-阀)的例子中，当磁场不存在时，复位弹簧9(该弹簧在该图中没有连贯地画出)将挺杆5压在打开位置中。所示出的阀的衔铁6在阀闭合时靠近壳体7，但仍然不接触该壳体。衔铁与壳体之间保留的空间被称为剩余气隙d。在阀座区域的上方存在用于弹簧9的止挡12，该止挡与壳体7在材料方面成一体。下部的附图标记14表示设置在壳体中的止回阀。设置在止回阀14内部的球15在此由环16保持在预设位置中。
图1中并非根据本发明的电磁阀也可已经在生产地在同一的打开电流特性方面通过使阀座3移位来机械地校准。在此情况下例如使用自动装置对闭合阀位置中的磁阻或对打开电流进行观测。
图2示出了一个电磁阀10，在该电磁阀中，为了调整弹簧力，通过间隔件1使复位弹簧9的朝向阀座的止挡11在朝衔铁的方向上移位(在图中出于简化附图起见弹簧9没有连贯地画出)。由此也可有利地在磁通量相同的情况下在阀的批量生产上维持用于气隙d的预给定范围。
为了校准该阀，在装配期间借助于制造自动装置在止回阀板4的部位上使装配装置轴向地移动到壳体中，该装配装置在轴向方向上是用于阀挺杆的止挡，同时使得止挡套筒4可以移位。现在将预装配的衔铁/挺杆组件插到壳体中，调整剩余气隙并且将其敛好缝。现在使该阀工作。在此情况下，对电流信号在电方面进行分析处理并且由此形成这样一个参量，该参量被考虑作为止挡套筒***的尺度。电流分析处理或者通过对感应电压的积分测量来进行，或者特别简单地通过在电流控制装置关断之后测量线圈电流来进行。为了获得特别高的精度，所述校准方法原则上也可前后相接地执行多次。以上所述方法尤其也可随着阀的附加的压力加载来执行，由此得到信号品质方面的优点。
Claims (8)
1.一种用于制造和/或校准可电磁驱动的调节装置的方法，所述调节装置适用于控制流体的流量并且尤其为液力的或气动的模拟阀或模拟的切换阀(10)，所述调节装置包括可借助于激励线圈(13)驱动并且至少具有可运动的衔铁(6)的电磁装置，该电磁装置机械地作用在用于使该调节装置打开和闭合的阀操作装置上，该阀操作装置至少包括闭合元件(5)、用于在该激励线圈不被激励时使该闭合元件打开或闭合的复位元件(9)和阀座(4)，用于使该调节装置打开或闭合的该闭合元件配合在该阀座中，其特征在于：所述阀的特性通过***具有确定长度a的间隔元件(1)来调整，该间隔元件至少可实现该复位元件的止挡在衔铁运动的轴向方向上移位；或者该间隔元件(1)***到确定的位置中，该位置引起衔铁支承面(17)与间隔元件的支承面(11)之间确定的距离l。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：对所述调节装置的至少一种电磁特性进行测量并且将所测得的电磁特性本身或由此导出的参量作为用于控制调整参量的实际值使用，并且该调整参量被直接用于该调节装置的制造或校准。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述电磁特性是所述调节装置的以下特性中的一个或多个：
-所述电磁装置的磁阻RM，
-所述电磁装置的电感L，
-作用在所述阀操作装置上以电的方式测量的磁力Fmagn，
-打开或闭合所需的保持电流Ihalt，或
-打开或闭合所需的打开电流Iff。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：尤其是打开电流、保持电流、磁阻或电感的所述电磁特性在所述调节装置完全闭合时通过所述控制来调整。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述调节装置的校准通过所述间隔元件(1)的轴向移位来进行，并且所述位置通过测量所述衔铁支承面(17)与该间隔元件的支承面(11)之间的距离l或者通过测量弹簧力来获得。
6.根据权利要求2至5中至少一项所述的方法，其特征在于：对于一系列阀，在考虑所述电磁特性的情况下通过使所述间隔元件移位来维持对于气隙d的大小特别合适的范围。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于：所述校准是在所述阀的制造过程期间执行的机械校准。
8.一种用于控制流体的流量的调节装置(10)，尤其是液力的或气动的模拟阀或模拟的切换阀，该调节装置可电磁驱动并且包括可借助于激励线圈(13)驱动并且至少具有可运动的衔铁(6)的电磁装置，该电磁装置机械地作用在用于使该调节装置打开和闭合的阀操作装置上，该阀操作装置至少包括闭合元件(5)、用于在该激励线圈不被激励时使该闭合元件打开或闭合的复位元件(9)和阀座(4)，用于使该调节装置打开或闭合的该闭合元件配合在该阀座中，其特征在于：所述调节装置在该复位元件的区域中包括具有确定长度a的间隔元件(1)，该间隔元件构成该复位元件在衔铁运动的轴向方向上的止挡，其中，该复位元件尤其是直接设置在该阀座的上方；或者所述调节装置在该复位元件的区域中具有间隔元件(1)，该间隔元件在该间隔元件的支承面(11)与衔铁支承面(17)之间具有确定的距离l。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |