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KR102319086B1 - 자기 스위칭 밸브의 특성값의 전기적 결정 - Google Patents

자기 스위칭 밸브의 특성값의 전기적 결정 Download PDF

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KR102319086B1
KR102319086B1 KR1020177019886A KR20177019886A KR102319086B1 KR 102319086 B1 KR102319086 B1 KR 102319086B1 KR 1020177019886 A KR1020177019886 A KR 1020177019886A KR 20177019886 A KR20177019886 A KR 20177019886A KR 102319086 B1 KR102319086 B1 KR 102319086B1
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미햐엘 도만
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 자기 스위칭 밸브의 특성값을 결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 자기 스위칭 밸브는, 전류가 인가되는 솔레노이드 스위치를 이용하여, 보존적 복원력에 대항해서 이루어지는 전기자의 운동에 의해, 폐쇄된 스위칭 상태로부터 개방된 스위칭 상태로 전환될 수 있다. 본 발명에 따르면, 스위칭 밸브가 개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로 전환되는 동안, 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류 및/또는 솔레노이드 스위치에서의 전압의 시간 프로파일이 측정된다. 측정될 특성값이 상기 시간 프로파일로부터 평가된다. 솔레노이드 스위치에 대항하는 전기자의 각각의 운동이 전기자 내에서 전압을 유도한다는 사실이 확인되었다. 이제 솔레노이드 스위치에서의 전압이 일정한 값으로 조절되면, 상기 동작에 의해 유도된 전압이 한 편으로는 단기적으로 조절 편차로서 간주될 수 있다. 다른 한편으로는, 유도된 전압이 솔레노이드 스위치를 통과하는 전류 흐름을 야기한다. 이로부터, 전기자의 운동학이 추론될 수 있다. 솔레노이드 스위치가 옴 저항을 갖기 때문에, 전류 흐름에 의해 에너지도 소산된다. 이 에너지는, 폐쇄된 상태와 개방된 상태 간의 전환 시 전기자가 움직인 스위칭 경로를 결정하기 위한 키(key)이다. 본 발명은 또한, 특별히 상기 방법에 적합한 측정 장치와도 관련이 있다.

Description

자기 스위칭 밸브의 특성값의 전기적 결정{ELECTRICAL DETERMINING OF CHARACTERISTIC VALUES OF MAGNETIC SWITCH VALVES}
본 발명은, 전기적 수단을 통해 자기 스위칭 밸브의 특성값을 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
전류가 인가된 솔레노이드 스위치가 복원력에 대항해서 가동 스위칭 요소(전기자)를 끌어당김으로써, 자기 스위칭 밸브가 개방된다. 솔레노이드 스위치에 대한 전류 공급이 중단되면, 밸브는 다시 폐쇄된다. 그러면 전기자는 자신의 출발 위치로 되돌아간다.
특히 상기 유형의 고속 스위칭 밸브에서는, 전기자의 스위칭 경로를 정확하게 설정하는 것이 필요하다. 정확한 설정에 의해서만, 제어 속도와 내구성이 동시에 최적화될 수 있다. 이때, 제어 속도와 내구성은 반대가 되는 요구 조건인데, 높은 제어 속도를 위해서는 가급적 작은 기계적 스위칭 경로가 필요하며, 이 경우 스로틀 효과(throttle effect)를 피하기 위해서는 특정의 최소 스위칭 경로에 미달 되어서는 안 된다. 스위칭 경로가 증가함에 따라, 밸브의 폐쇄 시 전기자가 자신의 출발 위치로 되돌아가는 속도도 증가한다. 이때, 최종 위치에 도달하면, 밸브의 밀봉면을 손상시킬 수 있는 큰 힘이 작용한다. 다른 측면에서는, 바로 큰 스위칭 경로가 스위칭 경로를 감소시키는 효과, 예를 들어 침전물 및 라이닝에 대항해서 밸브를 견고하게 만든다. 더 나아가서는, 밸브가 개방된 상태에서의 관류량도 스위칭 경로와 함께 증가한다.
스위칭 경로를 매번 최적화하기 위한 토대는, 스위칭 경로를 인지하고 있다는 것이다. 하지만, 스위칭 경로의 기계적인 또는 광학적인 측정을 위해 전기자가 밸브의 작동 준비 상태에 액세스할 수는 없다. 그렇기 때문에, 일측 최종 위치로부터 타측 최종 위치까지 스위칭 밸브가 필요로 하는 시간으로부터 스위칭 경로를 추정하거나 자기 흐름을 측정함으로써 해결책을 강구한다. 시간 측정으로부터의 추정은 밸브 내에서의 마찰 또는 유압 접착에 의해 심하게 왜곡될 수 있다. 자기 흐름의 측정들로부터 스위칭 경로를 추론할 수 있기 위해서는, 자기 회로 및 전기자의 상세한 정보가 필요하다.
밸브의 더 장기간 사용하는 경우 변동되고, 그래서 모니터링되어야 하는 또 다른 중요한 특성값들은 복원력의 스프링 상수 및 밸브 작동 시 작용하는 마찰 계수이다. 이와 같은 특성값들도, 밸브의 작동 준비 상태에서는 지금까지 충분히 정확한 측정에 접근할 수 없었다.
본 발명의 과제는, 전술된 특성값들을 지금까지의 선행 기술에 따른 것보다 더 정확하게 그리고/또는 장치적으로 더 간단하게 결정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제들은 본 발명에 따라, 주 청구항에 따른 방법 및 보조 청구항에 따른 장치에 의해 해결된다. 또 다른 바람직한 실시예들은 상기 청구항들을 인용하는 종속 청구항들에 명시된다.
본 발명의 범주에서 자기 스위칭 밸브의 특성값을 결정하기 위한 방법이 개발되었다. 자기 스위칭 밸브는, 전류가 인가되는 솔레노이드 스위치를 이용하여, 보존적 복원력에 대항해서 이루어지는 전기자의 운동에 의해, 폐쇄된 스위칭 상태로부터 개방된 스위칭 상태로 전환될 수 있다. 본 발명은, 복원력에 대항하는 전기자의 운동에 의해 개방된 스위칭 상태로부터 폐쇄된 스위칭 상태로 전환될 수 있는 스위칭 밸브에서 완전히 유사하게 기능한다.
특성값은,
- 스위칭 밸브를 개방된 스위칭 상태로부터 폐쇄된 스위칭 상태로 전환하기 위해서 필요한 시간,
- 복원력의 스프링 상수,
- 밸브 작동 시 작용하는 마찰 계수, 및
- 폐쇄된 상태와 개방된 상태 간의 전환 시 전기자가 움직인 스위칭 경로를 포함하는 그룹에 속한다.
본 발명에 따르면, 스위칭 밸브가 개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로 전환되는 동안, 솔레노이드 스위치에서의 전압을 일정한 값으로 조절하여, 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류 및/또는 솔레노이드 스위치에서의 전압의 시간 프로파일이 측정된다. 측정될 특성값이 상기 시간 프로파일로부터 평가된다.
솔레노이드 스위치에 대항하는 전기자의 각각의 운동이 전기자 내에서 전압을 유도한다는 사실이 확인되었다. 이때 솔레노이드 스위치에서의 전압이 일정한 값으로 조절되면, 상기 운동에 의해서 유도되는 전압은 한 편으로는 단기적으로 조절 편차로서 간주될 수 있다. 다른 한 편으로, 유도되는 전압은 솔레노이드 스위치를 통과하는 전류 흐름을 야기한다. 2개의 신호로부터, 전기자의 운동학이 추론될 수 있다. 솔레노이드 스위치는 옴 저항을 갖기 때문에, 전류 흐름에 의해 또한 에너지도 소산된다.
상기 에너지는, 폐쇄된 상태와 개방된 상태 간의 전환 시 전기자가 움직인 스위칭 경로를 결정하기 위한 키(key)이다. 밸브가 폐쇄되고 이때 솔레노이드 스위치에서 유도되는 전압이 에너지를 소산시킨다면, 상기 에너지를 위한 소스가 반드시 존재한다. 상기 소스는, 이전에 복원력에 대항하는 기계 일(mechanical work)에 의해 폐쇄된 상태로부터 개방된 상태로의 전환 과정에서 저장되었던 잠재적 에너지이다. 복원력의 힘 법칙을 통해 상기 에너지량에 명확하게 스위칭 경로의 값이 할당된다. 복원력은 예를 들어 스프링 힘일 수도 있고, 전기자에 작용하는 중력일 수도 있다. 이로써, 본 발명의 매우 바람직한 한 실시예에서는, 복원력에 대항하는 기계 일에 의해 폐쇄된 상태로부터 개방된 상태로 전환될 때 저장된 잠재적 에너지가 전류 및/또는 전압의 시간 프로파일로부터 평가되며, 상기 잠재적 에너지는 개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로 전환될 때 솔레노이드 스위치에 대항하는 전기자의 운동에 의해 전기 에너지로 변환되고 솔레노이드 스위치의 옴 저항에서 소산된다.
이를 위해서는, 솔레노이드 스위치의 옴 저항에 대한 정보가 필요하다. 그렇기 때문에, 바람직하게는 상기 저항값이 추가로 측정된다. 그러나 경험에 따르면, 상기 저항값은 스위칭 밸브의 장시간 작동에서도 변경되지 않거나 서서히 변하는 변수이다. 즉, 상기 저항값을 재검정의 의미에서 더 큰 시간 간격을 두고 측정하는 것으로 충분하다.
가장 간단한 것은, 스위칭 밸브가 개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로 전환되는 동안, 솔레노이드 스위치에서의 전압을 일정한 값으로 조절하여, 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류의 시간 프로파일을 측정하는 것이다. 이는 특히, 예를 들어 솔레노이드 스위치가 단락됨으로써 상기 전압이 0볼트로 조정되는 경우에 적용된다. 이 경우, 솔레노이드 스위치의 옴 저항을 통과하는 전류의 제곱과 상기 저항의 곱이 스위칭 밸브의 폐쇄 과정에 걸쳐 적분됨으로써, 필요한 에너지에 직접 접근할 수 있다. 또는, 예를 들어 스위칭 밸브의 폐쇄가 솔레노이드 스위치에서의 전압의 시간 프로파일의 사전 설정에 의해서 야기되는 것이 아니라 오히려 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류의 시간 프로파일의 사전 설정에 의해서 야기됨으로써, 솔레노이드 스위치에서 0볼트가 아닌 다른 전압이 조절될 수 있거나 전압의 능동적인 조절이 완전히 생략될 수도 있다. 이 경우, 적분에 의해 결정된 에너지는, 폐쇄 과정의 동일한 시간 제한 내에서, 솔레노이드 스위치에서의 전압과 전류의 곱의 적분만큼 보정되어야 한다.
솔레노이드 스위치에 대항하는 전기자의 운동은 일차적으로 전압 신호를 유도한다. 솔레노이드 스위치의 옴 저항이 비로소 이로부터 측정 가능한 전류를 만든다. 개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로의 전환 시 전압의 시간 프로파일이 추가로 측정되고 필요한 특성값을 결정하는 데 이용되는 경우, 측정의 정확성이 개선된다.
몇몇 평가 실시예를 위해서는, 밸브를 폐쇄된 상태로부터 개방된 상태로 전환하기 위해서 필요한 전류 또는 이와 같은 전환을 위해서 필요한 전압을 알아야 할 필요가 있다. 그렇기 때문에 바람직하게는, 상기 전류 또는 상기 전압도 측정된다. 상기 전류 또는 전압은 예를 들어 밸브가 폐쇄된 상태로부터 개방된 상태로 전환될 때 전류 및/또는 전압의 시간 프로파일로부터 평가될 수 있다. 밸브의 전환이 이루어지는 전류 값에 도달한 경우, 상기 시간 프로파일들 중 하나 또는 양측 모두에서 예를 들어 조절 편차 또는 변곡점이 나타날 수 있다.
솔레노이드 스위치에 전류가 인가됨으로써 밸브가 개방되는 경우, 에너지는 복원력에 대항하는 기계 일에 의해서만 밸브 내에 저장되지 않는다. 훨씬 더 적은 에너지량이 복원력의 존재와 무관하게, 전기자 및 솔레노이드 스위치로부터 형성된 자기 회로 내에 저장된다. 상기 에너지도 밸브 폐쇄 시 솔레노이드 스위치의 옴 저항에서 소산된다. 자기 회로에서 제거되는 에너지 비율을 알고 있는 경우, 전체적으로 소산된 에너지로부터 스위칭 경로가 더 정확하게 결정될 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 특히 바람직한 일 실시예에서는, 개방된 상태 및/또는 폐쇄된 상태에 전기자의 위치가 고정된 경우, 전기자 및 솔레노이드 스위치로 형성된 자기 회로 내에 저장된 에너지를 소산시키는 시간에 따른 감쇠 프로파일이 결정된다. 더 간단한 평가를 위해, 상기 감쇠 프로파일은 바람직하게, 솔레노이드 스위치가 단락되었거나 솔레노이드 스위치에서의 전압이 일정한 값으로 조절되었다는 경계 조건하에서 결정된다.
개방된 상태에서 전기자의 위치가 고정된 경우에 자기 회로 내에 저장된 에너지를 소산시키는 감쇠 프로파일은 바람직하게, 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류의 시간 프로파일의 외삽(extrapolation)에 의해 결정될 수 있다. 외삽의 기초는, 솔레노이드 스위치에 대한 전류 인가는 이미 중단되었지만 전기자는 아직까지도 복원력에 의해서 움직이지 않은 시간 간격이다.
전기자의 위치가 폐쇄된 상태에 고정된 경우에 자기 회로 내에 저장된 에너지를 소산시키는 시간에 따른 감쇠 프로파일은, 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류의 시간 프로파일 및/또는 솔레노이드 스위치에서의 전압의 시간 프로파일에 대한 곡선 맞춤법(curve fitting)에 의해 결정될 수 있다. 이 경우, 밸브의 폐쇄 시에는 전기자가 즉시 확실하게 자신의 폐쇄된 최종 위치에 도달하는 것이 아니라 오히려 상기 최종 위치에서 반복적으로 반동되는(rebound) 점이 고려되어야 한다. 반동 순간에는 전기자에 작용하는 가속이 최대이기 때문에, 이 순간에는 솔레노이드 스위치 내에서 유도되는 전압 및 이로써 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류도 국소 최댓값을 취한다. 폐쇄된 상태에서의 자기 에너지가 중요하기 때문에, 폐쇄된 상태로 전환될 때 스위칭 밸브를 통해 흐르는 전류의 프로파일 및/또는 솔레노이드 스위치에서의 전압의 프로파일에서, 전기자가 자신의 최종 위치에서 반복적으로 반동됨으로써 야기되는 최댓값에 대한 곡선 맞춤이 이루어진다.
대안적으로 또는 이와 결합하여, 전기자의 위치가 폐쇄된 상태에 고정된 경우에 자기 회로 내에 저장된 에너지를 소산시키는 시간에 따른 감쇠 프로파일은 바람직하게 별도의 측정에 의해 결정될 수 있다. 이 경우 감쇠 프로파일은, 폐쇄된 상태에서 인가된, 개방된 상태로의 전환하기에는 불충분한 전압에 대한 솔레노이드 스위치의 시간에 따른 전류 응답으로부터 결정된다. 이 경우, 상기 감쇠 프로파일에 관여하는 자기 회로의 특징들은 스위칭 밸브의 장기간 작동에서도 서서히 변경되거나 전혀 변경되지 않는 변수들이다. 그렇기 때문에, 상기 측정을 단 한 번만 실시하거나 재검정의 의미에서 큰 시간 간격을 두고 실시하는 것으로 충분하다.
복원력에 대항하는 기계 일에 의해 저장된 잠재적 에너지는, 개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로의 전환 시 전기자가 복원력의 작용에 의해 움직이기 시작하는 제1 시점과, 상기 전환 시 전기자가 처음으로 자신의 최종 위치에서 정지하는 제2 시점 사이에 전기자의 개방된 상태에 대한 감쇠 프로파일에 걸친 적분으로서 평가됨으로써, 바람직하게 솔레노이드 스위치의 옴 저항에서 전체적으로 소산된 에너지량으로부터 추출될 수 있다.
대안적으로 또는 이와 결합하여, 복원력에 대항하는 일(work)에 의해 저장된 잠재적 에너지는 동일한 목적으로, 개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로의 전환 시 전기자가 복원력의 작용에 의해 움직이기 시작하는 제1 시점과, 측정된 전류 프로파일 또는 측정된 전압 프로파일이 제1 시점에서의 폐쇄된 상태에 대한 감쇠 프로파일과 동일한 전류 값 또는 전압 값을 갖는 제2 시점 사이에 측정된 전류 프로파일 및/또는 전압 프로파일에 걸친 적분으로서 평가됨으로써, 추출될 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 일 실시예에서, 개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로의 전환이 시작된 후에, 솔레노이드 스위치 및/또는 솔레노이드 스위치에서의 전압에 의해 전류의 시간 프로파일이 국소 최댓값에 도달하는 시점이, 전기자가 자신의 최종 위치에서 정지하는 시점으로서 평가된다.
본 발명의 특히 바람직한 또 다른 일 실시예에서는, 개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로 전환될 때, 복원력의 작용에 의해 전기자가 움직이기 시작하는 시점(t1)으로서, 이로 인해 전기자가 솔레노이드 스위치 내에서 전압 신호 또는 전류 신호를 유도하는 시점이 평가된다.
이러한 방식으로, 개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로의 스위칭 밸브의 전환을 위해 필요한 시간이 직접 결정될 수 있다. 이와 같은 방식은 다시 밸브 작동 중에 작용하는 마찰 계수를 결정하기 위한 기초이기도 하며, 이 경우 상기 마찰은 전기자가 결국에 최종적으로 자신의 최종 위치에 머무를 때까지 자신의 최종 위치에서 반복적으로 정지하는 것을 감쇠시킨다. 솔레노이드 스위치를 통과하는 전류의 최댓값의 감쇠 곡선 또는 상기와 같은 반복적인 정지 동작에 의해서 생성되는 솔레노이드 스위치에서의 전압의 최댓값의 감쇠 곡선으로부터 마찰이 평가될 수 있으며, 이 경우 마찰 크기에 대한 정보는 실질적으로 일 최댓값으로부터 다음 최댓값으로의 진폭 감소 안에 포함되어 있다.
동일한 감쇠 곡선 내에는 또한 복원력의 스프링 상수에 대한 정보도 포함되어 있으며, 이와 같은 정보는 개별 최댓값들 간의 시간차 안에 포함되어 있다.
다만 감쇠 곡선만 중요한 경우에는, 대안적으로 스위칭 밸브가 개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로 전환되는 동안 솔레노이드 스위치에서의 전압 대신에 솔레노이드 스위치를 통과하는 전류가 일정한 값으로 조절될 수 있다. 이 경우에는 예를 들어 전환 동안 솔레노이드 스위치에서의 전압의 시간 프로파일이 감쇠 곡선으로서 이용될 수 있다. 대안적으로는, 전류 조절의 조절 편차도 감쇠 곡선으로서 이용될 수 있다.
밸브의 개방 및 폐쇄 시 사전 설정된 전압 프로파일 및 전류 프로파일은 원칙적으로 다양하게 변할 수 있다. 솔레노이드 스위치는 예를 들어 대칭으로 또는 주기적으로 제어될 수 있다. 주기적인 제어에 의해서는, 예를 들어 평균이 이루어지는 일련의 측정이 수집될 수 있다. 밸브 폐쇄 후에, 개방된 상태로의 전환을 위해서 충분하지 않은 전압에 대한 솔레노이드 스위치의 시간적인 전류 응답이 결정되는 경우에는, 상기 측정 전에 자유롭게 선택할 수 있는 규정된 휴지 시간 동안 대기할 수 있다. 그럼으로써, 측정 전에 전기자가 자신의 최종 위치에서 반복적으로 반동 되는 동작이 확실하게 종료되도록 보장될 수 있다.
솔레노이드 스위치의 옴 저항은, 예를 들어 밸브의 정지, 개방 상태에서 솔레노이드 스위치에 인가되는 전압 및 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류가 결정됨으로써 결정될 수 있다. 전압은 솔레노이드 스위치에서 직접 측정되거나 일정한 값으로 조절될 필요가 없다. 그 대신에, 이와 같은 측정 또는 조절은 예컨대 전원 장치 출력에 있는 단자 전압에서도 이루어질 수 있다. 이 경우, 또 다른 평가에서 사용되는 솔레노이드 스위치의 옴 저항은 또한 전원 장치와 솔레노이드 스위치 사이에 있는 공급 라인의 저항도 포함한다.
솔레노이드 스위치 내에서 소산된 에너지로부터 스위칭 경로를 역으로 계산하는 것은 반드시 복원력의 스프링 상수를 통해서 이루어질 필요는 없다. 대안적으로는, 예컨대 밸브 부재와 솔레노이드 스위치의 코어 사이에 형성된 공기 간극에서의 자기 흐름의 관찰과 같은 다른 변수를 통해서도 스위칭 경로가 역산될 수 있다.
본 발명은 또한, 전류가 인가되는 솔레노이드 스위치를 이용하여, 보존적 복원력에 대항해서 이루어지는 전기자의 운동에 의해, 폐쇄된 스위칭 상태로부터 개방된 스위칭 상태로 전환될 수 있는 자기 스위칭 밸브의 특성값을 결정하기 위한 장치와도 관련이 있다.
상기 장치는 본 발명에 따라 다음과 같은 구성 요소들, 즉
Figure 112017068277934-pct00001
개방된 스위칭 상태로부터 폐쇄된 스위칭 상태로 밸브를 전환하는 전압 프로파일 또는 전류 프로파일을 솔레노이드 스위치에 제공하기 위한 드라이버 유닛(driver unit),
Figure 112017068277934-pct00002
폐쇄 과정 동안 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류 및/또는 솔레노이드 스위치에서의 전압의 시간 프로파일을 측정하기 위한 측정 기기, 및
Figure 112017068277934-pct00003
상기 시간 프로파일로부터 자기 스위칭 밸브의 특성값을 추출할 수 있는 평가 유닛을 구비한다.
전술된 바에 따르면, 상기 시간 프로파일은 자기 스위칭 밸브의 복수의 특성값에 대한 정보를 포함하는데, 그 이유는 솔레노이드 스위치에 대항하는 전기자의 운동이 상기 솔레노이드 스위치 내에서 전압 및 이로써 또한 전류 흐름도 유도하기 때문이다. 따라서, 전류 및/또는 전압의 시간 프로파일로부터 전기자의 운동학이 추론될 수 있다.
특히 바람직하게, 평가 유닛은 전류 및/또는 전압의 시간 프로파일로부터 일 그룹의 특성값을 추출할 수 있으며, 이 경우 상기 그룹은
Figure 112017068277934-pct00004
스위칭 밸브를 개방된 스위칭 상태로부터 폐쇄된 스위칭 상태로 전환하는 데 필요한 시간,
Figure 112017068277934-pct00005
복원력(4)의 스프링 상수,
Figure 112017068277934-pct00006
밸브 작동 시 작용하는 마찰 계수, 및
Figure 112017068277934-pct00007
폐쇄된 상태(A)와 개방된 상태(B) 간의 전환 시 전기자(2)가 움직인 스위칭 경로(AH)를 포함한다.
이들 특성값은 한 편으로는 자기 스위칭 밸브의 매우 중요한 특성값이다. 다른 한 편으로, 다름 아닌 이들 변수는 전류 및/또는 전압의 시간 프로파일로부터 특히 우수하게 추출될 수 있다.
따라서, 예컨대 밸브 작동 시 작용하는 마찰 계수가 매우 명확하게 결정될 수 있다. 즉, 밸브 폐쇄 시에는 전기자가 결국 최종적으로 자신의 최종 위치에 머무를 때까지 자신의 최종 위치에서 반복적으로 정지한다. 이와 같은 반복적인 정지 동작은 마찰에 의해서 감쇠한다. 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류의 최댓값 감쇠 곡선 및/또는 반복적인 정지 동작에 의해서 생성되는 솔레노이드 스위치에서의 전압의 최댓값 감쇠 곡선은 일 최댓값으로부터 다음 최댓값으로의 진폭 감소 안에 마찰 크기에 대한 정보를 포함하고 있다.
더 나아가, 감쇠 곡선은 개별 최댓값들 간의 시간차 안에 복원력의 스프링 상수에 대한 정보도 포함하고 있다.
특히 바람직하게, 평가 유닛은 전류 및/또는 전압의 시간 프로파일로부터, 폐쇄 과정에서 전기자가 움직이기 시작하는 시점, 및/또는 폐쇄된 스위칭 상태에서 전기자가 자신의 최종 상태에 도달하는 시점을 추출할 수 있다. 이미 상기 정보가 전술된 특성값들 중 일부를 제공해주고, 시간 경과에 따른 밸브 스위칭 특성들의 변경에 대한 훌륭한 지표가 된다. 상기 정보는 또한, 명목상 동일한 스위칭 밸브의 일련의 조사에서 편차를 검출하기 위해서도 이용될 수 있다.
특히 바람직하게, 평가 유닛은, 폐쇄 과정에서 전기자가 움직이기 시작하는 시점뿐만 아니라 폐쇄된 스위칭 상태에서 전기자가 자신의 최종 상태에 도달하는 시점까지도 전류(I)의 시간 프로파일 및/또는 전압(U)의 시간 프로파일로부터 추출할 수 있다. 이 경우, 스위칭 과정을 위해 필요한 시간 및 이로써 스위칭 속도가 공지된다. 시간 및 속도는 자기 스위칭 밸브를 위해서 매우 중요한 특성값이다.
이를 위해 특히 바람직한 경우는, 장치가 본 발명의 또 다른 일 실시예에서, 솔레노이드 스위치에 인가되는 전압의 시간 프로파일 또는 폐쇄 과정 동안 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류의 시간 프로파일을 측정하기 위한 또 다른 측정 기기를 포함하는 경우이다. 이 경우, 평가 유닛은 전류의 시간 프로파일뿐만 아니라 전압의 시간 프로파일까지도 입력치로서 보유할 수 있다. 다름 아닌 전압의 시간 프로파일로부터, 폐쇄 과정에서 복원력에 의해 전기자가 움직이기 시작하는 시점이 매우 양호하게 결정될 수 있다. 전기자는 출발할 때 솔레노이드 스위치에 대해 상대적으로 낮은 속도로 인해 처음에는 솔레노이드 스위치 내에서 상대적으로 약한 신호를 유도하게 되는데, 이 신호는 최초의 전압 신호이고 그 자체로서 가장 정확하게 검출될 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 일 실시예에서, 평가 유닛은 솔레노이드 스위치에 인가되는 전압의 시간 프로파일 및/또는 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류의 시간 프로파일을 위한 적분기를 구비한다. 이 경우, 복원력에 대항하는 기계 일에 의한 밸브의 이전의 개방 시 밸브 내에 저장되었던, 폐쇄 과정 동안 소산된 에너지가 측정될 수 있다. 상기 에너지는 예를 들어 복원력에 대한 힘 법칙을 이용해서 밸브의 스위칭 경로(AH)로 환산될 수 있다.
방법을 위해서 제시된 모든 개시 내용은 장치를 위해서도, 또는 그 반대의 경우에도 명시적으로 적용된다.
본 발명을 개선하는 또 다른 조치들은 도면을 참조하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명과 함께 이하에서 더욱 자세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 실시예를 도시한 도이다.
도 2는 솔레노이드 스위치를 통과하는 전류의 측정된 시간 프로파일에 맞추어진 감쇠 프로파일을 이용한 스위칭 경로의 결정 과정을 도시한 그래프이다.
도 3은 밸브의 폐쇄 후에 별도로 측정된 감쇠 프로파일을 이용해서 스위칭 경로를 결정하는 과정을 도시한 그래프이다.
도 4는 솔레노이드 스위치를 통과하는 전류의 측정된 시간 프로파일로부터, 밸브 작동을 위한 마찰 계수 및 복원력을 위한 스프링 상수를 결정하는 과정을 도시한 그래프이다.
도 1은, 본 발명에 따른 장치의 일 실시예를 보여준다. 본 실시예에서, 자기 스위칭 밸브(1)는 폐쇄된 스위칭 상태(A)에서는 라인(10)을 차단하고, 개방된 스위칭 상태(B)에서는 상기 라인(10)을 통과하는 관류를 허용한다. 스위칭 밸브(1)는 전기자(2)에 의해서 제어되며, 상기 전기자는 전류가 인가되는 솔레노이드 스위치(3)을 이용해서 스프링(4)의 힘에 대항하여 폐쇄된 스위치 위치(A)로부터 개방된 스위치 위치(B)로 끌어당겨질 수 있다. 이때, 전기자(2)는 스위칭 경로(전기자 행정)(AH)를 통과한다.
전압 및 전류를 선택적으로 사전 설정하는 유니버설 전원 장치가 드라이버 유닛(5)으로서 제공되어 있다. 상기 드라이버 유닛(5)은, 밸브(1)를 개방된 스위칭 상태(B)로부터 폐쇄된 스위칭 상태(A)로 전환하는 전압 프로파일 또는 전류 프로파일을 솔레노이드 스위치(3)에 제공할 수 있다.
또한, 솔레노이드 스위치(3)을 통해 흐르는 전류를 측정하기 위한 디지털 전류계(6)(ammeter) 및 솔레노이드 스위치에 인가되는 전압을 측정하기 위한 디지털 전압계(8)(voltmeter)가 제공되어 있다. 상기 두 기기의 디지털 출력부는, 평가 유닛(7)으로서 기능을 하고 각각 시간 프로파일을 기록하는 측정 컴퓨터에 공급된다. 측정 컴퓨터에는 소프트웨어가 설치되어 있으며, 이 소프트웨어는 전기자(2)가 폐쇄 과정에서는 동작을 시작하고 폐쇄된 스위칭 상태(A)에서는 자신의 최종 위치에서 정지하는 시점을 결정한다. 따라서, 복원력(4)의 스프링 상수, 밸브 작동시의 마찰 계수 및 밸브(1)를 폐쇄하기 위해서 필요한 시간이 공지되어 있다. 소프트웨어가 전압(U)의 시간 프로파일 및/또는 전류(I)의 시간 프로파일을 산술적으로도 적분할 수 있음으로써, 전기자 행정(AH)도 결정될 수 있다.
따라서, 장치는, 자기 스위칭 밸브의 모든 중요한 특성값을 결정할 수 있는 압축된 측정소(measuring station)이다.
도 2는, 본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따라 스위칭 경로(AH)를 결정하는 과정을 보여준다. 솔레노이드 스위치(3)에는, 곡선(U)에 의해 재현된 시간 프로파일에 따라 전압이 인가된다. 전압은 각각 목표 값으로 일정하게 조절된다. 솔레노이드 스위치를 통과하는 전류의 측정된 시간 프로파일은 곡선(I)에 명시되어 있다. 측정 시작 시, 솔레노이드 스위치(3)에 일정한 전압에 제공되고, 이로써 전류가 인가된다. 상기 전류는 밸브(1)를 개방된 상태로 유지하기에 충분하다. 그 다음에, 솔레노이드 스위치(3)을 위한 전압 조절의 목표 값이 갑자기 0으로 떨어진다. 곡선(U)에 명시되어 있고 실제로 자석(3)에 인가되는 전압은 당연히 다만 무한 에지 경사도로써만 상기 급강하에 반응할 수 있다. 그 다음에, 자석(3)을 통과하는 전류(I)는, 전기자(2)가 복원력(4)의 작용에 의해서 동작을 시작할 때까지 거의 선형으로 강하하며, 이와 같은 상황은 전류 곡선(I)에 있는 변곡점에서 나타난다. 변곡점 앞에 있는 영역에는 곡선(K1)이 맞추어져 있다. 곡선(K1)은, 개방된 상태에서 전기자(2)의 위치가 고정된 경우에 전기자(2) 및 솔레노이드 스위치(3)로 형성된 자기 회로 내에 저장된 에너지를 소산시키는 일시적인 감쇠 프로파일을 명시한다.
솔레노이드 스위치(3)에 대항하는 전기자(2)의 동작에 의해서는, 추가의 전압 및 이로써 솔레노이드 스위치를 통과하는 추가의 전류도 유도된다. 이와 같은 상황은, 솔레노이드 스위치(3)에 의한 전류의 강하가 처음에는, 마지막에 심지어 상승으로 반전될 때까지 평탄하게 유지되는 상황을 야기한다. 전기자(2)가 처음으로 자신의 최종 위치에서 정지하는 시점에는, 전기자에 작용하는 가속 및 이로써 유도되는 전류도 최대이다. 이와 같은 상황은 시점(t2)의 전류 곡선(I)에서 국소 최댓값으로 나타난다. 전기자(2)가 복원력의 작용으로 인해 움직이기 시작하는 시점(t1)은, 곡선(K1)이 제1 국소 최댓값의 시점(t2)에서 곡선(K2)이 갖는 전류 값과 동일한 전류 값을 갖는 시점으로서 결정된다. 시간(t1과 t2) 사이의 곡선(K1)에 걸친 적분
Figure 112017068277934-pct00008
은, 밸브(1)의 개방시에 복원력(4)에 대항하는 기계 일의 수행에 의해 잠재적 에너지로서 저장된 에너지량으로서 평가된다. 본 실시예에서, 복원력(4)은 종래의 밸브 스프링에 의해서 제공된다.
결정된 에너지량(ΔE)은, 스프링에 대한 힘 법칙을 통해서, 밸브 개방시에 스프링이 압축되는 정도에 해당하는 스위칭 경로(전기자 행정)(AH)로 환산된다. 상기 스위칭 경로는, 밸브 부재가 상부 정지 지점에 있을 때에 스프링의 총 전압 경로(s1)와 설치시에 밸브 스프링의 예비 응력 경로(s0) 간의 차
Figure 112017068277934-pct00009
이다. 이 경우에는 아래의 공식
Figure 112017068277934-pct00010
(여기서,
Figure 112017068277934-pct00011
)
이 적용되며, 상기 공식에서 E0는 필요에 따라 예비 응력이 제공되는 스프링 내에 있는 에너지이다.
신속하게 전환되는 선행 기술에 따른 자기 밸브의 예비 응력이 매우 정확하게 설정되기 때문에, 에너지(E0)는 하기 공식
Figure 112017068277934-pct00012
에 따라 매우 정확하게 공지되어 있다. 상기 공식에서, D는, 마찬가지로 매우 정확하게 공지되어 있는 밸브 스프링의 스프링 상수를 지시한다.
스프링에 의해서 예비 응력을 받는 그리고 받지 않는 스위칭 밸브에 대해서는 하기 공식이 적용되며,
Figure 112017068277934-pct00013
상기 공식에서,
I는 측정된 전류이고,
D는 스프링의 스프링 상수이며,
F0는 스프링의 예비 응력이다.
더 상세히 말하면, 원하는 스위칭 경로(전기자 행정)는, 밸브의 구성 및 조립으로부터 공지된 변수(D 및 F0) 및 측정 변수(I)로부터 명확하게 결정될 수 있다.
최종 위치에서 처음 정지한 후에, 전기자(2)는, 그 후에 각각 새로이 상기 최종 위치에 도달하기 위하여 수회 더 반동 되며, 이와 같은 상황은 다시 각각 전류 곡선(I)에서 또 다른 국소 최댓값을 유도한다. 전기자(2)가 자신의 최종 위치를 최종 정지 위치로서 취하게 되는 시점과 시점(t1) 사이에서는, 전류(I)가 거의 구간별로 포물선 형상으로 진행하며, 이 경우 각각의 국소 최댓값 이후 새로운 포물선이 시작된다. 이들 포물선 중 몇몇은 도 2에 점선으로 기재되어 있다.
도 3은, 솔레노이드 스위치를 통과하는 전류의 측정 프로파일에 곡선들을 맞추지 않고서도 충분한 본 발명에 따른 방법의 또 다른 일 실시예에서, 스위칭 경로(AH)를 결정하는 과정을 보여준다. 그래프에는, 솔레노이드 스위치에서의 전압(U), 솔레노이드 스위치(3)을 통해 흐르는 측정된 전류(I1), 및 자기 회로의 감쇠 프로파일을 결정하기 위해 밸브(1)가 폐쇄된 후에 폐쇄된 상태에서 측정된 전류(I2)가 도시되어 있다.
전압 곡선(U)은, 전압 조절부에서 사전에 결정된 목표 값의 방향으로 급상승을 시작한다. 상기 전압 곡선은, 상기 목표 값을 일정하게 유지하기 전에, 목표 값을 초과하는 오버슈트(overshoot)를 수행한다. 솔레노이드 스위치(3)을 통과하는 전류는 코일의 인덕턴스로 인해, 인가되는 전압보다 시간상 뒤처진다. 밸브(1)는 처음에는 여전히 폐쇄된 상태에 있다. 솔레노이드 스위치(3)을 통과하는 전류가 전기자(2)를 개방된 위치로 끌어당기기에 충분하게 되자마자, 전류 곡선(I1) 내에서 전환점이 나타난다. 이와 같은 상황이 발생하는 전류 값은 Ian으로 지칭된다. 전압(U) 및 전류(I1)는 소정의 시간 동안 일정하게 유지된다. 비율(U/I1)로부터 옴 저항(RMV)이 결정된다. 그 다음에, 솔레노이드 스위치(3)에서의 전압에 대한 목표 값이 0으로 떨어진다. 이와 같은 강하에 대하여, 실제 전압(U)은 다만 무한 에지 경사도로써만 반응한다. 솔레노이드 스위치(3)에서의 전압과 함께 솔레노이드 스위치(3)을 통해 흐르는 전류(I1)도 강하한다. I1은 처음에는 밸브(1)를 개방된 상태로 유지하기에 충분하다. 시점(t2)에서는, 복원력(4)이 처음으로 솔레노이드 스위치(3)의 남아 있는 지지력을 초과하고, 전기자(2)는 폐쇄된 위치의 방향으로 동작하기 시작한다. 상기 시점은 도 3의 전압 곡선(U)에서 작은 조절 편차로서 확인할 수 있다. 상기 조절 편차는 도 3에서, 전압(U)이 자신의 목표 값인 0을 초과하여 음(minus)의 범위로 수행하는 오버슈트에 의해 중첩되어 있다.
도 2와 유사하게, 도 3의 측정된 전류(I1)에서는, 전기자(2)가 자신의 폐쇄된 최종 위치에서 반복적으로 정지함으로써 야기되는 몇몇 국소 최댓값이 나타난다. 전기자(2)가 최종적으로 자신의 폐쇄된 위치에 도달한 후에는, 솔레노이드 스위치(3)에 전류를 공급하는 과정이 전류 조절 과정으로 전환되고, 밸브(1)를 개방하기 위해 전류 값(Ian) 아래에 놓여 있는 전류 값(I3)이 조절된다. 실제로 흐르는 전류는 전류 곡선(I2) 내 다이어그램의 우측 에지로부터 출발해서 도시되며, 이 경우 시간 축 상에서는 역방향으로 진행이 이루어진다. 곡선(I2)은, 밸브(1)의 폐쇄된 상태에서 인가되었고 개방된 상태로의 전환을 위해 충분하지 않은 전압에 대한, 솔레노이드 스위치(3)의 시간에 따른 전류 응답이다. 상기 곡선은, 폐쇄된 상태에서 전기자(2)의 위치가 고정된 경우에 전기자(2) 및 솔레노이드 스위치(3)로부터 형성된 자기 회로 내에 저장된 에너지를 소산시키는 감쇠 프로파일로서 평가된다.
복원력(4)에 대항하는 기계 일에 의해 밸브가 개방될 때 저장된 잠재적 에너지(ΔE)는 이제 측정된 전류(I1)에 걸친 적분,
Figure 112017068277934-pct00014
으로서 평가된다. 우측의 적분 한계는, 전기자(2)가 폐쇄된 위치의 방향으로 움직이기 시작하는 시점(t2)이다. 좌측의 적분 한계(t1)는, 측정된 전류(I1)가 시점(t2)에서의 감쇠 곡선(I3)과 동일한 전류 값(I4)을 갖는 시점이다. 그렇게 하여 결정된 에너지량(ΔE)에 상응하는 곡선(I1) 아래에 있는 면적이 도 3에 빗금으로 표시되어 있다. 도 2와 유사하게, 상기 에너지량(ΔE)에서는, 밸브 개방시에 스프링이 압축되는 정도에 해당하는 스위칭 경로(AH)가 결정된다.
t1과 t2 사이의 시간 간격 안에 솔레노이드 스위치(3)의 인젝터에서의 전압(Uinj)이 0볼트가 아닌 경우에는, 에너지 편차(ΔE)를 계산하기 위해 위에 명시된 공식이 다음과 같이, 즉
Figure 112017068277934-pct00015
으로 보정될 수 있다.
도 4는, 도 3에 도시된 측정 데이터를 참조해서 이루어지는, 복원력(4)의 스프링 상수를 결정하는 과정 및 밸브 작동을 위한 마찰 계수를 결정하는 과정을 명확하게 보여준다. 본 실시예에서, t1은 전기자(2)가 폐쇄된 위치의 방향으로 움직이기 시작하는 시점을 지시하며, 이 경우 상기 시점은 전류 곡선(U)에서 작은 조절 편차에 의해 확인할 수 있다. 시점들(t2, t3 및 t4)에서는 전기자(2)가 각각 자신의 최종 위치에 정지한다. 시점들(t1, t2, t3 및 t4) 간의 시간차에는, 밸브 스프링(4)의 스프링 상수에 대한 정보가 포함되어 있다. 밸브 작동을 위한 마찰 계수는, 시점들(t2, t3 및 t4)에서의 개별 최댓값들 사이에 있는 전류 곡선(I1)에서 나타나는 진폭 감소에 포함되어 있다.

Claims (17)

  1. 전류가 인가된 솔레노이드 스위치(3)을 이용하여, 보존적 복원력(4)에 대항해서 이루어지는 전기자(2)의 동작에 의해, 제1 스위칭 상태(A)로부터 제2 스위칭 상태(B)로 전환될 수 있는 자기 스위칭 밸브(1)의 특성값을 결정하기 위한 방법으로서, 제1 스위칭 상태는 폐쇄된 스위칭 상태 또는 개방된 스위칭 상태이고, 이에 상응하게 제2 스위칭 상태는 상기 개방된 스위칭 상태 또는 상기 폐쇄된 스위칭 상태이고, 상기 특성값이,
    Figure 112021092778189-pct00016
    스위칭 밸브를 제2 스위칭 상태로부터 제1 스위칭 상태로 전환하기 위해서 필요한 시간,
    Figure 112021092778189-pct00017
    복원력(4)의 스프링 상수,
    Figure 112021092778189-pct00018
    밸브 작동 시 작용하는 마찰 계수, 및
    Figure 112021092778189-pct00019
    제1 상태(A)와 제2 상태(B) 간의 전환 시 전기자(2)가 움직인 스위칭 경로(AH)를 포함하는 그룹에 속하며,
    스위칭 밸브(1)가 제2 상태(B)로부터 제1 상태(A)로 전환되는 동안, 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류(I) 및/또는 솔레노이드 스위치에서의 전압(U)의 시간 프로파일이 측정되며, 상기 시간 프로파일로부터 특성값이 평가되는, 자기 스위칭 밸브(1)의 특성값을 결정하기 위한 방법에 있어서,
    제2 상태 및/또는 제1 상태에 전기자(2)의 위치가 고정된 경우, 복원력에 대항하여 전기자(2) 및 솔레노이드 스위치(3)로 형성된 자기 회로 내에 저장된 잠재적 에너지가 자기 회로의 옴 저항에서 소산되는 시간에 따른 감쇠 프로파일이 결정되고,
    저장된 잠재적 에너지는, 제2 상태(B)로부터 제1 상태(A)로의 전환 시 전기자(2)가 복원력(4)에 의해 움직이기 시작하는 제1 시점과, 상기 전환 시 전기자(2)가 처음으로 자신의 최종 위치에서 정지하는 제2 시점 사이에 제2 상태(B)에 대한 감쇠 프로파일에 걸친 적분으로서 평가되는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 스위칭 밸브(1)가 제2 상태(B)로부터 제1 상태(A)로 전환되는 동안, 솔레노이드 스위치에서의 전압(U)을 일정한 값으로 조절하여, 솔레노이드 스위치를 통해 흐르는 전류(I) 및/또는 솔레노이드 스위치에서의 전압(U)의 시간 프로파일이 측정되는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가로,
    Figure 112021092778189-pct00020
    제1 상태(A)로부터 제2 상태(B)로의 전환 시의 전류(I)의 시간 프로파일 및/또는
    Figure 112021092778189-pct00021
    밸브(1)를 제1 상태(A)로부터 제2 상태(B)로 전환하기 위해서 필요한 전류 및/또는 이와 같은 전환을 위해서 필요한 전압 및/또는
    Figure 112021092778189-pct00022
    솔레노이드 스위치(3)의 옴 저항 및/또는
    Figure 112021092778189-pct00023
    제1 상태(A)로부터 제2 상태(B)로 그리고/또는 제2 상태(B)로부터 제1 상태(A)로의 전환 시의 전압(U)의 시간 프로파일이 측정되어, 특성값을 결정하는 데 이용되는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 감쇠 프로파일은, 솔레노이드 스위치(3)이 단락되었거나 솔레노이드 스위치(3)에서의 전압(U)이 일정한 값으로 조절되었다는 경계 조건하에 결정되는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 감쇠 프로파일은,
    Figure 112021092778189-pct00024
    솔레노이드 스위치(3)에 대한 전류 인가는 이미 중단되었지만, 전기자(2)는 아직까지도 복원력(4)에 의해 움직이지 않은 시간 기간에 기반한, 전류(I) 및/또는 전압(U) 시간 프로파일의 외삽에 의해, 그리고/또는
    Figure 112021092778189-pct00025
    제1 상태(A)로 전환될 때 전기자(2)가 자신의 최종 위치에서 반복적으로 반동됨으로써 전류 프로파일(I) 및/또는 전압 프로파일(U)에서 야기되는 최댓값에 곡선을 맞춤으로써 결정되는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 감쇠 프로파일은, 제1 상태(A)에서 인가된, 제2 상태(B)로 전환하기에는 불충분한 전압에 대한 솔레노이드 스위치(3)의 시간에 따른 전류 응답으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 저장된 잠재적 에너지는, 제2 상태(B)로부터 제1 상태(A)로의 전환 시 전기자(2)가 복원력(4)에 의해 움직이기 시작하는 제1 시점과, 측정된 전류 프로파일(I) 또는 측정된 전압 프로파일(U)이 제1 시점에서의 제1 상태(A)에 대한 감쇠 프로파일과 동일한 전류 값 또는 전압 값을 갖는 제2 시점 사이에 측정된 전류 프로파일(I) 및/또는 전압 프로파일(U)에 걸친 적분으로서 평가되는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 상태(B)로부터 제1 상태(A)로의 전환이 시작된 후, 전류(I) 및/또는 전압(U)의 시간 프로파일이 국소 최댓값에 도달하는 시점이, 전기자(2)가 자신의 최종 위치에서 정지하는 시점으로서 평가되는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 상태(B)로부터 제1 상태(A)로 전환될 때, 복원력(4)에 의해 전기자(2)가 움직이기 시작하는 시점(t1)으로서, 이로 인해 전기자(2)가 솔레노이드 스위치(3) 내에서 전압 신호 또는 전류 신호를 유도하는 시점이 평가되는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치로서,
    Figure 112021092778189-pct00026
    밸브(1)를 제2 스위칭 상태(B)로부터 제1 스위칭 상태(A)로 전환하는 전압 프로파일 또는 전류 프로파일을 솔레노이드 스위치(3)에 제공하기 위한 드라이버 유닛(5),
    Figure 112021092778189-pct00027
    폐쇄 과정 동안 솔레노이드 스위치(3)을 통해 흐르는 전류(I) 및/또는 솔레노이드 스위치에서의 전압(U)의 시간 프로파일을 측정하기 위한 측정 기기(6), 및
    Figure 112021092778189-pct00028
    상기 시간 프로파일(I)로부터 자기 스위칭 밸브의 특성값을 추출하는 평가 유닛(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브(1)의 특성값 결정 장치.
  11. 제10항에 있어서, 평가 유닛(7)은 시간 프로파일(I, U)로부터,
    Figure 112021092778189-pct00029
    스위칭 밸브를 제2 스위칭 상태로부터 제1 스위칭 상태로 전환하는 데 필요한 시간,
    Figure 112021092778189-pct00030
    복원력(4)의 스프링 상수,
    Figure 112021092778189-pct00031
    밸브 작동 시 작용하는 마찰 계수, 및
    Figure 112021092778189-pct00032
    제1 상태(A)와 제2 상태(B) 간의 전환 시 전기자(2)가 움직인 스위칭 경로(AH)를 포함하는 그룹으로부터 특성값을 추출할 수 있는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 장치.
  12. 제10항에 있어서, 평가 유닛(7)은 시간 프로파일(I, U)로부터, 전기자(2)가 폐쇄 과정에서 움직이기 시작하는 시점, 및/또는 전기자(2)가 제1 스위칭 상태(A)에서 자신의 최종 위치에 도달하는 시점을 추출할 수 있는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 장치가 솔레노이드 스위치(3)에 인가되는 전압(U)의 시간 프로파일, 또는 폐쇄 과정 동안 솔레노이드 스위치(3)을 통해 흐르는 전류(I)의 시간 프로파일을 측정하기 위한 또 다른 측정 기기(8)를 포함함으로써, 평가 유닛(7)이 전류(I)의 시간 프로파일뿐만 아니라 전압(U)의 시간 프로파일까지도 입력치로서 보유할 수 있는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 장치.
  14. 제10항에 있어서, 평가 유닛(7)은 전압(U) 및/또는 전류(I)의 시간 프로파일을 위한 적분기를 갖는 것을 특징으로 하는, 자기 스위칭 밸브의 특성값 결정 장치.
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