CN110249396B - 双稳态的磁阀装置和用于监控该双稳态的磁阀装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于流体系统、特别是压缩空气系统的双稳态的磁阀装置(10)，其中，双稳态的磁阀装置(10)具有双稳态的磁阀(1)，该磁阀带有：永磁体(4)、能在第一衔铁位置(I)与第二衔铁位置(II)之间移位的衔铁(6)、用于通电以使衔铁(6)移位到第一衔铁位置(I)中的第一切换线圈(5a)、用于通电以使衔铁(6)移位到第二衔铁位置(II)中的第二切换线圈(5b)以及用于对切换线圈(5a、5b)进行驱控和通电的末级(11)。在此规定，设有评估装置(14)用于测量在至少一个未通电的切换线圈(5a、5b)上感应出的线圈电压(Uia、Uib)和/或感应出的线圈电流以及用于评估衔铁(6)的切换行为。

Description

双稳态的磁阀装置和用于监控该双稳态的磁阀装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于流体系统的双稳态的磁阀装置，流体系统尤其能够是商用车辆的压缩空气系统，本发明还涉及一种用于监控这种双稳态的磁阀装置的方法。

背景技术

双稳态的磁阀使用在流体系统中、例如在商用车辆的压缩空气系统的驻车制动器中，并且实现了在两个阀位置之间的移位，这两个阀位置均能够在磁阀的无电流的状态下保持。为了驱控而设有末级，末级具有用于驱控双稳态的磁阀的控制装置和必要时另外的部件；磁阀和另外的部件因此形成了磁阀装置。

双稳态的磁阀通常具有永磁体和能相对该永磁体移位的衔铁，衔铁在其两侧的衔铁位置中分别形成了将衔铁保持在相应的衔铁位置中的铁磁路或永磁体回路。为此尤其能够设有磁轭，磁轭与第一和第二铁芯、衔铁以及永磁体一起构成了铁磁路。衔铁在其衔铁位置中分别直接地或无气隙地贴靠在两个铁芯中的其中一个铁芯上，因而构成了高磁通密度(强磁场)；朝着另一个铁芯则构成了气隙，该气隙削弱另一个铁磁路。

在衔铁位置之间的转换过程通过第一和第二切换线圈执行，这些切换线圈例如能够构造成静态的或构造在磁轭中，但例如也能够构造成在运动的衔铁上的衔铁线圈。针对转换过程，例如将电压脉冲通过电压斜升或者作为矩形脉冲指定给相应的切换线圈，因而永磁体构造方案的第一或第二电磁体的场叠加并且将衔铁移位到另一个衔铁位置中，其中，另一个切换线圈保持无电流。

因此除了切换过程以外，也就是说没有施加切换电流时，衔铁通常保持在其相应的衔铁位置中。但当磁保持力被克服并且衔铁移位到另一个仍旧是自动保持的衔铁位置中时，原则上能够基于例如机械的冲击来实现衔铁的移位。

通过电流脉冲原则上实现了安全的移位过程。基于脏污，例如磨蚀和磨损，可能在衔铁上出现威胁到安全的衔铁移位的附着或摩擦。在切换过程期间出现的突然的机械震颤也能够威胁到衔铁的机械的移位。

发明内容

本发明所基于的任务是，创造一种磁阀装置和一种监控该磁阀装置的方法，它们保证了安全的运行。

该任务通过按照本发明所述的双稳态的磁阀装置以及按照本发明所述的用于监控双稳态的磁阀装置的方法解决。在此，补充性地设有带这种磁阀装置的电动气动的手制动器。

因此，按照本发明，测量和评估感应出的线圈电压和/或感应出的线圈电流，感应出的线圈电压或感应出的线圈电流在未通电的切换线圈中形成。在此认识到，能够通过未通电的线圈来监控衔铁的切换行为，这是因为衔铁的移位或衔铁的切换在未通电的线圈中感应出电流或电压。

在此，既能够在期望的切换过程期间监控切换行为，也就是说，监控按规定的切换过程，也能够在未通电的静止模式期间监控切换过程的根据规定所发生的错误。

按照本发明，在此认识到，原则上会出现两种可能导致在未通电的线圈中感应出电压的物理效应：

通过有源切换的切换线圈实现的变压器效应，该有源切换的切换线圈在非切换性的(被动的)切换线圈中直接产生电压。因此双稳态的磁阀利用其切换线圈和铁磁路如变压器那样地作用：已通电的切换线圈产生了随时间变化的磁通，磁通又在未通电的切换线圈中感应出电压。

发电机效应，其基于：衔铁被磁化并且衔铁因此相对于线圈设施或铁磁路的移位而感应出电压。在此，磁化的衔铁通常容纳在切换线圈内的衔铁自由空间中，因而衔铁运动穿过切换线圈，从而直接在包围的切换线圈中感应出电压。在未通电的线圈中能够直接读取这个感应出的电压。

因此通过监控未通电的切换线圈的感应式的电气行为，能够在铁磁路或磁阀中没有附加的器件或装置的情况下推断出切换行为。因此能够随后由评估装置接收和评估感应出的电压或感应出的电流，而无需在磁阀装置中的更多的直接的仪器方面的耗费。

按照本发明，因此也尤其认识到，不需要检查切换性的线圈电流或通过附加的传感器等来监控衔铁运动，这是因为感应式的电气行为已经实现了对衔铁的运动的充分的推断。

因此，通过监控衔铁的移位，能够在由于完全实施衔铁的移位，也就是说特别是不期望的衔铁移位或在期望的移位过程时不移位而产生严重的故障或危险之前，就已经在其产生方面监控到错误或危险状况。因此相比对衔铁位置的单独的探测实现了如下优点；探测衔铁移位或衔铁运动能在达到最终移位之前对可能的、对于安全而言重要的错误做出快速反应，例如已挂入的手制动器的松开或在行驶期间不期望地挂入手制动器或驻车制动器。

在接通点火时的转换监控中监控：在施加切换电压的电压脉冲时是否实际上进行了衔铁位置的移位。因此未通电的线圈能够用于传感。在未通电的传感式的切换线圈中，负的脉冲既能够通过变压器效应也能够通过发电机效应来实现，它们能共同产生相对较高的负的电压。

因此已经实现了对按规定的切换过程的安全的检查。

感应出的线圈电压或线圈电流能够通过用于调整工作点和/或分离电位和/或限制电流的合适的功能电路来接收并且传输给评估装置。因为车辆电子器件或者末级的控制装置和评估装置或者磁阀装置通常被供应正的车载电压，所以能够设置功能电路，例如分压电路，该功能电路给感应出的负的电压脉冲叠加正的偏置电压(偏压)。因此特别是在接通点火时产生正的偏置电压是有利的，从而能够评估电压的叠加的暂态。

倘若确认尽管导入了切换过程(也就是说存在控制装置的切换信号)但仍没有探测到衔铁移位，那么就能够发出故障信号和/或发出较长的电压脉冲给有源的、已通电的切换线圈，以便再次导入切换过程。

此外，实现了对静止模式中的无意间的切换的监控，也就是说对没有控制装置的切换信号输出的情况下的切换的监控。这种监控在接通点火时、但也在断开点火时进行，也就是说，既在车辆行驶时也在车辆停车时进行。因为两个切换线圈未被通电，所以两个切换线圈也能用于探测。

在对静止模式或无意间的切换的这种监控中，仅产生发电机效应。如在两个切换线圈中感应出的电压那样，通常在极性或符号上是相反的；因此产生了负的脉冲和正的脉冲，能够有选择性地对它们进行评估。因此，能够例如直接监控正的电压脉冲，这是因为不需要叠加正的偏置电压用以评估正脉冲，该正的偏置电压基于例如分压电路分别引起附加的电流消耗并且例如车辆电池在断开点火时可能放电。

因此认识到：为了监控静止模式，末级或用于切换线圈的驱动电路也能被断开并且因此能够是高电阻的，这是因为正的脉冲包含一定的能量，所述能量能够相应地用于唤醒评估装置，而不需要用于偏置电压的附加能量或其它装置。因此，在接通末级或控制装置时以及在断开末级或控制装置时，都不需要对静止模式的总是消耗电流的状态进行监控。因此能够由正的电压脉冲直接形成用于唤醒电路和/或中断电路的唤醒信号、激活信号或中断信号或输入信号。

在此例如以如下方式监控两个切换线圈，即，它们通过功能电路被指定给评估装置(微处理器)的单独的输入端，因而也能补充性地监控无意间的衔铁移位的方向，从而与评估装置连接的控制装置能够立即做出反应并且将衔铁又移位回到正确的位置。在此，也在衔铁运动期间探测衔铁移位，从而能够非常快速地导入对应反应，并且因此能在产生危险状况之前在流体系统、例如电动气动的手制动器中快速地停止不期望的压力上升或压力变化。

因此在点火的接通状态下和在点火的断开状态下均能实现对静止模式或不期望的切换的监控，当断开点火时，例如用于唤醒评估装置和控制装置的电流消耗很小，这在外部能量输入方面是有优势的。

对感应出的线圈电压的定性评估能够例如通过评估电压大小或已达到的电压电平、例如通过与参考电压的比较(比较器)实现。此外，也能够检查所产生的电压脉冲的持续时间，以便能获知错误的短暂的不属于衔铁位置的电压峰值；此外，线圈电压的极性说明了衔铁的运动方向。

因此尤其能够在控制和评估装置的断开状态下(断开点火、例如无电流状态或静止模式)直接接受两个切换线圈的正的脉冲并且将正的脉冲用于唤醒和接下来的驱控；在接通状态下(点火接通)，能够有利地实现利用偏置电压来评估，这是因为在分压电路上自动施加偏置电压，其根据负的脉冲的评估是有利的。

偏置电压也能补充性地设计成能切换的，因而偏置电压仅在存在切换信号时接入。原则上偏置电压也能从切换脉冲或切换信号分出。

除了评估未通电的切换线圈外，能够设置补充性的传感绕组，其直接产生正的脉冲。

因此尤其也给出了一种用于以很小的硬件耗费和快速干预或快速对应反应的可能性来监控双稳态的磁阀装置的方法，该方法实现了对按规定的切换过程以及对按规定的静止模式的安全的监控。

按本发明的磁阀装置能够尤其用按本发明的方法来监控；按本发明的方法尤其设置用于监控按本发明的磁阀装置。

附图说明

接下来借助附图就一些实施方式详细阐释本发明。附图中：

图1示出在通过外部的力使衔铁移位时在测量发电机效应的情况下的按照第一种实施方式的双稳态的磁阀装置；

图2示出在通过伴随电压斜升的电气的切换过程使衔铁移位时的图1的磁阀装置；

图3示出图2的移位过程的电路技术上的评估的一个示例；

图4示出在对应于图2、3没有衔铁移位的情况下电气驱控时的磁阀装置；

图5示出在以电压级的切换过程中在产生发电机效应和变压器效应的情况下的磁阀装置；

图6示出按照一种实施方式的在有源的切换过程中带有评估电路的磁阀装置；

图7示出按照另一种实施方式的带有评估电路的磁阀装置；

图8示出按照另一种实施方式的带有评估装置的磁阀装置，其用于获知无意的切换过程。

具体实施方式

图1示出了双稳态的磁阀(双稳态的电磁阀)，其构造成电动气动的二位二通阀，该二位二通阀带有第一铁芯2a、第二铁芯2b、磁轭3、永磁体4、第一切换线圈5a以及第二切换线圈5b并且此外还带有能在衔铁自由空间7内移位的衔铁6(铁芯)，衔铁能在第一衔铁位置I和第二衔铁位置II之间移位。双稳态的磁阀1具有三个气动的接头，也就是说，双稳态的磁阀构造成电动气动的二位三通阀，在此带有第一气动的接头8a、第二气动的接头8b以及第三气动的接头8c，它们视衔铁位置I或II而定地相互连接。因此例如在图1的左边的衔铁位置I中，气动的接头8b和8c通过由衔铁6释放的衔铁自由空间7相互连接并且第一气动的接头8a通过衔铁6或左边的衔铁密封件6a封闭；而在右边的衔铁位置II中，第二气动的接头8b则通过右边的衔铁密封件8b封闭，右边的衔铁密封件还压入到衔铁6中，因而气动的接头8a和8c相互连接。

铁芯2a、2b以及磁轭3和衔铁6或衔铁的柱形的衬套由铁磁的导磁材料、特别是铁形成；永磁体4被永久地磁化并且在此构造成例如带有径向靠内的南极S和径向靠外的北极N的径向磁体。永磁体因此在此优选构造成具有径向磁化的环或孔板。但作为对此的备选也能够使用径向布置的轴向磁体，也就是说，带有沿轴向方向彼此相继的北极和南极。

通过这种磁性构造，在切换线圈5a和5b没有通电时达到了双稳态的磁构造，其中，衔铁6被保持在其两个衔铁位置I和II的任一个衔铁位置中；视衔铁位置而定，在沿轴向方向于铁芯2a和2b之间形成的衔铁自由空间7中形成气隙9，该衔铁自由空间在轴向方向上比衔铁6更大；在右边的衔铁位置II中，气隙9因此构造在左边，也就是说，构造在衔铁6和(左边的)第一铁芯2a之间；在左边的衔铁位置I中，气隙9相应地构造在右边的位置中，也就是说构造在衔铁6和右边的铁芯2b之间；在另一侧上，相应地不构成气隙。各自的气隙9在此极大地削弱了左边或右边的磁场，因而两个衔铁位置I和II是稳定的。

为了在衔铁位置I和II之间变换，设有两个切换线圈5a和5b；在右边的衔铁位置II中例如对左边的切换线圈5a通电时，(左边的)第一电磁场EM1与(左边的)第一永磁磁场PM1重叠，使得磁场PM1和EM1的叠加强于保持的永磁磁场PM2，因而衔铁6基于较大的磁力而移位到左边的衔铁位置I中，并且反过来在对(右边的)第二切换线圈5b通电时从左向右移位。相应的另一个无源的切换线圈5a、5b则未通电。

在图1所示的构造方案中，切换线圈5a和5b因此分别通过正的线圈接头15a、b和铺设地线的负的线圈接头16a、b通电。

双稳态的磁阀1容纳在双稳态的磁阀装置10中，双稳态的磁阀装置除了双稳态的磁阀1外还具有末级11，在末级中设有控制装置12和评估装置14，控制装置和评估装置也能够组合式构造；按照不同的构造方案，在此能够设有功能电路，如电阻R1、R2，此外也能够设置按照图6的功能电路17或按照图7的功能电路117，用于调整工作点、用于电位分离和/或用于电流限制。图6和7的功能电路17、117设置用于抑制可能导致结构元件损毁的负电压。

双稳态的磁阀装置10能够尤其构造在电动气动的驻车制动系统中，也就是说，构造成电动气动的驻车制动器的切换阀，该驻车制动器即使在没有通电时也对应衔铁位置I和II安全地保持在相应的切换位置中，也就是说，挂入或没有挂入驻车制动器。

为了变换，借助控制装置12、例如通过切换信号S1、S2分别将短的电脉冲输入给正的线圈接头15a或15b；这能够按照图2通过电压斜升也就是说缓慢提升的线圈电压，或者借助按照图5的矩形脉冲来实现。电压斜升尤其设置用于，将电流的时间变化(时间的导数di/dt)保持得很小，因而变压器效应保持得很小。

评估装置14用于监控未通电的切换线圈5a或5b的电气行为并且由监控推断出切换行为，也就是说推断出衔铁6的衔铁运动。在此，有利地分别测量至少一个感应出的线圈电压或感应出的线圈电流，也就是说，在(左边的)第一切换线圈5a中感应出的第一线圈电压Ula或在(右边的)第二切换线圈5b中感应出的第一线圈电压Ulb。这种监控随后能够参考对附图的说明既在切换过程时也在静止模式(静止状态)中或未通电的状态中进行：

在未通电的静止模式中，双稳态的磁阀1的任务是保持相应的衔铁位置I或II。但通过外部的力，例如通过机械冲击，例如在基于不平整的道路或基于车辆本身中产生的振荡所引起的强烈的晃动或撞击时，衔铁6可能作为能机械地移位的部分在衔铁自由空间7内移位。由衔铁6控制的所施加的气动的压力本身也能够支持这种移位，这是因为它们在衔铁自由空间7中作用到衔铁6上。

线圈电压Uia或Uib的感应基于下列物理的效应中的一个或两个来实现：

发电机效应：运动的衔铁6通过永磁磁场PM1和PM2被磁化，因而在衔铁位置I和II之间运动的衔铁在切换线圈5a和5b中分别感应出电流；衔铁6因此本身是(永)磁体，其基于其运动引起在环绕的线圈5a和5b中的发电机效应。这在图1中示出：例如从左边的衔铁位置I运动到右边的衔铁位置II中的衔铁6在第一切换线圈5a中感应出第一线圈电压Ula作为电压峰值，相应地在右边的切换线圈5b中感应出第二线圈电压Uib。与接头或极性对应地，Uia和Uib彼此符号置换，这是因为切换线圈5a和5b彼此反转地相联。在此能够如图1中所示那样构成-15伏或+15伏的发电机电压Uia和Uib，它们通常能够具有所示出的表征性的带有第一上升部、鞍部或中间平台以及随后的例如为+/-15伏的电压峰值的走向。持续时间tw能够例如是3ms。

控制装置12，例如手制动器控制装置，因此能够分别通过第一切换线圈和第二切换线圈的正的线圈接头15a和15b对第一切换线圈5a和第二切换线圈5b通电，例如按照图6通过开关25a、25b通电以构成矩形电压，或者借助电压斜升。控制装置12能够与评估装置14组合地构造成控制和评估装置；作为对此的备选，评估装置14和控制装置12能够交换信号。

因此按照图1在静止模式中实现了对在衔铁位置I和II之间的无意间的切换的监控，其中，这种监控能够在接通点火以及在关断点火时进行。

在断开点火时监控的情况下，通过发电机效应产生的感应出的线圈电压Uia、Uib能够用作外部的能量输入并且唤醒非有源的、例如切换到睡眠模式的或者被完全关断的控制装置12和/或非有源的评估装置14。为此例如形成用来唤醒或接通控制装置12和/或评估装置14的唤醒信号。

按照图1，原则上能够使用第一和/或第二线圈电压Uia、Uib的基于发电机效应产生的负的和/或正的电压脉冲。在图1中例如Uia是负的。在此，充分利用正的电压脉冲(在此因此为Uib)是有利的，这是因为正的偏置电压的产生引起了一定的电流消耗，并且当点火被关断时，车辆电池因此放电。

因此能够监控有源的切换线圈，这是因为所属的末级是关断的并且因此是未激活的。第二线圈电压Uib的发电机电压脉冲是正的并且含有所需的能量，以便作为唤醒信号唤醒控制装置12，例如用于接通开关(例如晶体管)，该开关关掉从永久的电压端子(端子30)对ECU的能量供应，或者作为唤醒输入端的输入信号。

按照图6和7，两个切换线圈5a和5b的两个感应出的线圈电压Uia和Uib能够输入给单独的输入端，也就是说评估装置14的第一测量输入端14a和第二测量输入端14b。由此能够评估，衔铁6沿哪个方向无意间运动，从而控制装置12能够立即做出反应，使得控制装置将衔铁6又移位回到之前的衔铁位置I或II中，也就是说，发出复位信号。这种应对反应能够极为快速地导入，从而通过变换双稳态磁阀1而能在产生危险的状况之前，即在手制动器松开之前或者在行驶期间挂入手制动器之前，停止不期望的压力上升。

因此为了变换，控制装置12将切换信号S1或S2发给开关装置25a、25b，例如MOSFET，开关装置将正的线圈接头15a、15b与正的供应电压连接起来。

按照图6的实施方式，通过接在正的线圈接头15a、15b以及测量输入端12a和12b之间的测量电阻Ra和Rb高电阻地进行电压测量，测量电阻用于电压电平去耦。在此，二极管Da、Db，优选作为齐纳二极管设置用于避免有害的正的高电压脉冲以及用于避免有害的负的电压脉冲。

此外，实现了就按规定的切换过程，也就是说在衔铁位置I和II之间的按规定的变换而言对双稳态的磁阀装置10的监控，也就是说在接通点火时的变换监控：

通过切换信号S1或S2，按照图6、7、8对切换线圈5a或5b通电，以便使衔铁相应地运动到另一个衔铁位置II或I。在此，在未通电的、因此用作传感器线圈的切换线圈上测量：在施加电压脉冲时是否实际上进行了切换过程：

在这种切换过程中，在未通电的切换线圈(传感器线圈)上、例如切换线圈5a上，出现负的电压脉冲Uia，该负的电压脉冲通过两个物理的效应感应出：

一方面如在上述实施方式中那样，通过运动的衔铁6而产生发电机效应。通过所施加的永磁磁场PM1和PM2使衔铁6本身被磁化或者是永磁磁场的一部分，从而运动的衔铁6用作在静态的切换线圈中、因此也在无源的切换线圈5b中的发电机。

此外，作为第二物理的效应产生变压器效应，由此，两个切换线圈5a和5b的布置构成变压器，变压器促成了从随时间改变的线圈电流经由随时间改变的磁通又到线圈电压的转换。第二切换线圈5b的通电导致第二电磁场EM2的磁通的形成，其随时间的变化又在无源的第一切换线圈5a中导致了感应出电压脉冲。在此，电磁场的磁通，例如也部分地延伸经过运动的衔铁6，因而效应叠加，此外也例如通过整个磁轭3包围两个线圈，因而在两个切换线圈5a、5b中的其中一个切换线圈上的通电通过形成电磁场且经由共同的磁轭3、铁芯2a、2b以及衔铁6总是在无源切换线圈中产生感应。

通过所说明的电压斜升驱控，也就是说用小的di/dt或小的随时间的电流变化，能够尽可能抑制对阀的功能上的作用而言原则上不期望的变压器效应。

这在图2中示出。倘若衔铁6应当被夹紧，那么发电机效应被取消并且通过小的di/dt，也就是说电流的小的随时间的变化，仅感应出了能忽略的很小的电压。

这种借助比较电压电平进行的区分来获知按规定的切换过程在此是最为简单的检查可行方案；原则上也能够检查电压脉冲的形状，但这可能更为耗费，这是因为通常评估单元14(如在KFZ技术中常见的那样)有利地探测正的电压或者不设置用于评估负的电压脉冲。因此为了评估负的电压脉冲，能够通过合适的功能电路17将正的偏置电压Ubias与传感式的切换线圈5a上产生的负的脉冲叠加(相加)，从而将电压脉冲作为正的偏置电压的差或减小量输送给评估装置14。

倘若探测到衔铁运动，则控制装置12能够以不同的方式做出反应，例如重新将比切换信号S2更长的电压脉冲输出给第二切换装置25b，以便重新促使衔铁朝这个方向移位并且/或者发出故障通知。

图3示出了对转入第二衔铁位置2的切换过程进行监控的一种实施方式，也就是说，带有有源的第二切换线圈5b和传感式的第一切换线圈5a，其中，又输入在图2中示出的电压斜升作为线圈电流并且在正的第一线圈接头15a上截取的线圈电压Uia通过功能电路而减小，功能电路具备带有电阻R1、R2的相对于供应电压UV的分压电路，从而在分压电阻R1和R2之间具有通过分压电路产生的正的偏置电压，这是因为第一切换线圈5a是无电流的并且因此低电阻地接地。因此产生了偏置电压Ubias，所产生的电压脉冲相应地负地从该偏置电压减去；评估装置14能够相应地评估所产生的这个(随后的)第二测量信号，其中，在此又设有二极管D1作为对过高的电压值的防护并且在过高的电压值时导通。

按照图4，发生了没有按规定的切换过程，在该切换过程中，因此仅出现了变压器效应，这是因为衔铁6没有运动，因为衔铁例如已经在第二衔铁位置II中并且因此不能再移位。为此，从Ubias减去地仅产生了峰值电压Uib＝-2.5V。

已表明的是，图4和图5的曲线最初首先是相同的或类似的，这是因为在此首先是导入了变压器效应；发电机效应然后在随时间运动的衔铁的情况下仅在图5的第二种情形中出现，因而峰值在此变强(也就是说v变大)，其中，如上面已经说明的那样，原本的发电机效应能够与另外变压器效应叠加。

因此，按照图6，两个切换线圈5a和5b的两个线圈接头15a能够与评估装置14的具有合适的功能电路、例如二极管Da、Db的测量输入端14a、14b连接。

图7示出了一种示例性的实施方式，以便评估两个电压脉冲。因此按照图7，根据感应出的电压来评估两个切换电压5a和5b，以便能执行上面说明的两种监控，也就是说，对静止模式的无意间的切换的监控和对按规定的切换过程的监控。在此设有唤醒设备26，唤醒设备接收经由二极管D10、D11从两个感应出的线圈电压Uia和Uib中滤出的正脉冲，此外，设有IRQ装置27以产生中断请求IRQ，其中，该IRQ装置27能够构造成微处理器上的输入端。

此外，两个感应出的电压Uia、Uib如已经参考图6所说明的那样，按照图7的实施方式经由相对地线的且相对正的供应电压Uv的保护二极管输送给评估装置14的测量输入端14a、14b。在保护电阻Ra、Rb(测量电阻)的合适的规格设定下，必要时也能取消这些二极管。正的偏置电压经由电阻和二极管来输送。

按照图8，两个正的线圈接头15a、15b经由保护二极管Da、Db输送给评估装置14的共同的测量输入端14a，评估装置因此相应地仅能测量正的脉冲，因此在此仅得到发电机效应，也就是说按图1的无意间的切换。

附图标记列表

1 双稳态的磁阀、例如气动的二位三通磁阀

2a 第一铁芯

2b 第二铁芯

3 磁轭

4 永磁体

5a 第一切换线圈

5b 第二切换线圈

6 衔铁

6a 第一衔铁密封件

6b 第二衔铁密封件

7 衔铁自由空间

8a 第一气动的接头

8b 第二气动的接头

8c 第三气动的接头

9 气隙

10 双稳态的磁阀装置

11 磁阀装置10的末级

12 控制装置

14 评估装置

14a 第一测量输入端

14b 第二测量输入端

15a 第一切换线圈5a的第一正的线圈接头

15b 第二切换线圈5b的第二正的线圈接头

16a 第一切换线圈5a的地线接头

16b 第二切换线圈5b的地线接头

17、117 在线圈接头和评估装置14之间的功能电路

25a 第一开关装置

25b 第二开关装置

26 唤醒设备

27 IRQ装置

I、II 第一衔铁位置、第二衔铁位置

S1 第一切换信号

S2 第二切换信号

Ra 第一测量电阻

Rb 第二测量电阻

Da、Db 二极管

D10、D11 唤醒设备26之前的二极管

tw 感应出的线圈电压Uia、Uib的持续时间

Uia、Uib 感应出的第一、第二线圈电压

Claims (21)

1.用于流体系统的双稳态的磁阀装置(10)，其中，所述双稳态的磁阀装置(10)具有双稳态的磁阀(1)，所述双稳态的磁阀带有：

永磁体(4)，

能在第一衔铁位置(I)与第二衔铁位置(II)之间移位的衔铁(6)，

用于通电以使所述衔铁(6)移位到所述第一衔铁位置(I)中的第一切换线圈(5a)以及用于通电以使所述衔铁(6)移位到所述第二衔铁位置(II)中的第二切换线圈(5b)，

其特征在于，设有评估装置(14)用于测量在至少一个未通电的切换线圈(5a、5b)上感应出的线圈电压(Uia、Uib)和/或感应出的线圈电流以及用于评估所述衔铁(6)的切换行为。

2.按照权利要求1所述的磁阀装置(10)，其特征在于，所述双稳态的磁阀(1)具有由导磁的材料制成的第一铁芯(2a)、第二铁芯(2b)和衔铁(6)，其中，所述衔铁(6)在所述第一衔铁位置(I)中在与所述第二铁芯(2b)构成气隙(9)的情况下贴靠在所述第一铁芯(2a)上并且在所述第二衔铁位置(II)中在与所述第一铁芯(2a)构成气隙(9)的情况下贴靠在所述第二铁芯(2b)上。

3.按照权利要求1或2所述的磁阀装置(10)，其特征在于，所述评估装置(14)与所述切换线圈(5a、5b)的至少一个线圈接头(15a、15b)连接，并且直接或者通过用于调整工作点或限制电压和/或电流的功能电路(17)接收和评估在至少一个未通电的切换线圈(5a、5b)中感应出的线圈电压(Uia、Uib)。

4.按照权利要求1或2所述的磁阀装置(10)，其特征在于，所述评估装置(14)从感应出的线圈电压(Uia、Uib)的极性和/或感应出的线圈电流的极性来获知所述衔铁(6)的运动方向或切换方向。

5.按照权利要求1-2中任一项所述的磁阀装置(10)，其特征在于，所述评估装置(14)获知感应出的线圈电压(Uia、Uib)的持续时间(tw)和/或大小，并且通过所述获知来评估切换行为。

6.按照权利要求1-2中任一项所述的磁阀装置(10)，其特征在于，在没有所述衔铁(6)的切换过程的静止模式中，所述评估装置(14)测量两个未通电的切换线圈(5a、5b)的感应出的电压(Uia、Uib)和/或感应出的电流。

7.按照权利要求6所述的磁阀装置(10)，其特征在于，在不期望的衔铁运动中感应出的线圈电压(Uia、Uib)由激活装置(26、27)、接收，所述激活装置发出唤醒信号和/或故障信号和/或中断信号。

8.按照权利要求7所述的磁阀装置(10)，其特征在于，所述激活装置(26、27)是唤醒装置(26)。

9.按照权利要求7所述的磁阀装置(10)，其特征在于，所述激活装置(26、27)是中断装置(27)。

10.按照权利要求8所述的磁阀装置(10)，其特征在于，在没有额外的能量供应的情况下，唤醒装置(26)从感应出的线圈电压(Uia、Uib)构造出激活信号或中断信号以接通和/或激活处在未激活的状态中的评估装置(14)和/或与所述评估装置处于数据连接中的用于切换所述切换线圈(5a、5b)的控制装置(12)。

11.按照权利要求1-2中任一项所述的磁阀装置(10)，其特征在于，在所述衔铁(6)的通过控制信号或切换信号(S1、S2)驱控的切换过程中，所述评估装置(14)测量和评估在未通电的切换线圈(5a、5b)上感应出的线圈电压(Uia、Uib)和/或感应出的线圈电流。

12.按照权利要求11所述的磁阀装置(10)，其特征在于，所述评估装置(14)在获知没有按规定的切换过程的情况下将故障信号发送给发出所述切换信号(S1、S2)的控制装置(12)以重复切换过程，并且/或者在不期望的切换时发送复位信号。

13.按照权利要求1-2中任一项所述的磁阀装置(10)，其特征在于，在接通点火时，感应出的负的线圈电压(Uia、Uib)与正的偏置电压(Ubias)叠加以产生正的输出信号。

14.按照权利要求1-2中任一项所述的磁阀装置(10)，其特征在于，在控制装置(12)的断开的状态下和/或在断开点火时，

根据正的电压脉冲对切换线圈(5a，5b)和/或感应出的线圈电压(Uia、Uib)进行监控，

以及

在所述控制装置(12)的接通的状态下和/或在接通点火时，通过功能装置(26)将正的偏置电压(Ubias)叠加到感应出的线圈电压(Uia、Uib)上。

15.按照权利要求13所述的磁阀装置(10)，其特征在于，所述偏置电压(Ubias)是能切换的并且仅在发出用于转换衔铁位置的切换信号(S1、S2)时接通。

16.按照权利要求1-2中任一项所述的磁阀装置(10)，其特征在于，在所述切换线圈(5a、5b)上设有传感绕组以形成感应出的线圈电压(Uia、Uib)。

17.按照权利要求1-2中任一项所述的磁阀装置(10)，其特征在于，所述切换线圈(5a、5b)构造在共同的磁轭(3)中并且与所述第一铁芯(2a)和所述衔铁(6)以及所述永磁体(4)一起构成第一铁磁路，以及与所述第二铁芯(2b)、所述衔铁(6)和所述永磁体(4) 一起构成第二铁磁路，其中，在衔铁位置(I、II)中，不同的流体接头(8a、8b、8c)相互接通或连接。

18.按照权利要求1-2中任一项所述的磁阀装置(10)，其特征在于，流体系统是压缩空气系统。

19.按照权利要求1-2中任一项所述的磁阀装置(10)，其特征在于，所述评估装置(14)通过与参考电压的比较来获知感应出的线圈电压(Uia、Uib)的持续时间(tw)和/或大小，并且通过所述获知来评估切换行为。

20.用于监控双稳态的磁阀装置(10)的方法，所述双稳态的磁阀装置具有衔铁(6)、用于将所述衔铁(6)切换到第一衔铁位置(I)或第二衔铁位置(II)中的第一切换线圈(5a)和第二切换线圈(5b)，

其中，通过控制装置(12)的驱控，针对切换到所述第一衔铁位置(I)中的第一切换过程发出第一切换信号(S1)并且所述第二切换线圈(5b)是无电流的，而针对切换到所述第二衔铁位置(II)中的第二切换过程发出第二信号(S2)以对第二切换线圈(5b)通电并且所述第一切换线圈(5a)是无电流的，

其中，在静止模式中两个切换线圈(5a、5b)均是不通电的，

其中，在切换过程中和/或在静止模式中，分别根据感应出的线圈电流或感应出的线圈电压(Uia、Uib)来监控至少一个不通电的切换线圈(5a、5b)，并且由所述监控来获知是否存在切换过程。

21.电动气动的驻车制动器，所述驻车制动器具有按照权利要求1至19中任一项所述的双稳态的磁阀装置，其中，所述双稳态的磁阀装置具有三个气动的接头(8a、8b、8c)并且能在用于对停车制动器排气的排气位置和用于对停车制动器送气的送气位置之间移位。

Images