本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的類型的用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的電磁閥。

背景技術(shù)：

在已知的具有ABS/ESP功能(ABS：防抱死系統(tǒng)；ESP：電子穩(wěn)定程序)的車輛制動(dòng)系統(tǒng)中使用所提及的實(shí)施為電磁閥的進(jìn)入閥，所述進(jìn)入閥在調(diào)節(jié)過程(諸如ABS制動(dòng))中控制在車輪制動(dòng)鉗中的壓力建立。這些電磁閥分別包括電磁組件和閥芯，其中，電磁組件具有繞組支架、線圈繞組、罩殼和蓋板，閥芯具有囊殼、與囊殼連接的閥嵌件、可在囊殼中在閉合位置與打開位置之間沿軸向運(yùn)動(dòng)地引導(dǎo)的且具有閉合元件的銜鐵、以及與囊殼連接的且具有閥座的閥嵌件，其中，閉合元件和閥座形成調(diào)節(jié)通過閥芯的流體流的閥。電磁組件的卷繞到繞組支架上的線圈繞組形成電線圈，該電線圈可經(jīng)由加載于電接頭處的控制信號(hào)來操控并且產(chǎn)生磁力，該磁力使銜鐵克服復(fù)位彈簧的力運(yùn)動(dòng)，其中，在加熱運(yùn)行中在閥芯以內(nèi)的流體溫度可基于控制信號(hào)發(fā)生變化。在進(jìn)入閥的完全通電的情況下，在主制動(dòng)缸與車輪制動(dòng)鉗之間的液壓連接中斷。由于通電，進(jìn)入閥的閉合元件被壓入對(duì)應(yīng)的閥座中，使得流體不再可流動(dòng)通過進(jìn)入閥。這種進(jìn)入閥是可調(diào)整或可調(diào)節(jié)的閥，即，這種進(jìn)入閥不僅可占據(jù)“完全打開”的狀態(tài)(打開位置)和“完全閉合”的狀態(tài)(閉合位置)，而且也可占據(jù)中間狀態(tài)。因此，在某些ABS操作中，可充分利用進(jìn)入閥能夠在QS運(yùn)行(＝準(zhǔn)接通運(yùn)行，Quasi-Schalt-Betrieb)中運(yùn)行的可行性，在QS運(yùn)行中進(jìn)入閥盡可能快地從閉合位置被帶入打開位置中，以將壓力盡可能快地輸送到車輪制動(dòng)鉗中。在此，電磁閥總是每隔若干毫秒就又打開然后又閉合。因此，在車輪制動(dòng)鉗中產(chǎn)生了階梯式的壓力建立。然而，該階梯式的壓力建立與溫度相關(guān)。這首先基于制動(dòng)液的與溫度相關(guān)的粘度。特別是在溫度低于0℃的情況下，粘度隨溫度下降指數(shù)式增加。對(duì)于所述進(jìn)入閥來說，這意味著，進(jìn)入閥的磁性銜鐵不再可這樣迅速地運(yùn)動(dòng)通過粘度更高的流體，使得直至進(jìn)入閥完全打開所持續(xù)的時(shí)間更長(zhǎng)。因此，在溫度更低的情況下產(chǎn)生的壓力等級(jí)更小。為了對(duì)抗這種作用，如今有了所謂的“預(yù)加熱功能”。在此，當(dāng)車輛在外部溫度較低的情況下開動(dòng)時(shí)，對(duì)閥通電，其中，副作用是使進(jìn)入閥閉合。磁性線圈由于持續(xù)的通電受到加熱，并且通過如下的路徑傳遞熱量：線圈-繞組支架-空氣間隙-囊殼-流體-銜鐵槽。當(dāng)熱量到達(dá)磁性銜鐵處的流體時(shí)，在此的流體粘度減小，并且磁性銜鐵可更迅速地運(yùn)動(dòng)通過流體。在已知的預(yù)加熱功能中，從繞組線圈中熱量產(chǎn)生的地方直至閥芯中所希望的熱量輸入的地方的熱量路徑相對(duì)長(zhǎng)并且由繞組支架隔開，繞組支架通常制成具有低導(dǎo)熱值的塑料構(gòu)件。此外，加熱熱量?jī)H由線圈繞組中的歐姆損失產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

相對(duì)于此，根據(jù)本發(fā)明的、具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的電磁閥的優(yōu)點(diǎn)在于，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，加熱功率的很大的份額由直接在電磁閥的鐵磁回路中的電感應(yīng)和隨同產(chǎn)生的渦電流產(chǎn)生，而不是和現(xiàn)有技術(shù)中那樣僅由線圈繞組中的歐姆損失產(chǎn)生。尤其是在磁性銜鐵的表面中和在非磁性的囊殼中感應(yīng)的渦電流直接加熱圍繞磁性銜鐵的流體。本發(fā)明的重要的一點(diǎn)在于，電磁組件的電操控方案與電磁閥的標(biāo)準(zhǔn)操控方案和現(xiàn)今使用的歐姆加熱不同。迄今為止在時(shí)鐘脈沖頻率較高(大多在4kHz至10kHz的范圍中)的情況下使用借助脈沖寬度調(diào)制的單極性操控方案，取而代之現(xiàn)在使用具有明顯更低的頻率的雙極性時(shí)鐘脈沖序列。在傳統(tǒng)的預(yù)加熱功能中全部加熱功率都在線圈中產(chǎn)生，然而在本發(fā)明的實(shí)施方式中全部加熱功率的僅很小的一部分在線圈中產(chǎn)生，而現(xiàn)在為線圈損失的多倍的加熱功率直接在電磁閥的鐵磁回路中感應(yīng)產(chǎn)生。

在歐姆加熱時(shí)以單極性時(shí)鐘脈沖序列出現(xiàn)具有大的直流分量的電流，而在此除了歐姆損失之外在線圈中還產(chǎn)生了巨大的、對(duì)于加熱的應(yīng)用來說所不希望的磁力。與此相反，通過雙極性時(shí)鐘脈沖進(jìn)行的操控方案則引起電流的相對(duì)大的交流分量。電流的直流分量在這種操控方案中完全消失。電流的交流分量引起巨大的交變磁場(chǎng)，所述交變磁場(chǎng)在電磁閥的鐵磁回路引起渦電流，并因此加熱導(dǎo)流的鐵磁部件。根據(jù)磁回路和電磁閥的結(jié)構(gòu)上的實(shí)施方案，雙極性操控方案的頻率在一方面選擇得很低，使得在鐵磁回路中并且特別是在磁性銜鐵中產(chǎn)生盡可能大的渦電流損失。如果應(yīng)避免電磁閥的切換，雙極性操控方案的頻率在另一方面選擇得這樣高，使得磁力不超過與閥實(shí)施方案、尤其是復(fù)位彈簧的彈力相關(guān)的極限值，從而不發(fā)生電磁閥的機(jī)械反應(yīng)。在使用如今普遍的電磁閥的情況下，用于根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)式加熱的操控頻率例如可在0.1kHz至2.0kHz的范圍中。

上文說明的加熱運(yùn)行的一種變型在于，接受電磁閥的機(jī)械反應(yīng)、即，電磁閥的切換。在該情況下，雙極性操控方案的頻率可僅考慮到最大的感應(yīng)的加熱功率來選擇。在另一加熱運(yùn)行類型中，可這樣結(jié)合兩種上文說明的加熱運(yùn)行類型，即，可根據(jù)車輛的實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)在兩種上文說明的加熱運(yùn)行類型“沒有機(jī)械的閥反應(yīng)”或者“具有機(jī)械的閥反應(yīng)”之間進(jìn)行切換并且因此可結(jié)合各自的優(yōu)點(diǎn)。因此，例如可在駐車制動(dòng)器激活的持續(xù)時(shí)間期間或者在具有較大的馬達(dá)噪聲的運(yùn)行狀態(tài)期間選擇“具有機(jī)械的閥反應(yīng)”的運(yùn)行類型，而在不希望有機(jī)械的閥反應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)下，可通過選擇雙極性操控方案的較高的頻率切換到“沒有機(jī)械的閥反應(yīng)”的加熱運(yùn)行類型中。

本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的電磁閥，該電磁閥具有電磁組件和閥芯，其中，電磁組件包括繞組支架、線圈繞組、罩殼和蓋板，閥芯包括囊殼、與囊殼連接的閥嵌件、可在囊殼中在閉合位置與打開位置之間沿軸向運(yùn)動(dòng)地引導(dǎo)的且具有閉合元件的銜鐵、以及與囊殼連接的且具有閥座的閥嵌件。閉合元件和閥座形成調(diào)節(jié)通過閥芯的流體流的閥。在此，電磁組件的置于繞組支架上的線圈繞組形成電線圈，該電線圈可經(jīng)由加載于電接頭處的控制信號(hào)來操控并且產(chǎn)生磁力，該磁力使銜鐵克服復(fù)位彈簧的力運(yùn)動(dòng)。在加熱運(yùn)行中在閥芯中的流體溫度可基于控制信號(hào)發(fā)生變化。根據(jù)本發(fā)明，控制信號(hào)作為具有預(yù)定的頻率的雙極性交變信號(hào)加載到線圈繞組處并且在電磁閥的鐵磁回路中和在囊殼中產(chǎn)生渦電流，該渦電流加熱存在于閥芯中的流體。

通過在從屬權(quán)利要求中提及的措施和改進(jìn)方案可得出在獨(dú)立權(quán)利要求1中給出的用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的電磁閥的有利改善方案。

在根據(jù)本發(fā)明的電磁閥的有利設(shè)計(jì)方案中，電磁閥的鐵磁回路可包括銜鐵、罩殼和蓋板。

特別有利的是，線圈繞組可布置在H橋式電路的電橋支路中，該H橋式電路包括四個(gè)開關(guān)晶體管。電子的H橋式電路也稱作四象限調(diào)整器并且眾所周知地包括四個(gè)開關(guān)晶體管，所述開關(guān)晶體管例如分別實(shí)施成集成有截止極性的續(xù)流二極管的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。

在根據(jù)本發(fā)明的電磁閥的另外的有利設(shè)計(jì)方案中，電磁組件的加熱運(yùn)行可包括至少兩個(gè)加熱模式，所述加熱模式分別具有用于雙極性交變信號(hào)的預(yù)定的頻率范圍。在第一加熱模式中，在第一頻率范圍中的雙極性交變信號(hào)的頻率可預(yù)設(shè)成，使得不對(duì)加載的控制信號(hào)做出閥門反應(yīng)。優(yōu)選地，第一頻率范圍包括在約0.1kHz至2.0kHz的范圍中的頻率。在第二加熱模式中，在第二頻率范圍中的雙極性交變信號(hào)的頻率可預(yù)設(shè)成，使得可獲得最大的感應(yīng)加熱功率。優(yōu)選地，第二頻率范圍包括在約2.1kHz至3.0kHz的范圍中的頻率。

在根據(jù)本發(fā)明的電磁閥的另外的有利設(shè)計(jì)方案中，在第三加熱模式中可根據(jù)車輛的運(yùn)行狀態(tài)在第一加熱模式與第二加熱模式之間進(jìn)行切換，其中，雙極性交變信號(hào)的實(shí)際的頻率與可供使用的車輛電源電壓相關(guān)。因此，例如對(duì)于每個(gè)電壓電位來說最佳的頻率可以特性曲線的形式儲(chǔ)存。特性曲線例如可保存在車輛制動(dòng)系統(tǒng)的控制器中。

附圖說明

在附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例并且在下文的說明中對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)闡述。在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示實(shí)施相同或相似功能的部件或元件。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的電磁閥的實(shí)施例的局部的示意性剖視圖。

圖2示出了電子的H橋式電路的示意性電路圖，其用于操控圖1中的根據(jù)本發(fā)明的用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的電磁閥。

具體實(shí)施方式

如從圖1中可見的那樣，根據(jù)本發(fā)明的用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的電磁閥1的示出的實(shí)施例包括閥芯10和電磁組件20。閥芯10包括囊殼12、與囊殼12連接的閥嵌件16、可在囊殼12中在閉合位置與打開位置之間沿軸向運(yùn)動(dòng)地引導(dǎo)的銜鐵14(其具有未詳細(xì)示出的閉合元件)和與囊殼12連接的閥嵌件16(其包括未詳細(xì)示出的閥座)。閉合元件和閥座形成了調(diào)節(jié)通過閥芯10的流體流的閥。電磁組件20包括繞組支架22、置于繞組支架22上的線圈繞組24、罩殼26和蓋板28，該蓋板向下封閉罩殼26。電磁組件20利用罩殼26和蓋板28推到閥芯10的囊殼12的上部部分上。電磁組件20的卷繞到繞組支架22上的線圈繞組24形成電線圈，該電線圈可經(jīng)由加載于電接頭24.1、24.2處的控制信號(hào)來操控并且產(chǎn)生磁力，該磁力使銜鐵14克服復(fù)位彈簧18的力運(yùn)動(dòng)。在加熱運(yùn)行中，在閥芯10以內(nèi)的流體溫度可基于控制信號(hào)發(fā)生變化、優(yōu)選為升高。根據(jù)本發(fā)明，控制信號(hào)作為具有預(yù)定的頻率的雙極性交變信號(hào)加載于線圈繞組24處并且在電磁閥1的鐵磁回路中和在囊殼12中產(chǎn)生渦電流，該渦電流加熱存在于閥芯10中的流體3。

根據(jù)本發(fā)明的電磁閥的實(shí)施方式例如可用于防抱死系統(tǒng)(ABS)或驅(qū)動(dòng)防滑調(diào)節(jié)系統(tǒng)(ASR系統(tǒng))或電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)(ESP系統(tǒng))。在示出的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的電磁閥1例如實(shí)施為斷電打開的調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥在某些要求下可在QS運(yùn)行(＝準(zhǔn)接通運(yùn)行)中運(yùn)行，在QS運(yùn)行中調(diào)節(jié)閥可盡可能快地從閉合位置被帶入打開位置中。替代地，根據(jù)本發(fā)明的電磁閥1可實(shí)施為斷電閉合的調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥在某些要求下可在QS運(yùn)行(＝準(zhǔn)接通運(yùn)行)中運(yùn)行，在QS運(yùn)行中調(diào)節(jié)閥可盡可能快地從閉合位置被帶入打開位置中。此外，根據(jù)本發(fā)明的用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的電磁閥1的實(shí)施方式可卡緊在未示出的流體塊的相應(yīng)的容納孔中。

如從圖2中可見的那樣，線圈繞組24布置在H橋式電路5的電橋支路中，該H橋式電路包括四個(gè)開關(guān)晶體管Tl、T2、T3、T4。圖2示出了線圈繞組24的具有電感L_w和歐姆電阻R_w的等效電路圖。

如從圖1中進(jìn)一步可見的那樣，電磁閥1的鐵磁回路包括銜鐵14、電磁組件20的罩殼26和蓋板28。在示出的實(shí)施例中，電磁組件10的加熱運(yùn)行包括三個(gè)不同的加熱模式，所述加熱模式分別具有用于雙極性交變信號(hào)的預(yù)定的頻率范圍。在第一加熱模式中，在第一頻率范圍中的雙極性交變信號(hào)的頻率預(yù)設(shè)成，使得不對(duì)加載的控制信號(hào)做出閥門反應(yīng)。第一頻率范圍例如包括在約0.1kHz至2.0kHz范圍內(nèi)的頻率。在第二加熱模式中，在第二頻率范圍中的雙極性交變信號(hào)的頻率預(yù)設(shè)成，使得可獲得最大的感應(yīng)加熱功率。第二頻率范圍例如包括在約2.1kHz至3.0kHz范圍內(nèi)的頻率。在第三加熱模式中，根據(jù)車輛的運(yùn)行狀態(tài)在第一加熱模式與第二加熱模式之間進(jìn)行切換，其中，雙極性交變信號(hào)的實(shí)際的頻率與可供使用的車輛電源電壓相關(guān)。對(duì)于每個(gè)電壓電位來說最佳的頻率優(yōu)選以特性曲線的形式儲(chǔ)存在車輛制動(dòng)系統(tǒng)的控制器中。

本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的電磁閥，其加熱功率中很大的份額由直接在電磁閥的鐵磁回路中的電感應(yīng)和隨同產(chǎn)生的渦電流產(chǎn)生，而不是和現(xiàn)有技術(shù)中那樣僅由線圈繞組中的歐姆損失產(chǎn)生。