KR20200028938A - 유압 브레이크 시스템용 쌍안정 솔레노이드 밸브 및 이러한 밸브의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가이드 슬리브를 구비한 유압 브레이크 시스템용 쌍안정 솔레노이드 밸브에 관한 것이며, 상기 가이드 슬리브 내에 상부 및 하부 고정 극 코어가 고정적으로 배치되고 폐쇄 요소가 이동 가능하게 배치되며, 폐쇄 요소는 폐쇄 이동 동안 밸브 시트 내로 밀려지고 개방 이동 동안 밸브 시트로부터 상승되며, 폐쇄 요소는 영구 자석에 고정 연결되며, 영구 자석은 하부 및 상부 극 코어 사이에 배치되고, 코일 그룹은 상기 가이드 슬리브 주위에 배치되어 상기 가이드 슬리브를 실질적으로 둘러싸고, 상기 솔레노이드 밸브는 상기 코일 그룹이 적어도 2개의 코일을 포함하며, 상기 코일 그룹은 상기 폐쇄 요소의 이동의 작용이 적어도 2개의 코일의 활성화에 의해 발생하도록 설계되는 것을 특징으로 한다.

Description

유압 브레이크 시스템용 쌍안정 솔레노이드 밸브 및 이러한 밸브의 제어 방법
본 발명은 가이드 슬리브를 구비한 유압 브레이크 시스템용 쌍안정 솔레노이드 밸브에 관한 것이며, 상기 가이드 슬리브 내에 상부 및 하부 고정 극 코어가 고정적으로 배치되고 폐쇄 요소가 이동 가능하게 배치되며, 폐쇄 요소는 폐쇄 이동 동안 밸브 시트 내로 밀려지고 개방 이동 동안 밸브 시트로부터 상승되며, 폐쇄 요소는 영구 자석에 고정 연결되며, 영구 자석은 하부 및 상부 극 코어 사이에 배치되고, 코일 그룹은 상기 가이드 슬리브 주위에 배치되어 상기 가이드 슬리브를 실질적으로 둘러싸고, 상기 솔레노이드 밸브는, 상기 코일 그룹이 적어도 2개의 코일을 포함하며, 상기 코일 그룹은 상기 폐쇄 요소의 이동이 적어도 2개의 코일의 활성화에 의해 이루어지도록 설계되는 것을 특징으로 한다.
유압 유닛 내의 솔레노이드 밸브의 과제는 압력 매체를 유지시키거나 배출시키는 것이다. 일반적으로 상기 솔레노이드 밸브는 다수의 솔레노이드 밸브로 구성된다. 자동차의 ABS/TCS/ESP 시스템 내에 솔레노이드 밸브(MV)를 사용하면, 폐쇄된 상태 동안 밀봉성에 대한 특정 요구가 주어지며, 이러한 밀봉성에 대한 특정 요구는 시스템 내의 솔레노이드 밸브의 각각의 과제에 의존한다. 밸브들은 일반적으로 기능에 따라 상시 스위칭 위치에서 영구 위치가 달성되고(예컨대, 상시 "폐쇄") 단시간 작동을 위해서만 밸브가 통전되도록(예컨대, 통전 "개방") 설계된다.
또한, 2개의 스위칭 위치에서 상시 영구 위치가 달성되고 영구 위치들 사이의 스위칭 과정 동안에만 통전되는 쌍안정 밸브가 종래 기술에 알려져 있다. 이에 대해서는 예컨대, 특허 출원 DE 10 2006 061 947이 참조된다.
본 발명의 과제는 저온에서도 쌍안정 솔레노이드 밸브의 높은 동적 및 효율적인 스위칭을 가능하게 하는, 밸브 및 밸브의 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 독립 청구항에 제시된 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 다른 실시 예들은 종속 청구항에 제시된다.
가이드 슬리브를 구비한 유압 브레이크 시스템용 쌍안정 솔레노이드 밸브로서, 상기 가이드 슬리브 내에 상부 및 하부 고정 극 코어가 고정적으로 배치되고 폐쇄 요소가 이동 가능하게 배치되며, 폐쇄 요소는 폐쇄 이동 동안 밸브 시트 내로 밀려지고 개방 이동 동안 밸브 시트로부터 상승되며, 폐쇄 요소는 영구 자석에 고정 연결되며, 영구 자석은 하부 및 상부 극 코어 사이에 배치되고 코일 그룹은 상기 가이드 슬리브 주위에 배치되어 상기 가이드 슬리브를 실질적으로 둘러싸는, 본 발명에 따른 상기 쌍안정 솔레노이드 밸브는 상기 코일 그룹이 적어도 2개의 코일을 포함하며, 상기 코일 그룹은 상기 폐쇄 요소의 이동이 적어도 2개의 코일의 활성화에 의해 이루어지도록 설계되는 것을 특징으로 한다.
이는 솔레노이드 밸브가 2 개의 극 코어를 포함하고, 상기 극 코어들 사이에 영구 자석이 배치되는 것을 의미한다. 극 코어의 위치는 고정적으로 규정되고 영구 자석은 극 코어들 사이에서 축 방향으로 이동 가능하다. 영구 자석은 솔레노이드 밸브의 폐쇄 요소에 고정 연결된다. 밀봉 요소라고도 하는 폐쇄 요소는 제 1 위치에서 밸브 시트 상의 통로를 개방함으로써 밸브를 개방하거나, 또는 제 2 위치에서 밸브 상의 통로를 차단함으로써 밸브를 폐쇄하는 역할을 한다. 솔레노이드 밸브는 쌍안정이다. 이는 폐쇄 요소가 영구적인 통전없이 상기 2개의 상이한 위치(즉, 폐쇄 위치 및 개방 위치)에 유지될 수 있음을 의미한다. 쌍안정 밸브의 경우, 코일의 통전은 스위칭 상태의 전환만을 가능하게 한다. 폐쇄 요소는 예컨대 자력에 의해 각각의 폐쇄 또는 개방 위치로 유지된다. 이 경우, 밸브 또는 폐쇄 요소는 상부 극 코어 상의 영구 자석에 의해 개방 위치로 유지된다. 유사한 방식으로, 밸브 또는 폐쇄 요소는 하부 극 코어 상의 상기 영구 자석에 의해 폐쇄 위치로 유지된다. 이로 인해, 바람직하게 밸브가 에너지 효율적인 방식으로 각각의 위치로 유지된다.
2 개의 안정된 위치 간의 변경은 폐쇄 요소의 이동에 의해 이루어진다. 이를 위해 코일들은 각각 규정된 전압으로 통전된다. 코일의 통전에 의해 자기장이 형성된다. 2 개의 극 코어는 예컨대 강자성 재료로 이루어진다. 따라서, 자기장은 상부 및 하부 극 코어를 자화시킨다. 일시적인 자화로 인해, 상부 및 하부 극 코어는 영구 자석에 영향을 미치므로, 이에 연결된 폐쇄 요소는 소정 위치로 이동된다. 폐쇄 요소 자체는 자화 불가능한 재료, 특히 플라스틱으로 이루어진다. 이미 언급한 바와 같이, 솔레노이드 밸브는 상부 극 코어, 하부 극 코어, 및 자석 조립체를 갖는 폐쇄 요소를 포함한다는 점에 유의해야 한다. 이로부터, 그리고 추가 설명으로부터, 솔레노이드 밸브가 종래 의미의 아마추어를 포함하지 않는 것이 명확히 나타난다.
예컨대, 영구 자석이 연결된 폐쇄 요소는 (컴포넌트들이 해당 위치에 있고 두 코일이 통전된 경우) 하부 극 코어에 의해 밀어내지고 상부 극 코어에 의해 끌어당겨질 수 있다. 또는 대안으로서, 두 코일의 다른 통전의 경우, 상부 극 코어에 의해 밀어내지고 하부 극 코어에 의해 끌어당겨진다. 2 개보다 많은 코일을 갖는 코일 그룹을 사용하는 경우, 이 효과는 2 개의 코일에 의해 나타날 수 있다. 대안으로서, 상기 효과가 코일 그룹의 다수의 코일 내지 모든 코일에 의해 달성되는 것도 가능하며, 이 경우 코일 그룹은 원하는 결과를 달성하기 위해 코일들이 바람직한 방식으로 상호 작용하도록 설계된다.
구체적인 실시 예에서, 상부 및 하부 코일은 반대로 감긴다. 두 코일의 동일한 방향 통전에 의해 2 개의 상이한 방향의 자기장이 형성된다. 상부 코일의 자기장은 더 가까운 상부 극 코어를 제 1 방향으로 자화시킨다. 하부 코일의 자기장은 동시에 더 가까운 하부 극 코어를 반대 방향으로 자화시킨다. 예컨대, 상부 극 코어의 자화는 영구 자석의 위로 향한 자기 북극을 끌어당긴다. 동시에, 하부 극 코어의 자화는 영구 자석의 아래로 향한 자기 남극을 밀어낸다. 코일 그룹은 코일의 활성화가 폐쇄 요소의 이동을 일으키도록 설계된다. 예컨대, 2 개의 코일이 통전되며, 상기 2 개의 코일은 폐쇄 요소에 자기적 영향을 미치고 이에 따라 폐쇄 요소를 이동시킨다. 이로 인해, 이동 과정의 역학과 효율이 크게 증가한다. 유압 브레이크 시스템은 특히 차량, 예컨대 자동차, 특히 승용차용 유압 브레이크 시스템을 의미한다.
설명된 밸브의 구조에 의해 바람직하게는 저온에서도 높은 동적 스위칭이 가능해진다. 또한 스위칭에는 짧은 전류 펄스만이 필요하다. 이는 현대 차량에서 큰 장점이다. 이로 인해 효율적인 밸브가 주어진다. 이 효율은 다른 컴포넌트에 큰 영향을 미친다. 따라서, 예컨대 훨씬 작은 코일이 필요하거나 가능하다. 결과적으로, 구리 사용량과 비용이 줄어들 수 있다. 또한, 특히 제어 유닛 내의 냉각 부품이 생략되거나 적어도 더 작게 구현될 수 있다. 효율 증가 외에도, 솔레노이드 밸브는 단순함을 특징으로 한다. 예컨대, 더 적은 수의 부품으로 매우 간단한 구성이 가능하다. 이는 비용 효율적이고 자원 최적화된 제조로 이어진다. 더 작은 설치 공간과 관련한 장점들도 달성될 수 있다.
바람직한 실시 예에서, 쌍안정 솔레노이드 밸브는 코일이 각각 제 1 위치로부터 제 2 위치로 그리고 제 2 위치로부터 제 1 위치로 폐쇄 요소의 이동을 지원하는 것을 특징으로 한다.
이는 제 1 코일이 상응하는 통전의 경우 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 폐쇄 요소의 이동을 지원하고, 다른 통전의 경우 제 2 위치로부터 제 1 위치로의 이동을 지원하는 것을 의미한다. 마찬가지로, 예컨대, 제 2 코일은 상응하는 통전의 경우 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 폐쇄 요소의 이동을 지원하고, 다른 통전의 경우 제 2 위치로부터 제 1 위치로의 이동을 지원한다. 제 1 위치는 예컨대 밸브가 밸브 시트 상의 폐쇄 요소의 시트에 의해 폐쇄되는 위치를 의미할 수 있다. 제 2 위치는 밸브가 편향된 폐쇄 요소에 의해 개방되는 위치를 의미할 수 있다. 따라서, 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 이동은 개방 이동이다. 제 2 위치로부터 제 1 위치로의 이동은 폐쇄 이동이다. 바람직한 실시 예에서, 이동의 설명된 지원은 폐쇄 요소가 각각의 코일에 의해 이동될 수 있게 하는 것을 의미한다. 이로 인해, 밸브의 높은 동적 스위칭이 달성될 수 있다.
하나의 가능한 실시 예에서, 쌍안정 솔레노이드 밸브는 적어도 2 개의 코일이 함께 제 1 위치로부터 제 2 위치로 그리고 제 2 위치로부터 제 1 위치로 폐쇄 요소의 이동을 일으키는 것을 특징으로 한다.
이는 밸브의 개방 과정을 위해 다수의(또는 모든) 코일이 활성화되고 이 코일 각각이 폐쇄 요소에 영향을 미친다는 것을 의미한다. 유사하게, 코일들은 폐쇄 과정을 위해 활성화되고 각각 폐쇄 요소에 영향을 미친다. 예컨대, (2 개의 코일이 존재하는 경우) 2 개의 코일이 통전되고 자기장을 통해 폐쇄 요소에 작용한다. 여기서는 코일들이 각각 폐쇄 요소에 다른 영향을 미칠 수 있음이 명확히 지적되어야 하며, 예컨대, 제 1 코일은 (상부 극 코어의 자화를 통해) 폐쇄 요소에 연결된 영구 자석의 자기 북극에 대한 끌어당기는 자력을 형성하고, 제 2 코일은 (하부 극 코어의 자화를 통해) 자기 남극에 대한 밀어내는 자력을 형성한다. 2 개의 코일의 결과적인 효과는 동일할 수 있으며, 특히 폐쇄 요소의 이동을 가능하게 한다. 두 코일은 실질적으로 동시에 활성화된다. 활성화 지속 시간도 실질적으로 동일하다. 이로써 바람직하게는 더 작은 밸브가 가능해진다. 이는 설치 상태에서 설치 공간 및 제조 과정에서, 재료 비용, 특히 구리 비용을 절감시킨다.
바람직한 실시 예에서, 쌍안정 솔레노이드 밸브는, 제 1 코일의 제 1의 규정된 활성화가 상부 극 코어에 의해 영구 자석을 밀어내고, 제 2 코일의 제 1의 규정된 활성화가 하부 극 코어에 의해 영구 자석을 끌어당기며, 제 1 코일의 제 2의 규정된 활성화는 상부 극 코어에 의해 영구 자석을 밀어내고, 제 2 코일의 제 2의 규정된 활성화는 하부 극 코어에 의해 영구 자석을 끌어당기도록, 코일 그룹이 설계되는 것을 특징으로 한다.
코일의 활성화라는 표현은 특히 규정된 전류 방향 및 전압 등을 갖는 통전을 의미한다. 예컨대, 제 1의 규정된 활성화가 규정된 포지티브 전압으로 이루어지는 한편 제 2 규정된 활성화는 규정된 네거티브 전압으로 이루어진다. 이로 인해, 스위칭을 위해 짧은 전류 펄스만이 필요한 효율적인 솔레노이드 밸브가 가능해진다.
대안적 개선 예에서, 쌍안정 솔레노이드 밸브는 코일들이 솔레노이드 밸브의 축 방향으로 차례로 배치되는 것을 특징으로 한다.
이는 코일들이 폐쇄 요소의 이동 방향으로 배치됨을 의미한다. 이로 인해, 폐쇄 요소의 이동 시 폐쇄 요소와 코일의 상이한 간격이 실현된다. 코일들은 코일 그룹으로서 설계될 수 있고 미리 조립 가능한 컴포넌트들일 수 있다. 미리 조립된 코일 그룹은 예컨대 가이드 슬리브 상으로 밀려질 수 있다. 이로 인해 바람직하게는 밸브의 간단한 구성이 달성된다. 이로 인해, 밸브의 저렴한 제조가 지원된다.
바람직한 실시 예에서, 쌍안정 솔레노이드 밸브는 코일들이 상이한 방향의 자기장을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이는 상이한 자기장이 형성되도록 코일 그룹이 설계되는 것을 의미한다. 예컨대 2 개의 코일은 2 개의 상이한 방향의 자기장을 형성할 수 있다. 특히, 180도 오프셋된 자기장들이 제공된다; 여기서는 자기 북극 및 남극이 바뀐다. 이로 인해, 바람직하게는 높은 동적 스위칭이 가능해진다.
하나의 가능한 실시 예에서, 쌍안정 솔레노이드 밸브는 코일들이 상이한 방향의 권선을 갖는 것을 특징으로 한다.
이는 코일 그룹의 코일들이 상이하게 감기는 것을 의미한다. 예컨대 2 개의 인접한 코일은 상이한 권선을 갖는다. 권선들은 특히 감기는 방향에 있어 상이하다. 제 2 코일의 상이한 방향의 권선은 규정된 동일한 전압의 인가 시 상이한 방향의 자기장이 형성되는 것을 의미한다. 이로 인해 바람직하게는 솔레노이드 밸브의 간단한 구성이 달성된다.
하나의 바람직한 개선 예에서, 쌍안정 솔레노이드 밸브는 코일들이 별도로 활성화 가능하게 설계되는 것을 특징으로 한다.
이는 개별 코일이 개별적으로 활성화 가능하도록 밸브 및/또는 코일 그룹이 설계되는 것을 의미한다. 예컨대, 개별 코일에 대해 콘택팅이 제공된다. 이로써, 간단한 활성화로 높은 동적 스위칭이 가능해진다.
대안적인 실시 예에서, 영구 자석은 폐쇄 요소를 하부 극 코어 상의 제 1 정지 위치 또는 상부 극 코어 상의 제 2 정지 위치로 유지한다.
본 발명에 따르면, 가이드 슬리브를 가진 유압 브레이크 시스템용 쌍안정 솔레노이드 밸브를 제어하는 방법이 추가로 제공되며, 상기 가이드 슬리브 내에 상부 및 하부 고정 극 코어가 고정적으로 배치되고 폐쇄 요소가 이동 가능하게 배치되며, 폐쇄 요소는 폐쇄 이동 동안 밸브 시트 내로 밀려지고 개방 이동 동안 밸브 시트로부터 상승되며, 폐쇄 요소는 영구 자석에 고정 연결되며, 영구 자석은 하부 및 상부 극 코어 사이에 배치되고 코일 그룹은 상기 가이드 슬리브 주위에 배치되어 상기 가이드 슬리브를 실질적으로 둘러싸고, 상기 제어 방법은 상기 코일 그룹이 적어도 2 개의 코일을 포함하며, 상기 적어도 2 개의 코일의 활성화에 의해 상기 폐쇄 요소의 이동이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
코일의 활성화라는 표현은 코일의 작동이 이루어지는 것을 의미한다. 이 작동은 규정된 전압, 전류 강도 및 극성을 갖는 통전에 의해 이루어질 수 있다. 이 경우, 코일 그룹의 적어도 2 개의 코일이 활성화된다. 결과적으로 폐쇄 요소의 이동은 예컨대 2 개의 활성화된 코일의 영향 하에 이루어진다. 이로 인해, 바람직하게는 높은 동적 스위칭 및 효율적인 스위칭이 가능해진다.
바림직한 실시 예에서, 상기 방법은 폐쇄 요소를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동시키기 위해 적어도 2개의 코일이 활성화되는 것을 특징으로 한다. 이는 폐쇄 요소의 이동을 가능하게 하기 위해 코일들이 함께 활성화됨을 의미한다. 이로 인해 바람직하게는 작은 코일에서도 고성능이 가능해진다. 이로써 구리와 같은 재료의 비용이 절감될 수 있다.
하나의 가능한 개선 예에서, 쌍안정 솔레노이드 밸브를 제어하는 방법은 적어도 2 개의 코일의 활성화가 실질적으로 동시에 이루어지고 및/또는 적어도 2 개의 코일의 활성화 시간이 실질적으로 동일한 길이인 것을 특징으로 한다. 이로 인해 바람직하게는 저온에서도 밸브의 높은 동적 스위칭이 가능해진다.
바람직한 실시 예에서, 쌍안정 솔레노이드 밸브를 제어하는 방법은 코일의 권선이 동일한 방향이면 코일의 활성화가 반대 전류 방향으로 이루어지고 및/또는 코일의 권선이 반대 방향이면 코일의 활성화가 동일한 전류 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이는 밸브의 구조 설계 및 제어를 위한 다양한 옵션이 제공됨을 의미한다. 바람직하게는 밸브의 구조 및 제어가 서로 조정될 수 있다. 이로 인해 바람직하게는 간단한 전체 개념이 가능해진다. 특히 바람직하게는 반대 방향으로 감긴 코일의 경우, 두 코일이 동일한 전류 방향 및 강도로 활성화될 수 있다. 이를 위해 두 코일에 대해 하나의 콘택팅이 충분할 수 있다. 이에 반해, 2 개의 코일의 다른 통전은 특히 콘택팅과 관련한 구조적 추가 비용을 야기하지만, 개별 코일의 개별 활성화가 가능하다.
하나의 가능한 개선 예에서, 쌍안정 솔레노이드 밸브를 제어하는 방법은 각각의 극 코어에 대한 폐쇄 요소의 정지 펄스가 감소되는 방식으로 개방 이동 동안 및/또는 폐쇄 이동 동안 적어도 2개의 코일 중 적어도 하나의 코일의 활성화가 변경되는 것을 특징으로 한다.
이는 폐쇄 요소의 이동 중에 활성화를 변경함으로써 소음 거동이 개선될 수 있음을 의미한다. 솔레노이드 밸브는 스위칭 시 소음을 발생시키는데, 이 소음은 솔레노이드 코일의 통전에 의해 에어 갭이 폐쇄되고 아마추어가 극 코어에 부딪칠 때 생긴다. 에어 갭이 작아짐에 따라 자력이 불균형적으로 증가하기 때문에, 부딪침 순간의 가속도는 최대이다. 부딪침 충격에 의해 야기된 클릭 소음은 차량 제조업체에 의해 불쾌한 것으로 평가된다. 상기 구성은 설명된 효과를 방지하거나 적어도 줄일 수 있다. 2개의 솔레노이드 코일을 적절히 활성화함으로써, 이동 아마추어가 정지 극 코어에 부딪치기 전에 이동 방향과 반대의 힘이 발생될 수 있으며, 이 힘은 아마추어를 제동하여 부딪침 충격을 감소시키거나 심지어 방지한다. 다양한 솔레노이드 밸브 및 사용 목적에 대해 적합한 NVH 최적화의 해결책은 상이한 활성화 시간, 극성 및 전류 강도에 의해 규정된다. 이 경우, 폐쇄 요소의 이동을 부딪침 조금 전에 댐핑하기 위해 폐쇄 요소의 현재 이동을 저지하는 자력을 발생시키도록 코일을 반대 방향으로 통전하는 것도 가능하다. 활성화 변경은 코일들 중 하나에만 관련될 수 있다. 이동 프로세스 동안 다수의 코일 또는 모든 코일의 활성화가 변경되는 것도 가능하다.
상세한 설명에서 개별적으로 설명된 특징들은 임의의 기술적으로 의미있는 방식으로 서로 조합될 수 있고 본 발명의 추가 실시 예를 나타낸다. 본 발명의 추가 특징 및 적합성은 첨부된 도면을 참조하는 실시 예 설명에 제시된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 쌍안정 솔레노이드 밸브의 개략적인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상이한 통전의 경우 작용력 및 이동의 개략도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 쌍안정 솔레노이드 밸브를 제어하는 방법을 도시한다.
도 1은 쌍안정 솔레노이드 밸브의 개략적인 단면도를 도시한다. 솔레노이드 밸브(1)는 가이드 슬리브(2)를 포함한다. 상부 극 코어(5) 및 하부 극 코어(6)가 상기 가이드 슬리브(2) 내에 고정된다. 또한, 폐쇄 요소(3)가 가이드 슬리브(2) 내에 이동 가능하게 배치된다. 영구 자석(9)으로 구성된 자석 조립체는 상기 폐쇄 요소(3)에 고정 연결된다. 이를 위해, 영구 자석(9)은 폐쇄 요소(3) 상에 사출 성형된다. 코일 그룹(7)도 있다. 코일 그룹(7)은 2 개의 코일(7' 및 7")로 구성된다. 2 개의 코일(7' 및 7")은 절연체(8)에 의해 서로 분리되어 있다. 코일 그룹(7)은 가이드 슬리브(2) 주위에 배치된다. 이 실시 예에서, 코일(7)은 가이드 슬리브(2) 상으로 밀려진다. 코일(7)은 가이드 슬리브(2)를 완전히 둘러싼다. 코일(7)의 길이, 또는 상부 극 코어(5)와 하부 극 코어(6)의 위치는 코일(7)이 상부 극 코어(5)와 하부 극 코어(6)를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 선택되거나 서로 조정된다. 극 코어들(5, 6)은 그 기능으로 인해 자기장 안내체라고도 한다. 극 코어들(5, 6)은 각각 코일 그룹(7)의 관련 여기 코일(7', 7") 내로 돌출하고 여기 코일(7', 7")을 그 길이의 일부에 걸쳐 채운다. 폐쇄 요소(3)는 하부 위치에서 밸브 시트(4)와 밀봉 방식으로 협력한다. 상기 위치로부터 편향될 때, 폐쇄 요소(3)는 밸브 시트(4)를 해제하고, 도 1에 도시된 바와 같이 유압 매체의 흐름을 가능하게 한다. 폐쇄 요소(3)는 하부 극 코어(6) 내의 구멍을 통해 안내된다.
도 2는 상이한 통전의 경우 작용력과 이동의 개략도를 도시한다. 좌측 도면은 두 코일(7' 및 7")의 제 1 통전의 경우 자기장과 작용력을 도시한다. 도시된 실시 예에서, 2 개의 코일은 반대 방향으로 감긴다. 이 경우, 규정된 제 1 (예컨대, 포지티브) 전압을 제 1 코일(7')에 인가함으로써 분극된 자기장이 발생된다. 도시된 타원형 라인은 예시적으로 자기장 라인(M)를 도시한다. 상기 자기장에 의해, 상부 극 코어(5)가 자화된다. 규정된 제 1 (예컨대, 포지티브) 전압을 제 2 코일(7")에 인가함으로써 마찬가지로 분극된 자기장이 발생된다. 도시된 타원형 라인은 예시적으로 자기장 라인(M")을 도시한다. 상기 자기장에 의해, 하부 극 코어(6)가 자화된다. 반대 방향 권취로 인해, 형성된 자기장도 반대이다. 상부 극 코어(5)와 하부 극 코어(6)의 자화는 반대 방향이다. 극 코어의 자화(및 코일(7' 및 7")에 의해 형성된 자기장)는 영구 자석(9)과의 상호 작용을 야기한다. 예컨대, 영구 자석(9)(또는 예컨대, 하부 자기 남극)은 분극된 자화된 하부 극 코어(6)에 의해 밀어내진다. 동시에, 영구 자석(9)(또는 예컨대, 상부 자기 북극)은 분극된 자화된 상부 극 코어(5)에 의해 끌어당겨진다. 이로 인해, 축 방향으로 이동 가능한 영구 자석 및 이에 고정 연결된 폐쇄 요소(3)가 상부 위치로 이동된다. 상기 힘 및 이에 따른 이동은 상부로 향한 화살표로 표시된다. 폐쇄 요소(3)는 코일(7' 및 7")의 통전이 제거된 후에도 영구 자석(9)의 자력에 의해 상부 위치에 유지된다. 따라서, 솔레노이드 밸브(1)는 안정된 개방 상태에 있다.
도 3의 우측 도면은 또한 제 2 통전의 경우 자기장 및 작용력을 도시한다. 이 경우, 규정된 제 2 (예컨대 네거티브) 전압을 제 1 코일(7')에 인가함으로써, 규정된 제 1 전압과 관련해서 반대로 분극된 자기장이 형성된다. 마찬가지로, 규정된 제 2 (예컨대 네거티브) 전압을 제 2 코일(7")에 인가함으로써, 규정된 제 1 전압과 관련해서 반대로 분극된 자기장이 형성된다. 도시된 타원형 라인은 예시적인 자기장 라인을 나타낸다. 지금까지의 설명과 유사한 방식으로, 영구 자석(9)(정확히 말하면, 하부 자기 남극)은 반대로 분극된 자화된 상부 극 코어(5)에 의해 끌어당겨진다. 동시에, 영구 자석(9)(정확히 말하면, 상부 자기 북극)은 반대로 분극된 자화된 하부 극 코어(6)에 의해 밀어내진다. 이로 인해, 축 방향으로 이동 가능한 영구 자석(9) 및 이에 고정 연결된 폐쇄 요소(3)가 하부 위치로 이동된다. 폐쇄 요소(3)는 코일(7' 및 7")의 통전이 제거된 후에도 영구 자석(9)의 자력에 의해 하부 위치에 유지된다. 따라서, 솔레노이드 밸브(1)는 안정된 폐쇄 상태에 있다.
도 3은 또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 쌍안정 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 방법을 도시한다. 제 1 단계(S1)에서, 폐쇄 요소는 극 코어 상의 자력에 의해 제 1 위치에 유지된다. 이를 위해, 폐쇄 요소는 예컨대 영구 자석을 포함한다. 제 2 단계(S2)에서, 제 1 및 제 2 코일은 실질적으로 동시에 활성화된다. 코일이 반대 방향으로 감긴 경우, 두 코일은 동일한 방향의 통전에 의해 활성화된다. 이로써 두 코일에서 상이한 방향의 자기장이 형성된다. 이러한 자기장들은 극 코어의 자화를 일으킨다. 이는 단계 S3에서 폐쇄 요소가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하게 한다. 소정 제 2 위치에 도달하면, 단계 S4에서 2개의 코일이 비활성화된다. 이어서, 폐쇄 요소는 제 2 극 코어 상의 자력에 의해 제 2 위치에 유지된다.
1: 솔레노이드 밸브
2: 가이드 슬리브
3: 폐쇄 요소
4: 밸브 시트
5, 6: 극 코어
7: 코일 그룹
9: 영구 자석

Claims (12)

  1. 가이드 슬리브(2)를 구비한 유압 브레이크 시스템용 쌍안정 솔레노이드 밸브(1)로서, 상기 가이드 슬리브 내에 상부 및 하부 고정 극 코어(5, 6)가 고정적으로 배치되고 폐쇄 요소(3)가 이동 가능하게 배치되며, 상기 폐쇄 요소(3)는 폐쇄 이동 동안 밸브 시트(4) 내로 밀려지고 개방 이동 동안 상기 밸브 시트(4)로부터 상승되며, 상기 폐쇄 요소(3)는 영구 자석(9)에 고정 연결되며, 상기 영구 자석(9)은 상기 상부 및 상기 하부 극 코어(5, 6) 사이에 배치되고,
    코일 그룹(7)은 상기 가이드 슬리브(2) 주위에 배치되어 상기 가이드 슬리브를 실질적으로 둘러싸는, 상기 쌍안정 솔레노이드 밸브(1)에 있어서,
    상기 코일 그룹(7)은 적어도 2개의 코일(7', 7")을 포함하며, 상기 코일 그룹(7)은 상기 폐쇄 요소(3)의 이동이 상기 적어도 2개의 코일(7', 7")의 활성화에 의해 이루어지도록 설계되는 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 코일들(7', 7")은 각각 제 1 위치로부터 제 2 위치로 그리고 상기 제 2 위치로부터 상기 제 1 위치로의 상기 폐쇄 요소(3)의 이동을 지원하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 2개의 코일(7', 7")은 함께 제 1 위치로부터 제 2 위치로 그리고 상기 제 2 위치로부터 상기 제 1 위치로의 상기 폐쇄 요소(3)의 이동을 일으키는 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코일 그룹(7)은, 제 1 코일(7')의 제 1의 규정된 활성화가 상기 상부 극 코어(5)에 의해 상기 영구자석(9)의 밀어냄을 야기하고, 제 2 코일(7")의 제 1의 규정된 활성화가 상기 하부 극 코어(6)에 의해 상기 영구자석(9)의 끌어당김을 야기하며,
    상기 제 1 코일(7')의 제 2의 규정된 활성화가 상기 상부 극 코어(5)에 의해 상기 영구자석(9)의 밀어냄을 야기하고, 상기 제 2 코일(7")의 제 2의 규정된 활성화가 상기 하부 극 코어(6)에 의해 상기 영구자석(9)의 끌어당김을 야기하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코일들(7', 7")은 상기 솔레노이드 밸브(1)의 축 방향으로 차례로 배치되는 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코일들(7', 7")은 상이한 방향의 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코일들(7', 7")은 상이한 방향의 권선을 갖는 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코일들(7', 7")은 별도로 활성화 가능하게 구현되는 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1).
  9. 가이드 슬리브(2)를 구비한 유압 브레이크 시스템용 쌍안정 솔레노이드 밸브(1)의 제어 방법으로서, 상기 가이드 슬리브 내에 상부 및 하부 고정 극 코어(5, 6)가 고정적으로 배치되고 폐쇄 요소(3)가 이동 가능하게 배치되며,
    상기 폐쇄 요소(3)는 폐쇄 이동 동안 밸브 시트(4) 내로 밀려지고 개방 이동 동안 상기 밸브 시트(4)로부터 상승되며,
    상기 폐쇄 요소(3)는 영구 자석(9)에 고정 연결되며, 상기 영구 자석(9)은 상기 상부 및 상기 하부 극 코어(5, 6) 사이에 배치되고,
    코일 그룹(7)은 상기 가이드 슬리브(2) 주위에 배치되어 상기 가이드 슬리브를 실질적으로 둘러싸는, 상기 쌍안정 솔레노이드 밸브(1)의 제어 방법에 있어서,
    상기 코일 그룹(7)은 적어도 2개의 코일(7', 7")을 포함하며, 상기 폐쇄 요소(3)의 이동은 상기 적어도 2개의 코일(7', 7")의 활성화에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1)의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 적어도 2개의 코일(7', 7")의 활성화가 실질적으로 동시에 이루어지고 및/또는 상기 적어도 2개의 코일(7', 7")의 활성화 시간이 실질적으로 동일한 길이인 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1)의 제어 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 코일들(7', 7")의 권선이 동일한 방향이면 상기 코일들(7', 7")의 활성화가 반대 전류 방향으로 이루어지고 및/또는 상기 코일들(7', 7")의 권선이 반대 방향이면 상기 코일들(7', 7")의 활성화가 동일한 전류 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1)의 제어 방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개방 이동 및/또는 상기 폐쇄 이동 동안 상기 적어도 2 개의 코일(7', 7")의 적어도 하나의 코일(7', 7")의 활성화는 상기 각각의 극 코어(5, 6)에 대한 상기 폐쇄 요소(3)의 정지 충격이 감소하도록 변경되는 것을 특징으로 하는 쌍안정 솔레노이드 밸브(1)의 제어 방법.
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