DE102012105773A1

DE102012105773A1 - Elektronische Steuereinheit für ein Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE102012105773A1
Application number: DE201210105773
Authority: DE
Inventors: Arne Pagel
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinheit (100) für ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors. Die elektronische Steuereinheit (100) weist einen Gleichspannungswandler (108) auf, der mit einer Eingangsspannung (uin) gespeist ist und von dem eine gegenüber der Eingangsspannung (uin) erhöhte Ausgangsspannung (uout) bereitgestellt wird. Ein oder mehrere Kraftstoffinjektoren (102) werden mit der Ausgangsspannung (uout) des Gleichspannungswandlers (108) zum Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems versorgt. Der Gleichspannungswandler (108) beinhaltet einen Speicherkondensator (118), in dem die Ladung (Q) zum Betrieb des einen oder der mehreren Kraftstoffinjektoren (102) speicherbar ist. Die elektronische Steuereinheit (100) weist eine Vorladeschaltung (124) für den Speicherkondensator (118) des Gleichspannungswandlers (108) auf, die dazu ausgebildet ist, den Eingangsstrom (iin) des Gleichspannungswandlers (108) für eine Vorlade-Zeitdauer (T) auf eine maximale Stromstärke (Imax) zu begrenzen, sodass der Wert der Induktivität der Speicherdrossel (114) sehr gering gewählt werden kann, um kurze Schaltzeiten für ein Aufladen und Nachladen des Speicherkondensators (118) zu ermöglichen. Die ausgewählte Figur für die Veröffentlichung mit der Zusammenfassung ist 2.

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinheit für ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors. Die elektronische Steuereinheit weist einen Gleichspannungswandler auf, der mit einer Eingangsspannung gespeist ist und von dem eine gegenüber der Eingangsspannung erhöhte Ausgangsspannung bereitstellbar ist. Ein oder mehrere Kraftstoffinjektoren werden mit der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers zum Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems versorgt. Der Gleichspannungswandler beinhaltet einen Speicherkondensator, in dem die Ladung zum Betrieb der Kraftstoffinjektoren speicherbar ist.
In der Praxis ist es bekannt, derartige elektronische Steuereinheiten für Kraftstoffeinspritzsysteme von Verbrennungsmotoren einzusetzen. Die elektronischen Steuereinheiten sind dabei üblicherweise mit einer Autobatterie verbunden und werden mit einer Gleichspannung versorgt, sobald ein Zündungsschalter des Fahrzeugs aktiviert wird. Die Gleichspannungswandler beinhalten üblicherweise eine Speicherdrossel, die über eine Diode mit dem Speicherkondensator in Serie geschaltet ist. Durch Aktivieren und Deaktivieren eines Auslöseschalters, der parallel zu der Diode geschaltet ist, kann Energie in die Speicherdrossel eingespeichert und dann durch eine Deaktivierung des Auslöseschalters in den Speicherkondensator übertragen werden. Hierbei steigt die Ladung in dem Speicherkondensator schrittweise an, bis eine für den Betrieb von Kraftstoffinjektoren erforderliche Versorgungsspannung an dem Speicherkondensator anliegt. Daraufhin kann über einen weiteren Schalter zur Aktivierung einer Einspritzung (Einspritzschalter) Energie aus dem Kondensator zu einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren gespeist werden.
Die bisher bekannten elektronischen Steuereinheiten sind nicht optimal ausgebildet. Sie weisen insbesondere eine gegenüber der Zeitdauer, die zwischen einer Pilotinjektion und einer Hauptinjektion während eines Verbrennungshubs vergeht, eine lange Nachladezeit für den Speicherkondensator auf. Ferner benötigen sie eine vergleichsweise lange Zeit für das erste Aufladen des Speicherkondensators.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte elektronische Steuereinheit für ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors aufzuzeigen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.
Erfindungsgemäß ist eine elektronische Steuereinheit für ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors vorgesehen, das einen Gleichspannungswandler aufweist, der mit einer Eingangsspannung (u_in) (beispielsweise von einer Autobatterie) gespeist wird und von dem eine gegenüber der Eingangsspannung (u_in) erhöhte Ausgangsspannung (u_out) bereitstellbar ist. Der Gleichspannungswandler beinhaltet einen Speicherkondensator, in dem die elektrische Ladung zum Betrieb eines oder der mehrerer Kraftstoffinjektoren speicherbar ist.
Die elektronische Steuereinheit weist eine Vorladeschaltung für den Speicherkondensator des Gleichspannungswandlers auf, die dazu ausgebildet ist, den Eingangsstrom des Gleichspannungswandlers für eine Vorladezeitdauer auf eine maximale Stromstärke zu begrenzen. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass in dem Gleichspannungswandler eine Speicherdrossel mit einer niedrigen Induktivität verwendet werden kann, die schnelle Schaltzeiten zulässt. Auf diese Weise können die Schaltzeiten (Zeitdauer einer Lade-Iteration) für die Aufladung des Speicherkondensators reduziert werden. Dies können insbesondere eine Vorlade-Zeitdauer für die Aufladung des Speicherkondensators auf den Wert der Eingangsspannung, eine Zeitdauer für die erste vollständige Ladung des Speicherkondensators ausgehend von der Eingangsspannung auf die erhöhte Ausgangsspannung sowie die Zeitdauer für ein Nachladen des Speicherkondensators nach der Ausführung einer Kraftstoffinjektion sein. Durch die Strombegrenzung können die Zeitdauer für das erste Aufladen des Speicherkondensators sowie die Zeitdauer für das Nachladen des Speicherkondensators sehr klein werden. Die Zeit für das erste Aufladen des Speicherkondensators kann beispielsweise auf eine Zeitdauer im Bereich von 200 µs (Mikrosekunden) bis 500 µs, insbesondere auf 350 µs, reduziert werden. Folglich kann die für die anfängliche Inbetriebsetzung der elektronischen Steuereinheit erforderliche Zeitdauer stark verkürzt werden, wobei diese Zeit auch von der Höhe der Strombegrenzung beeinflusst sein kann.
Es kann weiterhin erreicht werden, dass während des Fahrbetriebs mit dem Verbrennungsmotor, bei dem durch das Kraftstoffinjektionssystem pro Verbrennungshub ein oder mehrere Kraftstoffinjektionen ausgeführt werden, ein Nachladen des Speicherkondensators nach dem Ausführen einer Kraftstoffinjektion sehr schnell erfolgt. Die erfindungsgemäße elektronische Steuereinheit kann in besonders kurzer Zeit für eine erneute Injektion bereit sein. Dies ist insbesondere für Direkteinspritzungs-Verbrennungsmotoren von Vorteil, bei denen pro Verbrennungshub in einem Zylinder eine oder mehrere sehr kurze Pilotinjektionen mit geringer Treibstoffinjektionsmenge und eine oder mehrere Hauptinjektionen mit dem Hauptteil der für die Verbrennung erforderlichen Treibstoffinjektionsmenge durchgeführt werden. Es kann insbesondere vorteilhafterweise erreicht werden, dass ein Nachladen des Speicherkondensators in so kurzer Zeit erfolgt, dass dieser zwischen einer Pilotinjektion und einer Hauptinjektion vollständig nachgeladen wird.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vorladeschaltung mit dem Gleichspannungswandler in Serie geschaltet ist, wobei die Vorladeschaltung einen Vorladungsschalter aufweist, der durch einen Zündungsschalter aktivierbar ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Vorladeschaltung direkt nach der Aktivierung eines Zündungsschalters für die Vorlade-Zeitdauer den beschränkten Eingangsstrom zur Verfügung stellt. Alternativ kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Vorladeschaltung einen Vorladungsschalter aufweist, der durch ein Steuerglied einer Fahrzeugelektronik aktivierbar ist. Ein solches Steuerglied einer Fahrzeugelektronik kann beispielsweise eine Steuereinrichtung sein, die über ein Bussystem wie CAN oder FLEXRay mit dem Vorladungsschalter verbunden ist. Eine elektronische Steuereinheit mit einer solchen Vorladeschaltung ist besonders Fahrzeuge geeignet, die über ein schlüsselloses Zugangssystem wie keyless-go verfügen.
Es ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass die Vorladeschaltung ein Verzögerungsglied zur zeitversetzten Aktivierung eines Hauptschalters für die Dauer-Stromversorgung des Gleichstromwandlers aufweist, wobei das Verzögerungsglied bevorzugt eine Zeitkonstante entsprechend der Vorlade-Zeit des Speicherkondensators hat. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass während der Vorlade-Zeit der Gleichspannungswandler erst mit einer Vorlade-Stromversorgung gespeist wird und im Anschluss mit der Dauer-Stromversorgung. Die Zeitdauer, während der ein begrenzter Eingangsstrom zur Verfügung gestellt wird, kann durch die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds einstellbar sein. Die Zeitkonstante kann alternativ auch länger oder kürzer als die Vorlade-Zeitdauer des Speicherkondensators sein. Die Zeitkonstante ist bevorzugt mindestens so lang gewählt, dass ein Stromstoß vermieden werden kann.
Die Vorladeschaltung weist bevorzugt eine Strombegrenzungsschaltung zur Begrenzung des Eingangsstroms auf. Eine solche Vorladeschaltung kann bevorzugt einen begrenzten Eingangsstrom als Vorlade-Stromversorgung zu dem Gleichspannungswandler speisen.
Eine Strombegrenzungsschaltung ist bevorzugt parallel zu dem Hauptschalter für die Dauer-Stromversorgung des Gleichspannungswandlers geschaltet und überbrückt diesen während der Vorlade-Zeitdauer. Hierdurch wird eine besonders einfache und kostengünstige Schaltung erreicht. Diese Strombegrenzungsschaltung kann bevorzugt die Strombegrenzung der Vorladeschaltung sein. Alternativ kann es eine andere Strombegrenzungsschaltung sein, die nicht Teil der Vorladeschaltung ist.
Eine Strombegrenzungsschaltung kann beliebig ausgebildet sein. Sie kann bevorzugt durch einen Vorschaltwiderstand oder eine Konstantstromquelle gebildet sein. Eine Konstantstromquelle kann bevorzugt einen Überhitzungsschutz aufweisen.
Der Gleichspannungswandler kann bevorzugt durch einen Hochsetzsteller gebildet sein, wodurch eine besonders einfache und kostengünstige Schaltung erreicht wird. Alternativ kann der Gleichspannungswandler durch eine andere geeignete Schaltung gebildet sein.
Der Gleichspannungswandler weist bevorzugt eine Speicherdrossel auf, die durch einen Auslöseschalter iterativ mit einem Massekontakt verbindbar und trennbar ist. Eine Energie, die während einer Verbindung der Speicherdrossel mit dem Massekontakt in der Speicherdrossel gespeichert ist, kann während einer Trennung der Speicherdrossel von dem Massekontakt in den Speicherkondensator übertragen werden. Dabei steigt die in dem Speicherkondensator enthaltene Ladung an.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
1: Eine elektronische Steuereinheit gemäß dem Stand der Technik;
2: eine erfindungsgemäße elektronische Steuereinheit mit einer Vorladeschaltung;
3: ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Vorladungsschaltung mit einer Strombegrenzungsschaltung in Form eines Vorwiderstands;
4: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorladeschaltung mit einer Strombegrenzungsschaltung in Form einer Konstantstromquelle;
5: Spannungs- und Stromverläufe bei einer elektronischen Steuereinheit gemäß dem Stand der Technik;
6: Spannungs- und Stromverläufe bei einer erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit mit einer Vorladeschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von 3;
7: Spannungs- und Stromverläufe bei einer elektronischen Steuereinheit mit einer Vorladeschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel von 4.
Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinheit (100) für ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors, die einen Gleichspannungswandler (108) aufweist.
In 1 ist eine elektronische Steuereinheit (100) gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Sie ist mit einer Gleichstrom-Spannungsquelle (104), insbesondere mit einer Autobatterie, verbunden. Die Gleichstrom-Spannungsquelle (104) weist einen Innenwiderstand (R_i) auf. Die elektronische Steuereinheit (100) gemäß dem Stand der Technik weist einen Gleichspannungswandler (108) mit einer Speicherdrossel (114), einer Diode (116) und einen Speicherkondensator (118) auf, die in Reihe geschaltet sind.
Bei einem ersten Aktivieren eines Zündungsschalters (106) wird bei der elektronischen Steuereinheit gemäß 1 ein Hauptschalter (110) für den Gleichspannungswandler (108) geschlossen, so dass die Gleichspannung (u_Bat)der Spannungsquelle (104) als Eingangsspannung (u_in) an dem Gleichspannungswandler (108) anliegt. Ein Einspritzschalter (122), der zur Aktivierung eines oder mehrerer Kraftstoffinjektoren (102) aktivierbar ist, ist zu diesem Zeitpunkt geöffnet. Bei einer ersten Aktivierung der elektronischen Steuereinheit (100) über den Zündungsschalter (106) fließt demzufolge ein Strom von der Spannungsquelle (104) über die Speicherdrossel (114) und die Diode (116) in den Speicherkondensator (118).
Dieser Strom verläuft zum Zeitpunkt der ersten Einschaltung über keinen maßgeblichen Widerstand. Der Innenwiderstand (R_i) der Spannungsquelle ist als sehr gering anzunehmen. Wenn der Speicherkondensator (118) leer ist, hat er keine Widerstandswirkung. Ebenso ist der Widerstand der Speicherdrossel (114) sehr niedrig oder gleich Null. Somit kann sich in kurzer Zeit ein sehr hoher Eingangsstrom (i_in) an der Speicherdrossel (114) ausbilden. Der Anstieg des Eingangsstroms (i_in), d.h. der Gradient di/dt des Eingangsstroms (i_in) ist durch den Wert der Induktivität der Speicherdrossel (114) begrenzt. Der Wert der Induktivität der Speicherdrossel (114) bei einer elektronischen Steuereinrichtung (100) gemäß dem Stand der Technik ist vergleichsweise hoch und liegt beispielsweise in einem Bereich von 20 µH (Mikro-Henry) bis 220 µH, insbesondere bei 33 µH.
Durch den Eingangsstrom (i_in), der auch als Kondensatorstrom (i_C) durch den Speicherkondensator (118) fließt (i_C = i_in), werden Elektronen in den Speicherkondensator eingebracht und es wird eine elektrische Ladung (Q) in dem Speicherkondensator (118) erhöht. Wenn der Kondensator leer ist, ist dessen elektrische Feldstärke gering und es ist nur eine sehr geringe Energie notwendig, um Ladung (Q) in den Speicherkondensator (118) einzubringen. Daher ist seine Widerstandswirkung gleich Null. Mit dem Anstieg der Ladung (Q) steigt die elektrische Feldstärke im Kondensator und somit die Energie, die notwendig ist, um weitere Elektronen (zusätzliche Ladung (Q)) in dem Speicherkondensator (118) einzuspeichern. Somit steigt der von dem Speicherkondensator (118) bewirkte Widerstand (R_C) mit der Zeit an.
Je höher der momentan von dem Speicherkondensator (118) bewirkte Widerstand (R_C) wird, desto weiter begrenzt dieser die momentane Höhe des Eingangsstroms (i_in), wobei der Spannungsabfall (u_C) an dem Speicherkondensator (118) ansteigt. Dies führt zu einer Abnahme des Kondensatorstroms (i_C) und somit zu einer Abnahme des Eingangsstroms (i_in). Folglich nimmt der Eingangsstrom (i_in) zunächst stark zu und fällt dann wieder ab.
Sobald der Spannungsabfall (u_C) an dem Speicherkondensator (118) den Nominalwert der Speisespannung (U_Bat) der Gleichstrom-Spannungsquelle (104) erreicht hat, kann keine weitere Ladung (Q) in den Speicherkondensator (118) eingebracht werden und der Eingangsstrom (i_in) geht auf Null zurück. Der Maximalwert des Eingangsstroms (i_in) ist umso höher, je steiler der Anstieg (Gradient di/dt) des Eingangsstroms (i_in) nach der ersten Aktivierung der elektronischen Steuereinheit (100) ausfällt, also je geringer der Wert der Induktivität der Speicherdrossel (114) ist.
In 5 sind Spannungsverläufe und Stromverläufe für den Vorgang einer ersten Aktivierung der elektronischen Steuereinheit (100) gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Das oberste Diagramm in 5 zeigt einen Spannungsverlauf (u_IS) am Zündungsschalter (106). Das darunter gelegene zweite Diagramm zeigt einen Spannungsverlauf (u_MS)am Hauptschalter (110). Das dritte Diagramm zeigt einen Verlauf des Eingangsstroms (i_in) des Gleichspannungswandlers (108). Das vierte Diagramm zeigt einen Spannungsverlauf bzw. Spannungsabfall (u_C) am Speicherkondensator (118), und das unterste Diagramm zeigt einen Spannungsverlauf (u_Bat) an der Gleichstrom-Spannungsquelle (104) in Bezug auf den Nominalwert der Speisespannung (U_Bat*). Die Spannungs- und Stromverläufe sind jeweils über der gleichen Zeitachse für die Zeit (t) dargestellt.
Bei einer Aktivierung des Zündschalters (106) steigt die Spannung an dem Zündschalter (106) in sehr kurzer Zeit auf den Wert der Speisespannung (u_Bat) (= Nominalwert der Speisespannung U_Bat*) an. Hierdurch wird der Hauptschalter (110) aktiviert, so dass die an dem Hauptschalter (110) durchgelassene Spannung (u_MS) ebenfalls sehr schnell auf die Speisespannung (u_Bat) (= Nominalwert der Speisespannung U_Bat*) ansteigt. Ab diesem Zeitpunkt liegt die Speisespannung (u_Bat) auch an der Speicherdrossel (114) an. In der Speicherdrossel (114) baut sich ein magnetisches Feld auf, wobei ein Strom (i_L) durch die Speicherdrossel (114) stark ansteigt. Dieser Strom (i_L), der zu dem Eingangsstrom (i_in) gleich ist, tritt durch die Diode (116) hindurch und liegt als Strom (i_C) am Speicherkondensator (118) an (i_L = i_C = i_in). Durch den Stromfluss (i_C) wird Ladung (Q) in dem Speicherkondensator (118) eingespeichert, wobei sich in dem Speicherkondensator (118) ein elektrisches Feld aufbaut. Während ein Aufbau des Magnetfelds in der Speicherdrossel (114) stattfindet, ist ein Spannungsabfall (u_L) an der Speicherdrossel (114) groß gegenüber einem Spannungsabfall (u_C) an dem Speicherkondensator (118). Sobald die Speicherdrossel (114) gesättigt ist, ist der Spannungsabfall (u_L) an der Speicherdrossel gleich Null. Je weiter die Ladung (Q) in dem Speicherkondensator (118) ansteigt, desto höher wird der Spannungsabfall (u_C) an dem Speicherkondensator (118). Die Ladung (Q) in dem Speicherkondensator (118) steigt so lange weiter an, bis der Spannungsabfall (u_C) an dem Speicherkondensator (118) gleich der Speisespannung (u_Bat) ist. Dabei sinkt der Eingangsstrom (i_in) wieder ab. Hierbei wird auch die Stärke des Magnetfelds in der Speicherdrossel (114) geringer. Der zeitliche Verlauf des Eingangsstroms (i_in) ist in dem dritten Diagramm schematisch dargestellt.
Wie in 1 dargestellt ist, ist in dem Gleichspannungswandler (108) ein Auslöseschalter (120) parallel zu der Diode (116) geschaltet und kann eine leitende Verbindung zwischen der Speicherdrossel (114) und einem Massekontakt (136) schaffen. Wenn der Auslöseschalter (120) geschlossen wird, überbrückt dieser die Diode (116) und den Speicherkondensator (118), sodass die Speicherdrossel (114) mit dem Massekontakt (136) kurzgeschlossen ist. In einem solchen Fall kann ein Eingangsstrom (i_in) von der Spannungsquelle (104) über die Speicherdrossel (114) zu dem Massekontakt (136) fließen, wobei ein Magnetfeld in der Speicherdrossel aufgebaut wird. Die Speicherdrossel (114) wird hierbei aufgeladen, wobei Energie in der Speicherdrossel (114) eingespeichert wird.
Wird der Auslöseschalter (120) geöffnet (deaktiviert), tritt ein Gegeninduktionseffekt an der Speicherdrossel (114) auf, der dazu führt, dass die Speicherdrossel (114) ein Spannungspotenzial abgibt, das sich mit der Speisespannung (u_Bat) überlagert. Es bildet sich ein Stromfluss über die Diode (116) zu dem Speicherkondensator (118). Dies führt dazu, dass an dem Speicherkondensator (118) die überlagerte Ausgangsspannung (u_out) anliegt, die gegenüber der Speisespannung (u_Bat) um den Betrag des von der Speicherdrossel (114) abgegebenen Potenzials erhöht ist. Mit dieser erhöhten Ausgangsspannung (u_out) wird der Speicherkondensator (118) weiter aufgeladen. Mit jeder Iteration eines Schließens und Öffnens (Aktivieren und Deaktivieren) des Auslöseschalters (120) wird eine weitere Erhöhung des Spannungsabfalls (u_C) an dem Speicherkondensator (118) bewirkt, bis dieser eine für den Betrieb der Kraftstoffinjektoren (102) erforderliche Betriebsspannung (U_Inj) aufweist.
Die Zeitdauer, die für eine Iteration des Nachladens des Speicherkondensators (118) benötigt wird, also die Zeitdauer, die für ein Deaktivieren und Aktivieren des Auslöseschalters (120) benötigt wird, hängt maßgeblich von dem Wert der Induktivität der Speicherdrossel (114) ab. Je niedriger die Induktivität der Speicherdrossel (114) ist, desto kürzere Schaltzeiten können erreicht werden und entsprechend desto kürzer ist die Zeitdauer, die für ein vollständiges Aufladen des Speicherkondensators (118) bis auf die Betriebsspannung (U_Inj) benötigt wird.
Bei der elektronischen Steuereinheit (100) gemäß dem Stand der Technik kann der Wert der Induktivität der Speicherdrossel (114) nicht beliebig verringert werden. Denn je niedriger die Induktivität ist, desto schneller steigt auch der Eingangsstrom (i_in) (Gradient di/dt des Eingangsstroms (i_in)) bei einer ersten Aktivierung der elektronischen Steuereinheit (100) an. In dem dritten Diagramm von 5 ist erkennbar, dass ab dem Zeitpunkt einer Aktivierung des Hauptschalters (110) der Eingangsstrom (i_in) zunächst auf einen betragsmäßig hohen Wert ansteigt. Dies ist in 5 als „Stromstoß“ gekennzeichnet. Ein solcher Stromstoß hat mehrere Nachteile. Einerseits müssen alle Bauteile, die von dem Stromstoß betroffen sind, wie insbesondere die Speicherdrossel (114), die Diode (116) und der Speicherkondensator (118) für entsprechend hohe Belastungen ausgelegt sein. Es müssen also vergleichsweise teure Bauelemente eingesetzt werden. Andererseits kann durch einen solchen Stromstoß eine Rückwirkung auf die Spannungsquelle und damit gegebenenfalls auf das Bordnetz eines Fahrzeugs hervorgerufen werden. Eine Reduktion des Werts der Induktivität der Speicherdrossel (114) würde bei der elektronischen Steuereinheit (100) gemäß 1 zu einem steileren Anstieg des Eingangsstroms (i_in) (Gradient di/dt des Eingangsstroms (i_in)) und damit zu einem noch höheren Maximalwert des Eingangsstroms (i_in) führen.
In dem untersten Diagramm von 5 ist beispielsweise dargestellt, wie durch den Stromstoß eine Speisespannung (u_Bat) bei einer ersten Aktivierung der elektronischen Steuereinheit gegenüber dem Nominalwert der Speisespannung (U_Bat*) einbrechen kann.
2 zeigt eine elektronische Steuereinheit (100) gemäß der Erfindung. Die elektronische Steuereinheit (100) weist weitgehend dieselben Elemente auf, wie die elektronische Steuereinheit von 1. Sie ist mit einer Gleichstrom-Spannungsquelle (104) verbunden. Eine Gleichstrom-Spannungsquelle (104) kann hier beliebig gebildet sein, es kann sich insbesondere um eine Autobatterie und/oder um eine Lichtmaschine oder einen anderen Generator handeln. Die elektronische Steuereinheit (100) weist einen Gleichspannungswandler (108) und eine Vorladeschaltung (124) auf, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Die Vorladeschaltung (124) kann durch einen Vorladungsschalter (126) aktiviert werden. Der Vorladungsschalter (126) ist dazu ausgebildet, eine Verbindung zwischen der Vorladeschaltung (124) und der Gleichstrom-Spannungsquelle (104) zu schließen. Der Vorladungsschalter (126) ist bevorzugt ein elektrisch aktivierbarer Schalter, wie beispielsweise ein Relais oder ein Transistor, der durch eine Aktivierung eines Zündschalters (106) aktiviert wird. Alternativ kann ein Vorladungsschalter (126) anders ausgebildet sein. Er kann insbesondere durch ein anderes Bauteil aktivierbar sein, wie beispielsweise durch einen anderen Teil der elektronischen Steuereinheit (100), oder durch ein Steuerglied einer Fahrzeugelektronik.
Der Gleichspannungswandler (108) wird mit einer Eingangsspannung (u_in) gespeist und stellt eine gegenüber der Eingangsspannung (u_in) erhöhte Ausgangsspannung (u_out) bereit. Die Eingangsspannung (u_in) und die Ausgangsspannung (u_out) sind jeweils Gleichspannungen. Die Eingangsspannung (u_in) entspricht im Wesentlichen der Speisespannung (u_Bat) der Gleichstromspannungsquelle (104). Sie kann insbesondere 12 V oder 24 V betragen.
Der Gleichspannungswandler (108) beinhaltet einen Speicherkondensator (118), in dem die elektrische Ladung (Q) zum Betrieb eines oder mehrerer Kraftstoffinjektoren (102) speicherbar ist. Ein Stromkreis zwischen dem Speicherkondensator (118) und einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren (102) kann durch einen Schalter zur Aktivierung einer Einspritzung (Einspritzschalter (122)) geschlossen werden. Der Einspritzschalter (122) ist bevorzugt durch die elektronische Steuereinheit (100) steuerbar, insbesondere aktivierbar und deaktivierbar. Bei einer Aktivierung des Einspritzschalters (122) wird elektrische Ladung (Q) aus dem Speicherkondensator (118) zu einem Kraftstoffinjektor (102) übertragen, um eine Kraftstoffinjektion durch Bestromung eines Aktuators (102) auszulösen.
Der Gleichspannungswandler (108) kann beliebig ausgebildet sein. Er kann beispielsweise als Ladungspumpe, als Aufwärtswandler (Hochsetzsteller), als Synchronwandler oder als Kaskadenschaltung gebildet sein. In 2 ist der Gleichspannungswandler (108) in Form eines Hochsetzstellers (112) dargestellt. Dies ist die bevorzugte Ausführungsform für einen Gleichspannungswandler (108).
Der Gleichspannungswandler (108) von 2 weist eine Speicherdrossel (114) auf, mit der ein Speicherkondensator (118) über eine Diode (116) in Reihe geschaltet ist. Parallel zu der Diode (116) ist ein Auslöseschalter (120) geschaltet, über den die Speicherdrossel (114) mit einem Massekontakt (136) verbunden werden kann. Zwischen dem Auslöseschalter (120) und dem Massekontakt (136) kann bevorzugt ein Widerstand (R) oder ein anderes Strom begrenzendes Element angeordnet sein.
Die Vorladeschaltung (124) weist bevorzugt ein Verzögerungsglied (128) und eine Strombegrenzungsschaltung (130) auf. Das Verzögerungsglied (128) ist in 2, 3 und 4 als lediglich funktional gekennzeichnetes regelungstechnisches Element dargestellt. Das Verzögerungsglied (128) weist eine Zeitkonstante (T) auf und kann beliebig ausgebildet sein. Wenn das Verzögerungsglied (128) mit einer Spannung beaufschlagt wird, lässt es diese Spannung erst nach Ablauf der Zeitkontante (T) passieren. Das Verzögerungsglied (128) kann bevorzugt als Kombination von einem Widerstand und einem Kondensator (RC-Glied) gebildet sein. Alternativ kann eine beliebige andere bekannte geeignete Schaltung als Verzögerungsglied (128) eingesetzt werden.
Das Verzögerungsglied (128) ist bevorzugt dazu ausgebildet, einen Hauptschalter (110) für die Dauer-Stromversorgung des Gleichspannungswandlers (108) nach Ablauf der Vorlade-Zeitdauer (T) zu aktivieren, wobei die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds (128) bevorzugt der Vorlade-Zeitdauer (T) entspricht. Die Vorlade-Zeitdauer (T) ist diejenige Zeit, die benötigt wird, um den Speicherkondensator (118) so weit aufzuladen, dass der Spannungsabfall (u_C) am Speicherkondensator (118) der Speisespannung (u_Bat) der Gleichstrom-Spannungsquelle (104) entspricht.
Die Strombegrenzungsschaltung (130) der Vorladeschaltung (124) ist bevorzugt parallel zu dem Hauptschalter (110) für die Dauer-Stromversorgung des Gleichspannungswandlers (108) geschaltet. So lange der Hauptschalter (110) deaktiviert ist, also bevorzugt während des Ablaufs der Vorlade-Zeit (T) bzw. der Zeitkonstante des Verzögerungsglieds (128), ist ein Stromfluss zwischen der Gleichstrom-Spannungsquelle (104) und dem Gleichspannungswandler (108) und insbesondere dem Speicherkondensator (118) nur über die Strombegrenzungsschaltung (130) möglich. Die Strombegrenzungsschaltung (130) begrenzt den Eingangsstrom (i_in) des Gleichspannungswandlers (108) auf einen Maximalwert (I_max).
3 und 4 zeigen zwei bevorzugte Ausführungsformen für die Vorladeschaltung (124). Gemäß 3 kann die Vorladeschaltung (130) durch einen Vorschaltwiderstand (132) gebildet sein. Der Vorschaltwiderstand (132) kann einen Widerstandswert (R_V) aufweisen, der für die Begrenzung des Eingangsstroms (i_in) angepasst ist. Zum Zeitpunkt einer ersten Aktivierung der elektronischen Steuereinheit (100) gemäß der Erfindung kann ein Stromfluss von der Gleichspannungs-Stromquelle (104) zu dem Speicherkondensator (118) über den Innenwiderstand (R_i) der Spannungsquelle (104) sowie den Vorschaltwiderstand (132) erfolgen. Die maximale Spannung (I_max) kann in guter Näherung nach folgender Formel berechnet werden:
Der Widerstandswert (R_V) des Vorschaltwiderstands (132) kann für die gewünschte Höhe (I_max) der Strombegrenzung passend gewählt werden.
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die Vorladeschaltung (124), wobei die Strombegrenzungsschaltung (130) durch eine Konstantstromquelle (134) gebildet ist. Eine Konstantstromquelle (134) ist grundsätzlich in der Praxis bekannt. Sie kann bevorzugt als intelligenter MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) mit interner Spannungsbegrenzung ausgebildet sein. Alternativ kann sie aus einem Transistor, einer Stromrückkopplung und einem Regelkreis bestehen.
Die Konstantstromquelle (134) kann bevorzugt einen Stromfluss durch die Strombegrenzungsschaltung (130) und insbesondere den Eingangsstrom (i_in) des Gleichspannungswandlers (108) auf einen festen Wert (I_max) regeln. Der Soll-Wert für den Eingangsstrom (i_in) kann bevorzugt durch die elektronische Steuereinheit (100) einstellbar sein.
Die Konstantstromquelle (134) kann bevorzugt einen integrierten Überhitzungsschutz aufweisen. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Vorladeschaltung (124) einen Fail-Safe-Betrieb aufweist. Insbesondere kann die Konstantstromquelle (134) im Fall eines Defekts der Schaltung, wie beispielsweise einem Kurzschluss in dem Auslöseschalter (120) oder an dem Speicherkondensator (118) in einen sicheren Betrieb übergehen, beispielsweise unter Trennung der Stromversorgung, sodass eine Schädigung der sonstigen Bauteile der elektronischen Steuereinheit (100) vermieden wird.
In 5 werden Spannungs- und Stromverläufe bei einer elektronischen Steuereinheit gemäß dem Stand der Technik, wie in 1 dargestellt, gezeigt. 6 zeigt entsprechende Spannungs- und Stromverläufe für eine elektronische Steuereinheit (100) gemäß der Erfindung mit einer Strombegrenzungsschaltung (130) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (entsprechend 3). 7 zeigt entsprechende Spannungs- und Stromverläufe über eine elektronische Steuereinheit (100) gemäß der Erfindung mit einer Strombegrenzungsschaltung (130) gemäß der zweiten Ausführungsform (entsprechend 4). Die Spannungs- und Stromverläufe in 5, 6 und 7 sind rein schematisch und nicht maßstabsgetreu. Sie dienen der Erläuterung der im weiteren beschriebenen Vorgänge.
In dem jeweils obersten Diagramm von 5, 6 und 7 ist ein Spannungsverlauf (u_IS) an einem Zündungsschalter (106) dargestellt. In dem jeweils darunter liegenden Diagramm ist ein Spannungsverlauf (u_MS) an einem Hauptschalter (110) für die Dauer-Stromversorgung des Gleichspannungswandlers (108) dargestellt.
In dem jeweils mittleren Diagramm ist ein Verlauf für den Eingangsstrom (i_in) des Gleichspannungswandlers (108) dargestellt. In dem jeweils vierten Diagramm von oben ist ein Verlauf des Spannungsabfalls (u_C) am Speicherkondensator (118) dargestellt. Und in dem jeweils untersten Diagramm der 5 bis 7 ist ein Spannungsverlauf (u_Bat) an der Gleichstrom-Spannungsquelle (104) dargestellt.
Im Folgenden werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Steuereinheit (100) anhand der 6 und 7 im Vergleich zu einer Steuereinheit (100) gemäß dem Stand der Technik (gemäß 5) erläutert.
Wie oben ausgeführt wurde, weist eine Speicherdrossel (114) einer elektronischen Steuereinheit (100) gemäß dem Stand der Technik einen vergleichsweise hohen Wert der Induktivität auf. Die Induktivität beträgt beispielsweise zwischen 20 µH (Mikro-Henry) und 220 µH, insbesondere 33 µH. Bei einer ersten Aktivierung der elektronischen Steuereinheit (100) gemäß dem Stand der Technik kann der Eingangsstrom (i_in) des Gleichspannungswandlers (108) in kurzer Zeit auf einen hohen Wert ansteigen. Dies ist in dem dritten Diagramm von 5 als Stromstoß ersichtlich. Der Gradient in der steigenden Flanke dieses Stromstoßes ist abhängig von der Induktivität der Speicherdrossel (114). Um den Stromstoß nicht zu stark werden zu lassen, d.h. damit der maximale erreichte Eingangsstrom (i_in) des Gleichspannungswandlers (108) nicht einen zulässigen Wert überschreitet, kann der Wert der Induktivität der Speicherdrossel (114) nicht kleiner als in dem vorgenannten Wertebereich sein. Hierdurch kann nur eine bestimmte maximale Steigung (Gradient di/dt) erreicht werden. Durch den Wert der Induktivität der Speicherdrossel (114) ist auch die Zeit bis zur ersten Voll-Ladung des Speicherkondensators (118) beeinflusst. Je höher die Induktivität der Speicherdrossel (114) ist, desto länger ist die Zeitdauer für eine Nachladeiteration durch Aktivieren und Deaktivieren des Auslöseschalters (120). Wenn, wie in dem in 5 dargestellten Beispiel, für eine Voll-Ladung des Speicherkondensators (118) sechs Lade-Iterationen ausgeführt werden müssen, ergibt sich der im vierten Diagramm von 5 dargestellte Spannungsabfall an dem Speicherkondensator (118). Eine Voll-Ladung des Speicherkondensators kann beispielsweise 0,8 ms (Millisekunden) dauern.
Durch den Stromstoß bei der ersten Aktivierung der elektronischen Steuereinheit (100) kann eine unerwünschte Rückwirkung auf die Spannungsquelle (104) erfolgen. Insbesondere kann es zu einem Spannungseinbruch an der Spannungsquelle (104) beim Schließen des Hauptschalters (110) kommen. Dies ist in dem untersten Diagramm von 5 dargestellt.
Im Folgenden wird auf 3 und 6 Bezug genommen. Bei einer ersten Aktivierung der elektronischen Steuereinheit (100) gemäß der Erfindung mit einer Vorladeschaltung (124) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (3) erfolgt bei einer Aktivierung des Zündschalters zunächst nur die Bereitstellung der Vorlade-Stromversorgung. Wie in dem zweiten Diagramm von 6 ersichtlich ist, wird der Hauptschalter (110) erst nach Ablauf der Vorlade-Zeitdauer (T) aktiviert. Der Anstieg des Eingangsstroms (i_in) ist durch die Strombegrenzungsschaltung (130), hier also durch den Vorschaltwiderstand (132), auf einen Maximalwert (I_max) begrenzt. Es ist hierdurch möglich, den Wert der Induktivität der Speicherdrossel (114) auf einen gegenüber dem Stand der Technik deutlich geringeren Wert zu setzen. Der Wert der Induktivität der Speicherdrossel (114) kann beispielsweise in einem Bereich von 5 µH (Mikro-Henry) bis 80 µH liegen und insbesondere 10 µH betragen. Hierdurch kann die Steigung des Eingangsstroms (i_in) (Gradient di/dt) höher sein und die Zeit bis zu einer ersten Voll-Ladung des Speicherkondensators (118) kann gegenüber dem Stand der Technik deutlich verkürzt werden. Insbesondere kann eine maximale Schaltfrequenz für eine Ladeiteration, also für das Aktivieren und Deaktivieren des Auslöseschalters (120) bis zu 200 kHz (Kilo-Herz) betragen.
Durch die Begrenzung des Eingangsstroms (i_in) wird vorteilhafterweise eine Rückwirkung auf die Spannungsquelle (104) deutlich verringert oder vermieden. Wie aus dem untersten Diagramm von 6 hervorgeht, kommt es nicht zu einem Spannungseinbruch oder nur zu einem sehr geringen Spannungseinbruch in der Speisespannung (u_Bat).
Im Folgenden wir Bezug genommen auf 4 und 7. Wird die Strombegrenzungsschaltung (130) durch eine Konstantstromquelle (134) (zweites Ausführungsbeispiel für Vorladeschaltung (124) gemäß 4) gebildet, so kann die Vorlade-Zeitdauer (T) vorteilhafterweise nochmals deutlich verkürzt werden. Im Vergleich zu der zuvor besprochenen Strombegrenzungsschaltung (130) mit einem Vorschaltwiderstand (132) kann beispielsweise eine Verkürzung der Vorlade-Zeitdauer (T) um den Faktor 5 erreicht werden. Durch die Konstantstromquelle (134) kann, wie im dritten Diagramm von 7 dargestellt ist, ein in etwa rechteckförmiger Verlauf für den Eingangsstrom (i_in) des Gleichspannungswandlers (108) während der Vorlade-Zeitdauer (T) vorgegeben werden. Hierdurch kann der Speicherkondensator (118) in besonders kurzer Zeit vorgeladen werden. Weiterhin kann auch bei dieser Ausführungsform die Zeit bis zur ersten Voll-Ladung des Speicherkondensators (118) in Folge der ermöglichten geringen Induktivität der Speicherdrossel (114) deutlich verkürzt sein.
Durch den infolge der Eingangsstrombegrenzung ermöglichten niedrigen Wert der Induktivität der Speicherdrossel (114) werden noch weitere Vorteile erreicht. Die Zeit für das Nachladen des Speicherkondensators (118) nach Ausführung einer Einspritzung durch den Kraftstoffinjektor (102) kann deutlich verkürzt sein. Insbesondere kann erreicht werden, dass die Zeit für die Nachladung des Speicherkondensators (118) kürzer oder gleich ist zu der Zeit zwischen der Ausführung einer Pilot-Injektion und einer Haupt-Injektion während eines Verbrennungshubes. Die Zeit für das Nachladen des Speicherkondensators kann beispielsweise 0,35 ms (Millisekunden) betragen. Ferner können die elektrischen Bauteile in dem Gleichspannungswandler (108) und/oder in der Vorladeschaltung (124) einfacher ausgeführt sein, da sie nur auf eine maximale Belastung mit dem begrenzten Einschaltstrom (I_max) ausgelegt sein müssen. Sie können daher kostengünstiger und mit geringerem Bauraum ausgeführt sein. Bei Steuereinheiten gemäß dem Stand der Technik gehören die verbauten Speicherdrosseln zu den größten Bauelementen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der elektronischen Steuereinheit können erheblich kleinere Speicherdrosseln verwendet werden, die eine Miniaturisierung der Schaltung ermöglichen.
Der Hauptschalter (110) für die Dauer-Stromversorgung des Gleichspannungskonverters (108) wird bei der elektronischen Steuereinheit (100) gemäß der Erfindung bei vergleichsweise niedrigeren Einschaltströmen geschlossen. Die Einschaltströme sind insbesondere deutlich niedriger als beim Stand der Technik. Der maximale Einschaltstrom beim Stand der Technik kann beispielsweise bis zu 100 A (Ampère) betragen, während bei der erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit eine Begrenzung des Einschaltstromes auf niedrige Stromstärken, wie beispielsweise 1 A, 2 A, 3 A möglich ist. Hierdurch kann der Hauptschalter (110) für deutlich geringere Leistungen ausgelegt sein. Wenn der Hauptschalter (110) als elektrisches Relais ausgebildet ist, kann eine Abnutzung des Relais durch Funkenschlag oder Abbrand beim Einschaltvorgang deutlich vermindert werden. Alternativ kann auch eine Begrenzung auf höhere Stromstärken, wie beispielsweise 10 A oder 50 A erfolgen, wodurch die Vorlade-Zeitdauer (T) positiv beeinflussbar ist.
Abwandlungen der elektronischen Steuereinheit gemäß der Erfindung sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die dargestellten und beschriebenen Merkmale der Ausführungsbeispiele in beliebiger Weise miteinander kombiniert, vertauscht oder weggelassen werden. Der Speicherkondensator (118) kann bevorzugt ein Aluminiumkondensator sein. Er kann bevorzugt eine Kapazität im Bereich von 100 µF (Mikro-Farad) bis 3000 µF, insbesondere 1200 µF aufweisen.
Bezugszeichenliste

100: Elektronische Steuereinheit Electronic control unit
102: Kraftstoffinjektor Fuel injector
104: Gleichstrom-Spannungsquelle Direct current (DC) voltage source
106: Zündungsschalter Ignition switch
108: Gleichspannungswandler DC-DC converter
110: Hauptschalter für den Gleichspannungswandler Main switch for the DC-DC converter
112: Hochsetzsteller Boost converter
114: Speicherdrossel / Induktivität Storage coil / Inductor
116: Diode Diode
118: Speicherkondensator / Kondensator Storage capacitor / Capacitor
120: Auslöseschalter Trigger switch
122: Einspritzschalter Injection switch
124: Vorladeschaltung Pre-charge circuit
126: Vorladungsschalter Pre-charge switch
128: Verzögerungsglied Delay element
130: Strombegrenzungsschaltung Current limitation circuit
132: Vorschaltwiderstand Series resistor
134: Konstantstromquelle Constant current source
136: Massekontakt / Verbindung zu negativem Pol der Spannungsquelle / connection to negative pole of current supply ground contact
136’: Massekontakt ground contact
u_Bat: Speisespannung / Batteriespannung in [V] Supply voltage / battery voltage in [V]
u_IS: Spannung am Zündungsschalter in [V] Voltage at ignition switch in [V]
u_MS: Spannung am Hauptschalter in [V] Voltage at main switch in [V]
u_in: Eingangsspannung in [V] Input voltage in [V]
u_out: Ausgangsspannung in [V] Output voltage in [V]
u_L: Spannung an Induktivität in [V] Voltage at Inductor in [V]
u_C: Spannung am Kondensator in [V] Voltage at Capacitor in [V]
U_Inj: Soll-Spannung des Speisekondensators für Kraftstoffinjektionen Target voltage of the storage resistor for fuel injections
i_in: Eingangsstrom des Gleichspannungswandlers Input current of DC-DC converter
i_L: Strom an Speicherdrossel in [A] Current at storage coil in [A]
i_C: Strom am Speicherkondensator in [A] Current at Capacitor in [A]
I_max: Maximale Stromstärke für Eingangsstrom des Gleichspannungswandlers maximum current for input current of DC-DC converter
T: Vorlade-Zeitdauer in [ms] pre-charge duration
R_V: Widerstand des Vorschaltwiderstands in [Ω] Resistance of the series resistor in [Ω]
R_i: Innenwiderstand der Spannungsquelle Inner resistance of the voltage source
Q: (elektrische) Ladung (electrical) charge

Claims

Elektronische Steuereinheit für ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors, wobei die elektronische Steuereinheit (100) einen Gleichspannungswandler (108) aufweist, der mit einer Eingangsspannung (u_in) gespeist ist und von dem eine gegenüber der Eingangsspannung (u_in) erhöhte Ausgangsspannung (u_out) bereitstellbar ist, wobei ein oder mehrere Kraftstoffinjektoren (102) mit der Ausgangsspannung (u_out) des Gleichspannungswandlers (108) zum Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems (110) versorgbar sind, und wobei der Gleichspannungswandler (108) einen Speicherkondensator (118) beinhaltet, in dem die Ladung (Q) zum Betrieb des einen oder der mehreren Kraftstoffinjektoren (102) speicherbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (100) eine Vorladeschaltung (124) für den Speicherkondensator (118) des Gleichspannungswandlers (108) aufweist, die dazu ausgebildet ist, den Eingangsstrom (i_in)des Gleichspannungswandlers (108) für eine Vorlade-Zeitdauer (T) auf eine maximale Stromstärke (I_max) zu begrenzen.
Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorladeschaltung (124) mit dem Gleichspannungswandler (108) in Serie geschaltet ist, wobei die Vorladeschaltung (124) einen Vorladungsschalter (126) aufweist, der durch einen Zündungsschalter (106) aktivierbar ist.
Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorladeschaltung (124) mit dem Gleichspannungswandler (108) in Serie geschaltet ist, wobei die Vorladeschaltung (124) einen Vorladungsschalter (126) aufweist, der durch ein Steuerglied einer Fahrzeugelektronik aktivierbar ist.
Elektronische Steuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorladeschaltung (124) ein Verzögerungsglied (128) zur zeitversetzten Aktivierung eines Hauptschalters (110) für die Dauer-Stromversorgung des Gleichspannungswandlers (108) aufweist.
Elektronische Steuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzögerungsglied (128) eine Zeitkonstante entsprechend der Vorlade-Zeitdauer (T) des Speicherkondensators (118) hat.
Elektronische Steuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorladeschaltung (124) eine Strombegrenzungsschaltung (130) aufweist und dass von der Vorladeschaltung (124) während der Vorlade-Zeitdauer (T) ein begrenzter Eingangsstrom (i_in) als Vorlade-Stromversorgung zum Gleichspannungswandler (108) speisbar ist.
Elektronische Steuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strombegrenzungsschaltung (130) zu dem Hauptschalter (110) für die Dauer-Stromversorgung des Gleichspannungswandlers (108) parallel geschaltet ist und diesen während der Vorlade-Zeitdauer (T) überbrückt.
Elektronische Steuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strombegrenzungsschaltung (130) durch einen Vorschaltwiderstand (132) gebildet ist.
Elektronische Steuereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strombegrenzungsschaltung (130) durch eine Konstantstromquelle (134) gebildet ist.
Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstantstromquelle (134) einen Überhitzungsschutz aufweist.
Elektronische Steuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (108) durch einen Hochsetzsteller (112) gebildet ist.
Elektronische Steuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Gleichspannungswandler (108) eine Speicherdrossel (114) aufweist, die durch einen Auslöseschalter (120) iterativ mit einem Massekontakt (136) verbindbar und trennbar ist, wobei eine Energie, die während einer Verbindung der Speicherdrossel (114) mit dem Massekontakt (136) in der Speicherdrossel (114) gespeichert ist, während einer Trennung der Speicherdrossel (114) von dem Massekontakt (136) in den Speicherkondensator (118) übertragbar ist, wobei die in dem Speicherkondensator (118) enthaltene Ladung (Q) ansteigt.