DE102006044445A1 - Ventil mit integriertem Magnetfeld-Sensor - Google Patents

Ventil mit integriertem Magnetfeld-Sensor Download PDF

Info

Publication number
DE102006044445A1
DE102006044445A1 DE200610044445 DE102006044445A DE102006044445A1 DE 102006044445 A1 DE102006044445 A1 DE 102006044445A1 DE 200610044445 DE200610044445 DE 200610044445 DE 102006044445 A DE102006044445 A DE 102006044445A DE 102006044445 A1 DE102006044445 A1 DE 102006044445A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic field
valve
coil
field sensor
vehicle brake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200610044445
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Haas
Carsten Bodmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200610044445 priority Critical patent/DE102006044445A1/de
Publication of DE102006044445A1 publication Critical patent/DE102006044445A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0675—Electromagnet aspects, e.g. electric supply therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/68—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves
    • B60T13/683—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves in pneumatic systems or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T15/00—Construction arrangement, or operation of valves incorporated in power brake systems and not covered by groups B60T11/00 or B60T13/00
    • B60T15/02—Application and release valves
    • B60T15/025—Electrically controlled valves
    • B60T15/028—Electrically controlled valves in hydraulic systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (1), insbesondere ein elektromagnetisches Ventil für Kfz-Bremsanlagen, mit einer Spule (2) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes (B), das zum Betätigen eines Ankers (4) dient. Die Stellgenauigkeit des Ventils (1) kann erheblich verbessert werden, wenn ein Magnetfeldsensor (5) vorgesehen ist, mittels dessen das magnetische Feld (B) gemessen wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Stromgesteuerte Ventile, wie sie beispielsweise im Bremskreis von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, umfassen eine Spule zum Erzeugen eines magnetischen Feldes, mittels dessen ein Anker betätigt wird. Die Höhe des Stromflusses bestimmt dabei im Wesentlichen die Stärke des magnetischen Feldes und damit die Stellung des Ventils (Auf, Zu oder Zwischenstellung). Zum Einstellen der Stromstärke umfassen bekannte Ventile eine so genannte Ventil-Endstufe mit einem Schalter (Transistor), der von einer Treiber-Elektronik nach Wunsch angesteuert wird. Die Ansteuerung des Endstufen-Schalters erfolgt meist per PWM-Signal (PWM: Pulsweitenmodulation). Das Tastverhältnis des PWM-Signals bestimmt dabei die Höhe des Spulenstroms.
  • Der Spulenstrom kann bei Anwendung desselben PWM-Signals zu unterschiedlichen Zeitpunkten relativ stark variieren, da er von verschiedenen Einflussgrößen, insbesondere der Temperatur, abhängig ist. Bei einer reinen Steuerung des Ventilstroms mittels PWM-Signal ist die Stellgenauigkeit des Ventils daher relativ schlecht.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Ventile werden aus diesem Grund oftmals stromgeregelt. Aber auch bei einer Stromregelung kann es aufgrund von Hysterese-Effekten im Eisenkreis des Ventils zu einer Abweichung von der gewünschten Magnetkraft und damit zu Stellungenauigkeiten kommen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektromagnetisches Ventil zu schaffen, das eine höhere Stellgenauigkeit aufweist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patenanspruch 1 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, das von der Spule erzeugte magnetische Feld (insbesondere die magnetische Flussdichte B) direkt zu messen und als Ist-Wert für eine Regelung heranzuziehen. Der von der Spule erzeugte magnetische Fluss ist bei gegebener Ankerpolfläche direkt ein Maß für die auf den Anker wirkende Magnetkraft – hier gilt: FM ~ B2. Mit Kenntnis des magnetischen Flusses bzw. der magnetischen Induktion B kann somit die Magnetkraft oder eine die Magnetkraft repräsentierende Größe wie z.B. die magnetische Induktion oder der magnetische Fluss unmittelbar geregelt werden. Hysterese-Effekte spielen in diesem Fall keine Rolle mehr. Die Erfindung hat somit den wesentlichen Vorteil, dass die Stellgenauigkeit des Ventils auch gegenüber einem stromgeregelten Ventil deutlich verbessert werden kann.
  • Zum Messen des magnetischen Feldes ist gemäß der Erfindung ein geeigneter Magnetfeldsensor, vorzugsweise ein Hall-Sensor, vorgesehen. Hall-Sensoren sind hier besonders geeignet, da sie sehr klein und kostengünstig sind.
  • Der Magnetfeldsensor ist vorzugsweise im Luftspalt zwischen dem Joch und dem Anker des Ventils angeordnet. Dadurch kann der auf den Anker wirkende magnetische Fluss unmittelbar gemessen werden. Wahlweise könnte der Magnetfeldsensor z.B. auch in einer Aussparung des Jochs angeordnet werden.
  • Alternativ könnten auch mehrere Sensoren vorgesehen sein.
  • Das vom Magnetfeldsensor erzeugte Messsignal wird vorzugsweise einem Regler als Ist-Wert zugeführt. Der Regler kann somit unmittelbar die auf den Anker wirkende Magnetkraft regeln. Die Stellgröße der Regelung ist vorzugsweise der Ventilstrom.
  • Die Regelung ist vorzugsweise temperaturkompensiert. Die aktuelle Temperatur wird in diesem Fall vorzugsweise gemessen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Blockdarstellung eines elektromagnetischen Ventils mit einem Hall-Sensor gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines elektromagnetischen Ventils 1, wie es beispielsweise im Bremskreis einer hydraulischen Kfz-Bremsanlage eingesetzt werden kann. Das Ventil 1 umfasst eine Spule 2 mit einem Joch 3 zur Erzeugung eines magnetischen Feldes B, mittels dessen ein Anker 4 betätigt wird.
  • Die Höhe des Stromflusses I durch die Spule 2 bestimmt im Wesentlichen die auf den Anker 4 wirkende Magnetkraft FM. Es gilt: FM ~ B2. Daneben spielen für die Magnetkraft aber auch Hysterese-Effekte im Joch 3 eine Rolle. So macht es für die magnetische Induktion B einen Unterschied, ob ein bestimmter Arbeitspunkt des Ventils auf einem steigenden oder einem fallenden Ast des Hysterese-Kennfeldes angefahren wird. Das Hysterese-Verhalten des Magnetkreises führt daher zu einer Abweichung zwischen der gewünschten Soll- und der tatsächlichen Magnetkraft FM.
  • Um die Stellgenauigkeit des Ventils 1 zu verbessern umfasst das in der Figur dargestellte Ventil ein Hall-Element 5, das im magnetischen Feld angeordnet ist und mittels dessen die Stärke der magnetischen Induktion B unmittelbar gemessen wird. Das Sensorsignal UH wird einem Regler 7 zugeführt, der das Signal UH als Ist-Wert der Regelung nutzt. Die Stellgröße der Regelung bildet der Spulenstrom I. Mit Kenntnis der tatsächlich vorliegenden magnetischen Induktion B spielen Hysterese-Effekte keine Rolle mehr, da die Magnetkraft direkt geregelt werden kann.
  • Das Hall-Element 5 ist hier im Luftspalt 6 zwischen Joch 3 und Anker 4, also direkt im magnetischen Fluss angeordnet. Wahlweise könnte das Hall-Element 5 auch z.B. in einer Aussparung des Jochs 3 angeordnet sein.

Claims (7)

  1. Ventil (1), insbesondere elektromagnetisches Ventil für Kfz-Bremsanlagen, umfassend eine Spule (2) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes (B) zum Betätigen eines Ankers (4), dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnetfeld-Sensor (5) vorgesehen ist, mittels dessen das magnetische Feld (B) gemessen wird.
  2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (5) ein Hall-Sensor ist.
  3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeld-Sensor (5) in einem Luftspalt (6) zwischen einem Joch (3) und dem Anker (4) angeordnet ist.
  4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeld-Sensor (5) in einer Aussparung eines Jochs (3) angeordnet ist.
  5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektronik (7) vorgesehen ist, die die Magnetkraft (FM) oder eine die Magnetkraft repräsentierende Größe unter Berücksichtigung des Sensorsignals (UH) regelt.
  6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung temperaturkompensiert ist.
  7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) ein Ventil einer hydraulischen Kfz-Bremsanlage ist.
DE200610044445 2006-09-21 2006-09-21 Ventil mit integriertem Magnetfeld-Sensor Withdrawn DE102006044445A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610044445 DE102006044445A1 (de) 2006-09-21 2006-09-21 Ventil mit integriertem Magnetfeld-Sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610044445 DE102006044445A1 (de) 2006-09-21 2006-09-21 Ventil mit integriertem Magnetfeld-Sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006044445A1 true DE102006044445A1 (de) 2008-04-03

Family

ID=39133982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610044445 Withdrawn DE102006044445A1 (de) 2006-09-21 2006-09-21 Ventil mit integriertem Magnetfeld-Sensor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006044445A1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1652197B1 (de) Verfahren zum ermitteln des magnetischen flusses in mindestens einem über eine treiberstufe elektrisch ansteuerbaren magnetventil
DE102008040968B4 (de) Verfahren zum Bestimmen der Temperatur eines elektrischen Bauelements mit Hilfe eines Temperaturmodells
EP2576299B1 (de) Verfahren zur steuerung des druckes in einem elektronisch geregelten hydraulischen kraftfahrzeug bremsensystem
EP3642856B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ansteuern eines mittels einer spule bewegbaren teils und magnetventil
DE102007010514A1 (de) Verfahren zur Kalibrierung von analogisierten Ventilen in einer Druckregelvorrichtung
EP2238001B1 (de) Verfahren zur konditionierung eines regelventils
EP1651485B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung und/oder justage eines elektromagnetisch ansteuerbaren stellgeräts
DE102005056776A1 (de) Elektromagnetisch ansteuerbares Stellgerät und Verfahren zu dessen Herstellung und/oder Justage
EP1165944B1 (de) Verfahren zum bestimmen der position eines ankers
DE10057900B4 (de) Vorrichtung zur Ansteuerung von Bremsventilen
EP1480862A1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zur kalibrierung von spannungs- und temperaturabweichungen des effektivstroms von hydraulikventilen in einer pwm-ansteuerung
WO2014019973A1 (de) Vorrichtung zum regeln des elektromagnetischen antriebs eines schaltgeraets, insbesondere eines schuetzes
DE2057641A1 (de) Stellvorrichtung fuer ein Treibstoffventil
DE102005049300A1 (de) Verfahren zur Bestimmung des Raddrucks in einem elektronisch ansteuerbaren Kraftfahrzeugbremsenregelungssystem
DE102016226272A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Magnetventils
DE19902664A1 (de) Verfahren zur Regelung der Zufuhr elektrischer Energie zu einer elektromagnetischen Einrichtung und Verwendung eines Sliding-Mode-Reglers
DE10104497B4 (de) Verfahren zur Steuerung des Druckes in den Radbremsen eines elektronisch geregelten Bremssystems
DE102008040668A1 (de) Verfahren zur Regelung eines Elektromagneten
EP1651486B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen eines fluiddrucks mittels eines stellgeräts
DE102006044445A1 (de) Ventil mit integriertem Magnetfeld-Sensor
WO2009010319A2 (de) Verfahren zum bemessen des vordrucks an einem analogisierten, elektromagnetisch angesteuerten hydraulikventil
DE102005015101B4 (de) Verfahren zur Bestimmung der Anschaltzeit eines Magnetventils in einem hydraulischen System
DE102013103387A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Magnetventils
DE19937475A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer hydraulischen Bremsanlage
DE102022200135A1 (de) Schaltung und Verfahren zur Bestimmung einer Ditheramplitude

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130607

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20150401