CN103999172A - 用于在不同的运行方式下操控可电操作的阀的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操控一能电操作的阀的装置，所述阀具有一阀线圈（1a、1b），所述装置包括：一布置在所述阀线圈（1a、1b）的电路中的用于调节通过所述阀线圈（1a、1b）流动的电流的主开关（5a、5b），以及一与所述阀线圈（1a、1b）并联的具有一空转二极管（3a、3b）的空转路径（6a、6b）。根据本发明设置一空转开关（2a、2b），借助于所述空转开关能够中断或闭合所述空转路径（6a、6b）。由此实现了，将所述阀选择性地在PWM运行中或在开关运行中运行。

Description

用于在不同的运行方式下操控可电操作的阀的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于操控可电操作的阀的装置以及一种具有多个可电操作的阀的制动设备。

背景技术

这里所涉及的可电操作的阀包括一用于产生磁场的阀线圈，借助于该磁场打开或关闭所述阀。这种阀例如在现代的机动车制动设备中作为进气阀、排气阀或切换阀来装配。需要这些阀例如用于能够实施一行驶动态调节或其它功能，例如ABS（防抱死制动系统）或HHC（坡道驻车控制）。在此情况下需要将在车轮制动器上产生的制动压力自动地构建或消退。在此情况下，所述排气阀具有如下任务，即，将液压压力从单个的车轮制动器导出到一存储室中。所述进气阀具有如下任务，即，将由主制动缸所施加的制动压力导向单个的车轮制动器。

在制动回路中包含的阀通常借助于一配属的控制电子装置来操控。该控制电子装置通常设计用于一开关运行或者设计用于一PWM运行。这样，所述阀可以仅在开关运行中或者仅在PWM运行中被操控。

在开关运行中将所述阀针对一预设的持续时间通常利用最大的强度来操控且之后再次完全关闭。在操控所述阀期间，将阀线圈例如经由一接地侧的主开关（低边开关）来接地。为了确保在断开电流之后该电流尽可能快速地消退，不使用空转。由此所述阀线圈当然产生一比较高的诱导电压，其会影响所述电子装置的功能。为了限制该诱导电压，通常设置一所谓的箝位二极管，其与所述低边开关的控制接口连接并且如此地操控该控制接口，使得在所述阀线圈中流动的电流可快速地消退。

前面描述的开关运行主要具有如下优点，即可以特别准确地调节所述阀打开的持续时间并且断开持续时间比较短。由此获得了特别高的压力调节准确度。但所述开关运行的一个缺点在于，所述阀在该运行方式中产生了比较强的且尤其对于驾驶员而言可感受到的噪音。

在PWM运行中借助于一PWM信号（PWM：脉冲宽度调制）来调节通过所述阀线圈流动的电流。在此情况下，处于所述阀线圈的电流路径中的主开关利用一确定的占空比来接通和断开。在接通阶段，所述阀线圈中的电流升高，在断开阶段所述电流经由一空转来消退。为此，从现有技术中已知的在PWM运行中被操控的阀包括一空转路径，其具有一空转二极管，该空转二极管与所述阀线圈并联。PWM操控具有如下优点，即所述阀可以比在开关运行中更平缓地被操控。因此该运行方式引起了明显更少的噪音。当然所述操控不像在开关运行中那样准确并且具有明显更高的关于接通持续时间或断开持续时间方面的公差。因此所述压力调节准确度也不如在开关运行中那么好。

发明内容

本发明的任务是，提出一种用于可电操作的阀的控制电子装置，利用其可将所述阀选择性地在开关运行或在PWM运行中进行操控。

该任务根据本发明通过在独立权利要求中记载的特征来解决。本发明的其它设计方案从从属权利要求中给出。

根据本发明，建议一种用于操控一可电操作的阀的控制电子装置，其具有一布置在所述阀线圈的电流回路中的用于调节通过所述阀线圈流动的电流的主开关以及一与所述阀线圈并联的具有一空转二极管的空转路径。此外，根据本发明的控制电子装置包括一空转开关，借助于其可中断或闭合所述空转路径。当所述空转开关打开时，所述阀可以在开关运行中运行；所述空转路径在该情况下是中断的。相反，如果所述空转开关是闭合的，则所述阀可以在PWM运行中运行；所述空转路径在该情况下是关闭的。因此，根据本发明的控制电子装置能够实现，将阀选择性地在开关运行或在PWM运行中运行。所述空转开关优选布置在所述阀线圈的空转路径中。

所述开关运行可以例如在如下情形中被选择，在这些情形中，取决于作用在车轮制动器上的制动压力的特别准确的压力调节准确度，例如在行驶动态调节的情况下。与此相反，在其它情形中所述压力调节准确度的重要性较小并且处于重要地位的是尽可能小的噪音产生，可以选择PWM运行。这些行驶情形可以例如是如下状态，在这些状态中，混合动力车辆被发电机式地制动并且在液压制动系统中产生的制动压力应该以尽可能小的噪音产生来消退。

所述主开关和/或空转开关优选作为晶体管开关、例如作为MOS晶体管实现。

根据本发明的控制电子装置优选包括一电压限制装置，其限制由所述阀线圈在开关运行中所诱导的电压。所述电压限制装置优选与所述阀线圈的接地侧的接口连接。

所述电压限制装置可以例如包括一齐纳二极管或一另外的适合的结构元件。

根据本发明的一种特殊的实施方式，所述电压限制装置布置在所述阀线圈的一接地侧的接口和所述主开关的一控制接口之间。所述主开关可以例如是一接地侧地布置的晶体管（低边开关）。

所述主开关和/或所述空转开关优选与一控制单元、例如一控制器连接并且由其来根据运行方式“开关运行”或“PWM运行”进行操控。在PWM运行中所述主开关优选利用一确定的占空比来接通和断开，其中，所述空转开关是接通的，从而使得通过所述阀线圈流动的电流在所述主开关的断开状态下可以经由所述空转路径来消退。相反，在开关运行中所述空转开关是断开的且因此所述空转路径中断。所述主开关可以在开关运行中例如完全接通并且在一预设的持续时间之后再次断开。之后，由所述阀线圈诱导的电压优选经由一电压限制装置、例如一晶体管再次消退，所述晶体管经由一齐纳二极管来操控。

当所述操控电子装置针对多个阀设计时，可以针对多个阀线圈设置一个唯一的、共同的空转开关。可选地，当然也可以针对每个阀线圈设置一个自身的空转开关。

根据本发明的用于可电操作的阀的操控电路可以用在机动车制动设备中，用以例如在实施不同的制动功能的情况下将所述排气阀要么在开关运行中要么在PWM运行中操控。

附图说明

下面参照附图举例详细说明本发明。其中:

图1 示出了一种用操控多个可电操作的阀的操控电路的实施方式。

具体实施方式

图1示出了一用于两个可电操作的阀的操控电路，所述阀分别具有一阀线圈1a、1b。借助于所述操控电路可以将所述阀选择性地在开关运行中或在PWM运行中进行操控。

在所述阀的主电流路径8a或8b中分别联接一主开关5a或5b，利用所述主开关来调节通过所述阀线圈1a或1b流动的电流。所述主开关5a、5b在此接地侧地关于所述阀线圈1a、1b布置且因此也称作低边开关。所述主开关在该实施例中作为MOS晶体管实现。漏极接口（D）分别与所述阀线圈1a或1b的接地侧的接口连接，并且源极接口（S）与接地端（GND）连接。所述主开关5a、5b的控制入口（G）分别与一控制器7连接并且由其根据运行方式“开关运行”或“PWM运行”来操控。

在PWM运行中将所述主开关5a、5b利用一确定的占空比来接通和断开。如果所述主开关5a、5b是接通的，则通过所述阀线圈1a、1b的电流升高。在此情况下，没有电流通过一与所述阀线圈1a或1b并联的空转二极管3a或3b流动，因为在所述空转二极管3a或3b上施加一沿着闭塞方向的电压。当所述主开关5a、5b被断开时，所述阀线圈1a、1b在节点Qx诱导一电压，该电压一直升高，直到超过所述二极管电压。之后一空转电流经过所述空转路径3a或3b流动，由此所述电流被消退。

在所述空转路径3a或3b中设置一空转开关2，其在PWM运行中是闭合的，从而电流可以流动。所述空转开关2在此作为MOS晶体管实现，其控制接口（G）与所述控制器7连接。

相反，在开关运行中所述空转开关2是断开的且因此所述空转路径3a或3b中断。为了操作一阀，操控所配属的主开关5a或5b并且在一预设的持续时间之后再次断开。所述阀线圈1a或1b在断开状态中尝试继续驱动通过所述阀线圈流动的电流并且在此情况下在节点Qx产生一诱导电压。为了避免过大的电压峰值，这里设置一电压限制元件4a或4b，其从一预设的电压阈值开始被导入闭塞方向。在此情况下，该电压阈值明显大于在所述空转运行中在Qx上施加的电压。一旦所述电压限制元件4a、4b，例如一齐纳二极管开始导通，则所述主开关5a或5b闭合，由此使得通过所述阀线圈1a或1b流动的电流可经由所述主开关5a或5b朝接地端（GND）流动。所述主开关5a或5b一直保持接通，直到通过所述阀线圈1a、1b流动的电流一直被平息，直到在节点Qx上的诱导电压不再足以将所述齐纳二极管4a、4b搭桥。之后，所述主开关5a或5b再次断开。

在图1中所有的空转路径3a、3b联接在一起并且经由一共同的空转开关2激活或去激活。但该实施方式仅可以在如下情况下应用，即当所有的开关阀应该同时地在所述开关运行中或在PWM运行中被操控时。替选于此的也可以应用多个空转开关。在此情况下每个阀可以独立于其它的阀被操控。这样可以例如仅一第一制动回路或一第一制动器的开关阀在PWM运行中被操控，相反，一第二制动回路或一第二制动器的开关阀在开关运行中被操控。

Claims (10)

1. 用于操控一能电操作的阀的装置，所述阀具有一阀线圈（1a、1b），所述装置包括：一布置在所述阀线圈（1a、1b）的电路中的用于调节通过所述阀线圈（1a、1b）流动的电流的主开关（5a、5b），以及一与所述阀线圈（1a、1b）并联的具有一空转二极管（3a、3b）的空转路径（6a、6b），其特征在于一空转开关（2），借助于所述空转开关能够中断或闭合所述空转路径（6a、6b）。

2. 按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述空转开关（2a、2b）布置在所述空转路径（6a、6b）中。

3. 按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，设置一与所述阀线圈（1a、1b）的接地侧的接口连接的电压限制装置（4a、4b）。

4. 按照权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电压限制装置（4a、4b）包括一齐纳二极管。

5. 按照权利要求3或4所述的装置，其特征在于，在所述阀线圈（1a、1b）的接地侧的接口和所述主开关（5a、5b）的控制接口（G）之间布置一电压限制元件（4a、4b）。

6. 按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于一控制单元（7），其将所述主开关（5a、5b）和所述空转开关（2a、2b）选择性地在一PWM运行中或在一开关运行中操控，其中，在所述PWM运行中所述主开关（5a、5b）利用一确定的占空比被接通和断开，其中，所述空转开关（2a、2b）是接通的，在所述开关运行中所述空转开关（2a、2b）是断开的并且所述空转路径（6a、6b）中断。

7. 按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述主开关（5a、5b）和/或所述空转开关（2a、2b）是晶体管开关。

8. 按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在针对多个阀的设计中，针对多个阀的线圈（1a、1b）设置唯一一个空转开关（2）。

9. 按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述主开关（5a、5b）接地侧地关于所述阀线圈（1a、1b）布置。

10. 具有多个能电操作的阀的制动设备，其特征在于按照前述权利要求中任一项所述的用于操控至少一个阀的装置。