DE10323172A1 - Driver stage for a solenoid valve - Google Patents

Driver stage for a solenoid valve Download PDF

Info

Publication number
DE10323172A1
DE10323172A1 DE10323172A DE10323172A DE10323172A1 DE 10323172 A1 DE10323172 A1 DE 10323172A1 DE 10323172 A DE10323172 A DE 10323172A DE 10323172 A DE10323172 A DE 10323172A DE 10323172 A1 DE10323172 A1 DE 10323172A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
driver stage
diode
switching
connection
driver
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Withdrawn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
DE10323172A
Other languages
German (de)
Inventor
Gianni Dipl.-Ing. Padroni
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
INA Schaeffler KG
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 INA Schaeffler KG filed Critical INA Schaeffler KG
Priority to DE10323172A priority Critical patent/DE10323172A1/en
Priority to PCT/EP2004/004310 priority patent/WO2004104396A1/en
Priority to EP04739099A priority patent/EP1627143A1/en
Publication of DE10323172A1 publication Critical patent/DE10323172A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
    • H03K17/08142—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in field-effect transistor switches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2041—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit for controlling the current in the free-wheeling phase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/2068—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the circuit design or special circuit elements
    • F02D2041/2075—Type of transistors or particular use thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Treiberstufe für ein Solenoidventil eines Innenverbrennungsmotors und eine Treibervorrichtung mit einer derartigen Treiberstufe. DOLLAR A Um einen sicheren Betrieb bei relativ geringem Energieaufwand zu gewährleisten, weist die Treiberstufe auf: DOLLAR A einen ersten und einen zweiten Treiberstufenanschluss (A1, A2) zum Anlegen einer Versorgungsspannung, DOLLAR A eine Induktivität (L) des Solenoidventils, DOLLAR A eine zwischen einem ersten Induktivitätsanschluss (L1) und dem ersten Treiberstufenanschluss (A1) angeordnete erste Funktionseinrichtung (T1), DOLLAR A eine zwischen einem zweiten Induktivitätsanschluss (L2) und dem zweiten Treiberstufenanschluss (A2) angeordnete zweite Funktionseinrichtung (T2), DOLLAR A eine zwischen dem ersten Induktivitätsanschluss (L1) und dem zweiten Treiberstufenanschluss (A2) angeordnete dritte Funktionseinrichtung (T3), DOLLAR A wobei die dritte Funktionseinrichtung (T3) eine dritte Diodeneinrichtung (DM3) und eine die dritte Diodeneinrichtung (DM3) überbrückende dritte Schalteinrichtung (M3) mit einem dritten Steuereingang (G3) und zwei dritten Schaltanschlüssen (S3, D3) aufweist und der dritte Steuereingang (G3) in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel schaltbar ist.The invention relates to a driver stage for a solenoid valve of an internal combustion engine and a driver device with such a driver stage. DOLLAR A To ensure safe operation with relatively low energy consumption, the driver stage has: DOLLAR A a first and a second driver stage connection (A1, A2) for applying a supply voltage, DOLLAR A an inductance (L) of the solenoid valve, DOLLAR A one between a first inductance connection (L1) and the first driver stage connection (A1) arranged first functional device (T1), DOLLAR A a second functional device (T2) arranged between a second inductance connection (L2) and the second driver stage connection (A2), DOLLAR A one between the first Inductance connection (L1) and the second driver stage connection (A2) arranged third functional device (T3), DOLLAR A, the third functional device (T3) having a third diode device (DM3) and a third switching device (M3) bridging the third diode device (DM3) with a third Control input (G3) and two third switching connections (S3, D3) and the third control input (G3) can be switched as a function of a crankshaft angle.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Treiberstufe für ein Solenoidventil eines Innenverbrennungsmotors. Ein derartiges Solenoidventil wird zur Steuerung eines Ventilhubs eines Ein- oder Auslassventils durch ein hydraulisches System verwendet. Die Steuerung erfolgt hierbei in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel, wobei im allgemeinen ein Zyklus durch zwei Kurbelwellenumdrehungen (720° Kurbelwellenwinkel) erreicht wird.The Invention relates to a driver stage for a solenoid valve Internal combustion engine. Such a solenoid valve is used for control a valve lift of an intake or exhaust valve by a hydraulic System used. The control is dependent of a crankshaft angle, generally one cycle through two crankshaft revolutions (720 ° crankshaft angle) is achieved.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Derartige Solenoidventile benötigen in der Regel bei ihrer Betätigung eine vergleichbar große Energie, die entsprechend zu einem Mehrverbrauch des Motors zur Erzeugung der Hilfsenergie führt und eine aufwändige Kühlung des Ventils und der Treiberstufe zur Abführung der erzeugten Wärme erfordert.such Solenoid valves need usually when they are operated a comparably large energy, which corresponds to an additional consumption of the engine for generation which leads to auxiliary energy and an elaborate cooling of the valve and the driver stage to dissipate the heat generated.

Die JP 2000145568 A zeigt eine Treiberstufe für ein Solenoid-Einspritzventil, bei der zwei Induktivitäten jeweils mit einem Anschluss über einen Transistor mit parallel geschalteter Überspannungs-Schutzdiode an Masse gelegt sind und mit dem anderen Anschluss an einen anderen Versorgungsspannungsanschluss gelegt sind.The JP 2000145568 A shows a driver stage for a solenoid injection valve, in which two inductors are each connected to ground with one connection via a transistor with a parallel-connected overvoltage protection diode and with the other connection to another supply voltage connection.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Treiberstufe für ein Solenoidventil zu schaffen, die einen sicheren Betrieb ermöglicht und dennoch einen relativ geringen Energieaufwand benötigt.The The invention has for its object a driver stage for a solenoid valve to create that enables safe operation and yet a relative requires little energy.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Diese Aufgabe wird durch eine Treiberstufe mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen. Hierbei ist insbesondere eine Treibervorrichtung mit der erfindungsgemäßen Treiberstufe und einer Steuereinrichtung vorgesehen, die in dem Motorsteuergerät des Fahrzeuges realisiert oder auch als separate Einrichtung vorgesehen sein kann.This Task is achieved by a driver stage with the features of the claim 1 solved. The subclaims describe preferred further training. Here is particular a driver device with the driver stage according to the invention and a Control device provided in the engine control unit of the vehicle realized or can also be provided as a separate device.

Demnach betrifft die Erfindung eine Treiberstufe für ein Solenoidventil eines Innenverbrennungsmotors, die über folgende Bestandteile verfügt: einen ersten und einen zweiten Treiberstufenanschluss A1, A2 zum Anlegen einer Versorgungsspannung, eine Induktivität L des Solenoidventils, eine zwischen einem ersten Induktivitätsanschluss L1 und dem ersten Treiberstufenanschluss A1 angeordnete erste Funktionseinrichtung T1 mit einem ersten Steuereingang G1, eine zwischen einem zweiten Induktivitätsanschluss L2 und dem zweiten Treiberstufenanschluss A2 angeordnete zweite Funktionseinrichtung T2, eine zwischen dem ersten Induktivitätsanschluss L1 und dem zweiten Treiberstufenanschluss A2 angeordnete dritte Funktionseinrichtung T3, wobei die dritte Funktionseinrichtung T3 eine dritte Diodeneinrichtung DM3 und eine die dritte Diodeneinrichtung DM3 überbrückende dritte Schalteinrichtung M3 mit einem dritten Steuereingang G3 und zwei dritten Schaltanschlüssen S3, D3 aufweist und der dritte Steuereingang G3 in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel schaltbar ist.Therefore The invention relates to a driver stage for a solenoid valve Internal combustion engine that over has the following components: first and a second driver stage connection A1, A2 for creating a supply voltage, an inductance L of the solenoid valve, one between a first inductance connection L1 and the first driver stage connection A1 arranged first functional device T1 with a first control input G1, one between a second Induktivitätsanschluss L2 and the second driver stage connection A2 arranged second Functional device T2, one between the first inductance connection L1 and the second driver stage connection A2 arranged third functional device T3, the third functional device T3 being a third diode device DM3 and a third switching device bridging the third diode device DM3 M3 with a third control input G3 and two third switching connections S3, D3 and the third control input G3 depending is switchable from a crankshaft angle.

Darüber hinaus ist eine Treibervorrichtung und einer Steuervorrichtung für diese Treiberstufe vorgesehen, die Steuersignale an die Steuereingänge G1, G2, G3 zur Einstellung leitender oder sperrender Zustände der Schalteinrichtungen M1, M2, M3 ausgibt.Furthermore is a driver device and a control device therefor Driver stage provided, the control signals to the control inputs G1, G2, G3 for setting conductive or blocking states of the Outputs switching devices M1, M2, M3.

Erfindungsgemäß wird somit eine aktive Funktionseinrichtung, nämlich die dritte Funktionseinrichtung, als einstellbarer Widerstand verwendet. Hierbei weist die dritte Funktionseinrichtung einen Diodenübergang und eine den Diodenübergang kurzschließende Schalteinrichtung auf. Der Diodenübergang kann als interne Diode der Schalteinrichtung – d.h. eine geeigneter pn-Übergang eines Halbleiterbauelementes – oder als externe, parallel geschaltete Diode ausgebildet sein. Durch entsprechende Ansteuerung eines Steuereingangs der dritten Schalteinrichtung wird der Diodenübergang kurzgeschlossen, wodurch der Spannungsabfall der Durchgangsspannung der Diode entfällt und der elektrische Widerstand deutlich abgesenkt wird.According to the invention an active functional device, namely the third functional device, used as an adjustable resistor. The third shows Functional device a diode junction and a switching device short-circuiting the diode junction on. The diode junction can be used as an internal diode of the switching device - i.e. a suitable pn junction of a semiconductor device - or as external diode connected in parallel. By appropriate Control of a control input of the third switching device is the diode junction shorted, causing the voltage drop in the forward voltage the diode is omitted and the electrical resistance is significantly reduced.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:The Invention is described below with reference to the accompanying drawings on some embodiments explained in more detail. It demonstrate:

1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Treiberstufe, 1 2 shows a block diagram of a driver stage according to the invention,

2 ein Zeitdiagramm eines Einschaltvorganges der aktiven dritten Funktionseinrichtung mit den Verläufen der relevanten Spannungen und Strömen der Treiberstufe, 2 1 shows a time diagram of a switch-on process of the active third functional device with the courses of the relevant voltages and currents of the driver stage,

3 ein Zeitdiagramm eines Ausschaltvorganges der aktiven dritten Funktionseinrichtung mit den Verläufen der relevanten Spannungen und Strömen der Treiberstufe, 3 1 shows a time diagram of a switching-off process of the active third functional device with the courses of the relevant voltages and currents of the driver stage,

4a Kennlinienfelder des Strom-/Spannungsverhaltens des Mosfet und der Diode bei geschlossenem oberen Pfad der Treiberstufe aus 1, und 4a Characteristic fields of the current / voltage behavior of the MOSFET and the diode with the upper path of the driver stage closed 1 , and

4b Kennlinienfelder des Strom-/Spannungsverhaltens des Mosfet und der Diode bei geschlossenem unteren linken Pfad der Treiberstufe aus 1. 4b Characteristic fields of the current / voltage behavior of the MOSFET and the diode when the lower left path of the driver stage is closed 1 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenFull Description of the drawings

Die in 1 gezeigte Treiberstufe 1 weist einen ersten Anschluss A1 zum Anschluss an eine positive Versorgungsspannung und einen zweiten Anschluss A2 zum Anschluss an eine negative Versorgungsspannungsklemme – im allgemeinen Masse GND – eines Fahrzeuges auf.In the 1 shown driver stage 1 has a first connection A1 for connection to a positive supply voltage and a second connection A2 for connection to a negative supply voltage terminal - generally ground GND - of a vehicle.

Ein Solenoidventil mit der Induktivität L und einem ersten und zweiten Induktivitätsanschluss L1, L2 ist zur Steuerung eines nicht weiter gezeigten Hydraulikkreislaufs vorgesehen. Zwischen dem ersten Induktivitätsanschluss L1 und der ersten Anschlussklemme A1 ist eine erste Funktionseinrichtung T1, zwischen dem ersten Induktivitätsanschluss L1 und dem Masseanschluss A2 ist eine dritte Funktionseinrichtung T3, und zwischen dem zweiten Induktivitätsanschluss L2 und dem Masseanschluss A2 ist eine zweite Funktionseinrichtung T2 geschaltet. Jede Funktionseinrichtung T1, T2, T3 weist jeweils einen als Schalteinrichtung dienenden n-Kanal Depletion-Mosfet M1, M2, M3 und einen in Durchlassrichtung von der Source S1, S2, S3 zu der Drain D1, D2, D3 verlaufenden Diodenübergang DM1, DM2, DM3 auf. Die Diodenübergänge DM1, DM2, DM3 können hierbei jeweils als externe Bauelemente zu den MOSFETs parallel geschaltet sein oder als interne Diodenübergänge der MOSFETs, d.h. als geeignete pn-Übergange zwischen entsprechend dotierten Bereichen, ausgebildet sein.On Solenoid valve with inductance L and first and second Induktivitätsanschluss L1, L2 is for controlling a hydraulic circuit, not shown any further intended. Between the first inductance connection L1 and the first Terminal A1 is a first functional device T1, between the first inductance connection L1 and the ground connection A2 is a third functional device T3, and between the second inductance terminal L2 and the ground terminal A2 is connected to a second functional device T2. Any functional device T1, T2, T3 each have an n-channel serving as a switching device Depletion mosfet M1, M2, M3 and a forward direction of the Source S1, S2, S3 to the drain D1, D2, D3 extending diode junction DM1, DM2, DM3. The diode junctions DM1, DM2, DM3 can be used here each connected in parallel to the MOSFETs as external components be or as internal diode junctions the MOSFETs, i.e. as suitable pn junctions between appropriately doped areas.

Die Schalteinrichtungen M1, M2, M3 sind als Festkörper-Leistungsschalteinrich-tungen, vorzugsweise als Transistoren wie MOSFETs, insbesondere jedoch wie schon erwähnt als n-Kanal-Enhancement-MOSFETs und/oder JFETs, HEXFETs bzw. Bipolar-Transistoren ausgebildet.The Switching devices M1, M2, M3 are preferred as solid-state power switching devices as transistors like MOSFETs, but especially as already mentioned as n-channel enhancement MOSFETs and / or JFETs, HEXFETs or bipolar transistors educated.

2 zeigt den Einschaltvorgang der als aktive Funktionseinrichtung dienenden dritten Funktionseinrichtung T3. In 2 sind dargestellt:

  • a) die Gatespannung Vgate M1 (d.h. Spannung zwischen G1 und Masse GND),
  • b) die Gate-Source-Spannung Vgate-source M1 zwischen Gate G1 und Source S1,
  • c) der Drain-Source-Strom Idrain-source1 durch M1,
  • d) die an DM3 abfallende Spannung V DM3,
  • e) der durch DM3 fließende Strom I DM3,
  • f) eine am Gate G3 von M3 anliegende Spannung Vgate M3 (die gleich der Gate-Source-Spannung von M3 ist, da die Source S3 auf Masse GND liegt).
  • g) der Drain-Source-Strom Idrain-source durch M3.
2 shows the switch-on process of the third functional device T3 serving as the active functional device. In 2 are shown:
  • a) the gate voltage Vgate M1 (ie voltage between G1 and ground GND),
  • b) the gate-source voltage Vgate-source M1 between gate G1 and source S1,
  • c) the drain-source current Idrain-source1 through M1,
  • d) the voltage V DM3 dropping at DM3,
  • e) the current I DM3 flowing through DM3,
  • f) a voltage Vgate M3 present at the gate G3 of M3 (which is equal to the gate-source voltage of M3 since the source S3 is at ground GND).
  • g) the drain-source current Idrain-source through M3.

Von dem Anfangszustand der 2 mit eingeschaltetem Mosfet M1 ausgehend, bei dem der Solenoidstrom I solenoid vollständig durch M1 fließt (bei kurzgeschlossener Diode DM1), wird ab einem Zeitpunkt t1 die Gatespannung Vgate M1 ausgeschaltet und fällt nachfolgend gemäß 2a ab. Entsprechend reduziert sich auch die Gate-Source-Spannung Vgate-source M1. Da M1 weiterhin leitet, bleibt der Strom Idrain-source M1 zunächst bis t2 unverändert.From the initial state of 2 Starting with Mosfet M1 switched on, in which the solenoid current I solenoid completely flows through M1 (with short-circuited diode DM1), the gate voltage Vgate M1 is switched off from a point in time t1 and subsequently drops according to 2a from. The gate-source voltage Vgate-source M1 is also reduced accordingly. Since M1 continues to conduct, the current Idrain-source M1 initially remains unchanged until t2.

Da der Katodenanschluss von DM3 mit der Source S1 von M1 verbunden ist, steigt gleichzeitig gemäß 2d die an der Diode DM3 anliegende Spannung V DM3 und erreicht bei t2 die Grenzspannung Vthreshold DM3 zur Aussteuerung von DM3, so dass daraufhin gemäß 2e der Diodenstrom I DM3 ansteigt und entsprechend der Strom Idrain-source M1 abfällt. Zu einem Zeitpunkt t3 ist die Grenzspannung Vthreshold von M1 erreicht, so dass M1 vollständig sperrt und I DM3 den vollständigen Solenoidstrom I solenoid aufnimmt. Der Solenoidstrom I solenoid fließt somit durch DM3 statt durch M1. Hierbei fällt nunmehr jedoch an DM3 die für einen Diodenübergang erforderliche Aussteuerspannung ab, die im Anfangszustand bei leitendem Mosfet M1 nicht abfiel, so dass zunächst der Leistungsverbrauch erhöht ist.Since the cathode connection of DM3 is connected to the source S1 of M1, increases simultaneously according to 2d the voltage V DM3 present at the diode DM3 and at t2 reaches the limit voltage Vthreshold DM3 for modulating DM3, so that thereupon according to 2e the diode current I DM3 rises and the current Idrain-source M1 drops accordingly. At a point in time t3, the limit voltage Vthreshold of M1 is reached, so that M1 completely blocks and I DM3 absorbs the complete solenoid current I solenoid. The solenoid current I solenoid thus flows through DM3 instead of M1. Here, however, the control voltage required for a diode transition now drops at DM3, which does not drop in the initial state when the MOSFET M1 is conductive, so that the power consumption is initially increased.

Bei t3 wird weiterhin die an das Gate G3 von M3 angelegte Gatespannung Vgate M3 – die gleich der Gate-Source-Spannung von M3 ist – erhöht und erreicht bei t4 die Grenzspannung V threshold M3, so dass der Mosfet M3 leitet. Es fließt nunmehr ein steigender Teil des Solenoidstroms I solenoid durch M3 statt durch DM3. Bei t5 fließt der ganze Solenoidstrom I solenoid durch M3. Die Dode DM3 sperrt. Es ist nunmehr wiederum ein Schaltzustand mit geringem Leistungsverbrauch erreicht.at t3 continues to be the gate voltage applied to the gate G3 of M3 Vgate M3 - the is equal to the gate-source voltage of M3 - increases and reaches that at t4 Limit voltage V threshold M3, so that the Mosfet M3 conducts. It is now flowing an increasing part of the solenoid current I solenoid through M3 instead through DM3. Flows at t5 the whole solenoid current I solenoid through M3. The dode DM3 locks. It is now again a switching state with low power consumption reached.

Der in 3 gezeigte Anschaltvorgang von M3 entspricht im wesentlichen einem Einschaltvorgang von M1. Es ergibt sich ein entsprechender zeitlicher Verlauf wie in 2 mit vertauschter Funktion zwischen M1 und M3, wobei wiederum DM3 zeitweise den Solenoidstrom aufnimmt. In 3 sind entsprechend dargestellt:

  • a) die Gatespannung Vgate M3,
  • b) die Gate-Source-Spannung Vgate-source M3,
  • c) der Source-Drain-Strom durch M3,
  • d) die an DM3 abfallende Spannung V DM3,
  • e) der durch DM3 fließende Strom I DM3,
  • f) die am Gate G1 von M1 anliegende Spannung Vgate M1.
  • g) der Drain-Source-Strom durch M1.
The in 3 The switching on process of M3 shown corresponds essentially to a switching on process of M1. There is a corresponding time course as in 2 with interchanged function between M1 and M3, whereby DM3 again temporarily absorbs the solenoid current. In 3 are shown accordingly:
  • a) the gate voltage Vgate M3,
  • b) the gate-source voltage Vgate-source M3,
  • c) the source-drain current through M3,
  • d) the voltage V DM3 dropping at DM3,
  • e) the current I DM3 flowing through DM3,
  • f) the voltage present at the gate G1 of M1 Vgate M1.
  • g) the drain-source current through M1.

Somit wird ab t6 die Spannung Vgate M3 abgesenkt, so dass die Gate-Source-Spannung abfällt und entsprechend die an DM3 anliegende Spannng V DM3 ansteigt, bis bei t7 die Grenzspannung V threshold DM3 erreicht wird und ein zunehmender Strom I DM3 durch DM 3 fließt. Bei t8 sperrt M3, so dass der vollständige Solenoidstrom I solenoid durch DM 3 fließt. Weiterhin wird die Spannung V gate M1 an G1 erhöht und erreicht bei t9 den Grenzwert V threshold M1 zur Aussteuerung von M1, so dass ein zunehmender Strom gemäß 3g durch M1 fließt, der beim Sperren von DM3 zum Zeitpunkt t10 den vollständigen Wert I solenoid einnimmt.Thus, the voltage Vgate M3 is reduced from t6, so that the gate-source voltage drops and the voltage V DM3 present at DM3 increases accordingly until the limit voltage V threshold DM3 is reached at t7 and an increasing current I DM3 flows through DM 3 , At t8, M3 turns off so that the full solenoid current I solenoid flows through DM 3. Furthermore, the voltage V gate M1 at G1 is increased and reaches the threshold value V threshold M1 for modulating M1 at t9, so that an increasing current in accordance with 3g flows through M1, which assumes the full value I solenoid when DM3 is blocked at time t10.

Wie aus 1 und den Zeitverläufen von 2 beziehungsweise 3 ersichtlich ist, können die Funktionseinrichtungen T1 und T3 abwechselnd als erfindungsgemäße aktive Funktionseinrichtungen betrieben werden, da ein Diodenübergang DM 1 parallel zu M1 vorgesehen ist.How out 1 and the timing of 2 respectively 3 it can be seen that the functional devices T1 and T3 can be operated alternately as active functional devices according to the invention, since a diode junction DM 1 is provided in parallel with M1.

M2 dient in der Schaltung der 1 lediglich als Enable-Eingang und ist hierbei immer offen.M2 serves in the circuit of the 1 only as an enable input and is always open.

4a zeigt den Zustand bei geschlossenem Mosfet M1. Hierbei sind in den Kennlinienfeldern des Mosfet M1 und der Diode DM3 der zeitliche Ablauf und die jeweiligen Beziehungen durch Pfeile eingezeichnet. 4a shows the condition when Mosfet M1 is closed. The time sequence and the respective relationships are shown by arrows in the characteristic fields of the Mosfet M1 and the diode DM3.

4b zeigt den Zustand bei geschlossenem Mosfet M3. Hierbei sind in den Kennlinienfeldern des Mosfet M3 und der Diode DM3 der zeitliche Ablauf und die jeweiligen Beziehungen ebenfalls durch Pfeile eingezeichnet. 4b shows the state when the Mosfet M3 is closed. The time sequence and the respective relationships are also shown by arrows in the characteristic fields of the Mosfet M3 and the diode DM3.

Die 4a, 4b zeigen hierbei den zeitlichen Verlauf der in den 2 und 3 gezeigten Phasen anhand der Kennlinien der Leistungseinrichtungen. Vcc ist hierbei die Versorgungsspannung, Vd ist die an der Diode abfallende Spannung, Vdson ist dagegen diejenige Grenzspannung, ab der die Diode anfängt Strom zu leiten, Vds ist die Drain-Source-Spannung an dem Mosfet, Id ist der Strom durch die Diode, Vgs ist die Gate-Source-Spannung an dem Mosfet und Ids ist der durch den Mosfet fließende Strom.The 4a . 4b show the time course of the in the 2 and 3 shown phases based on the characteristics of the power devices. Vcc is the supply voltage, Vd is the voltage drop across the diode, Vdson, on the other hand, is the limit voltage from which the diode begins to conduct current, Vds is the drain-source voltage at the Mosfet, Id is the current through the diode, Vgs is the gate-source voltage on the Mosfet and Ids is the current flowing through the Mosfet.

Claims (10)

Treiberstufe für ein Solenoidventil eines Innenverbrennungsmotors, wobei die Stufe aufweist: einen ersten und einen zweiten Treiberstufenanschluss (A1, A2) zum Anlegen einer Versorgungsspannung, eine Induktivität (L) des Solenoidventils, eine zwischen einem ersten Induktivitätsanschluss (L1) und dem ersten Treiberstufenanschluss (A1) angeordnete erste Funktionseinrichtung (T1) mit einem ersten Steuereingang (G1), eine zwischen einem zweiten Induktivitätsanschluss (L2) und dem zweiten Treiberstufenanschluss (A2) angeordnete zweite Funktionseinrichtung (T2), eine zwischen dem ersten Induktivitätsanschluss (L1) und dem zweiten Treiberstufenanschluss (A2) angeordnete dritte Funktionseinrichtung (T3), wobei die dritte Funktionseinrichtung (T3) eine dritte Diodeneinrichtung (DM3) und eine die dritte Diodeneinrichtung (DM3) überbrückende dritte Schalteinrichtung (M3) mit einem dritten Steuereingang (G3) und zwei dritten Schaltanschlüssen (S3, D3) aufweist und der dritte Steuereingang (G3) in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel schaltbar ist.Driver stage for a solenoid valve Internal combustion engine, the stage having: a first and a second driver stage connection (A1, A2) for creating a Supply voltage, an inductance (L) of the solenoid valve, a between a first inductance connection (L1) and the first driver stage connection (A1) arranged first functional device (T1) with a first control input (G1), one between one second inductance connection (L2) and the second driver stage connection (A2) arranged second functional device (T2), one between the first inductance connection (L1) and the second Driver stage connection (A2) arranged third functional device (T3), the third functional device (T3) being a third diode device (DM3) and a third bridging the third diode device (DM3) Switching device (M3) with a third control input (G3) and two third switching connections (S3, D3) and the third control input (G3) depending is switchable from a crankshaft angle. Treiberstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionseinrichtung (T1) eine erste Diodeneinrichtung (DM1) und eine die erste Diodeneinrichtung (DM1) überbrückende erste Schalteinrichtung (M1) mit dem ersten Steuereingang (G1) und zwei ersten Schaltanschlüssen (S1, D1) aufweist und der erste Steuereingang (G1) in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel schaltbar ist.Driver stage according to claim 1, characterized in that the first functional device (T1) is a first diode device (DM1) and a first switching device bridging the first diode device (DM1) (M1) with the first control input (G1) and two first switching connections (S1, D1) and the first control input (G1) as a function of a crankshaft angle is switchable. Treiberstufe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Funktionseinrichtung (T2) eine zweite Diodeneinrichtung (DM2) und eine die zweite Diodeneinrichtung (DM2) überbrückende zweite Schalteinrichtung (M2) mit einem zweiten Steuereingang (G2) und zwei zweiten Schaltanschlüssen (S2, D2) aufweist und der zweite Steuereingang (G2) in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel schaltbar ist.Driver stage according to claim 1 or 2, characterized in that that the second functional device (T2) is a second diode device (DM2) and a second one bridging the second diode device (DM2) Switching device (M2) with a second control input (G2) and two second switching connections (S2, D2) and the second control input (G2) depending is switchable from a crankshaft angle. Treiberstufe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anlegen einer Versorgungsspannung an die Treiberstufenanschlüsse (A1, A2) die Diodeneinrichtungen (DM1, DM2, DM3) in Sperrrichtung geschaltet sind.Driver stage according to one of the preceding claims, characterized characterized in that when a supply voltage is applied to the Driver stages connections (A1, A2) the diode devices (DM1, DM2, DM3) in the reverse direction are switched. Treiberstufe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (M1, M2, M3) Festkörper-Leistungsschaltein-richtungen, vorzugsweise Transistoren, z. B. MOSFETs, insbesondere n-Kanal-Enhancement-MOSFETs, und/oder JFETs, HEX-FETs, Bipolar-Transistoren sind.Driver stage according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the switching devices (M1, M2, M3) solid-state power switching devices, preferably transistors, e.g. B. MOSFETs, especially n-channel enhancement MOSFETs, and / or JFETs, HEX-FETs, Are bipolar transistors. Treiberstufe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Diodeneinrichtungen aus einem internen Diodenübergang (DM1, DM2, DM3) der jeweiligen Schalteinrichtung (M1, M2, M3) gebildet ist.Driver stage according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one of the diode devices an internal diode junction (DM1, DM2, DM3) of the respective switching device (M1, M2, M3) is. Treiberstufe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Diodeneinrichtungen als zu der jeweiligen Schaltein-richtung (M1, M2, M3) parallel geschaltete externe Diode (DM1, DM2, DM3) gebildet ist.Driver stage according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the diode devices is connected in parallel with the respective switching device (M1, M2, M3) external diode (DM1, DM2, DM3) is formed. Treibervorrichtung mit einer Treiberstufe nach einem der vorherigen Ansprüche und einer Steuervorrichtung, die Steuersignale an die Steuereingänge (G1, G2, G3) zur Einstellung leitender oder sperrender Zustände der Schalteinrichtungen (M1, M2, M3) ausgibt.Driver device with a driver stage after a of the previous claims and a control device which sends control signals to the control inputs (G1, G2, G3) for setting conductive or blocking states of the Outputs switching devices (M1, M2, M3). Treibervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung in einem Einschaltvorgang der dritten Funktionseinrichtung (T3) in einem ersten Schritt die erste Schalteinrichtung (M1) der ersten Funktionseinrichtung (T1) ausschaltet derartig, dass ein Solenoidstrom (I solenoid) durch die dritte Diodeneinrichtung (DM3) fließt und in einem zweiten Schritt die dritte Schalteinrichtung (M3) einschaltet und die dritte Diodeneinrichtung (DM3) kurzschließt.Driver device according to claim 8, characterized in that that the control device in a switch-on operation of the third Functional device (T3) in a first step, the first switching device (M1) of the first functional device (T1) switches off in such a way that a solenoid current (I solenoid) through the third diode device (DM3) flows and switches on the third switching device (M3) in a second step and short-circuits the third diode device (DM3). Treibervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung in einem Ausschaltvorgang der dritten Funktionseinrichtung (T3) in einem ersten Schritt die dritte Schalteinrichtung (M3) ausschaltet derartig, dass ein Solenoidstrom (I solenoid) durch die dritte Diodeneinrichtung (DM3) fließt, und in einem zweiten Schritt die erste Schalteinrichtung (M1) einschaltet derartig, dass der Solenoidstrom (I solenoid) durch die erste Schalteinrichtung (M1) fließt.Driver device according to claim 9, characterized in that the control device in a switch-off process of the third Functional device (T3) in a first step, the third switching device (M3) turns off such that a solenoid current (I solenoid) passes through the third diode device (DM3) flows, and in a second step the first switching device (M1) switches on in such a way that the solenoid current (I solenoid) flows through the first switching device (M1).
DE10323172A 2003-05-22 2003-05-22 Driver stage for a solenoid valve Withdrawn DE10323172A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10323172A DE10323172A1 (en) 2003-05-22 2003-05-22 Driver stage for a solenoid valve
PCT/EP2004/004310 WO2004104396A1 (en) 2003-05-22 2004-04-23 Driver stage for a solenoid valve
EP04739099A EP1627143A1 (en) 2003-05-22 2004-04-23 Driver stage for a solenoid valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10323172A DE10323172A1 (en) 2003-05-22 2003-05-22 Driver stage for a solenoid valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10323172A1 true DE10323172A1 (en) 2004-12-09

Family

ID=33441152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10323172A Withdrawn DE10323172A1 (en) 2003-05-22 2003-05-22 Driver stage for a solenoid valve

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1627143A1 (en)
DE (1) DE10323172A1 (en)
WO (1) WO2004104396A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006122665A1 (en) * 2005-05-18 2006-11-23 Schaeffler Kg Apparatus comprising an electric camshaft adjuster, a control unit, and a central control device

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1948722A (en) * 2005-10-10 2007-04-18 贺雷 Permanent magnet electric door and its control system
NZ588779A (en) 2008-03-27 2012-06-29 Gruenenthal Chemie Substituted 4-aminocyclohexane derivatives
EP2322176A1 (en) 2009-11-11 2011-05-18 Almirall, S.A. New 7-phenyl-[1,2,4]triazolo[4,3-a]pyridin-3(2H)-one derivatives
TWI582092B (en) 2010-07-28 2017-05-11 歌林達股份有限公司 Cis-tetrahydro-spiro(cyclohexane-1,1'-pyrido[3,4-b]indole)-4-amine derivatives

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4403375A1 (en) * 1993-03-04 1994-09-08 Siemens Ag Device and method for controlling an inductive load
DE19747033A1 (en) * 1997-10-24 1999-04-29 Daimler Chrysler Ag Electronic switching device for magnets, esp. electromagnetic valve control elements for an internal combustion engine
JP2000145568A (en) * 1998-11-10 2000-05-26 Hitachi Ltd Driving circuit for solenoid fuel injection valve
DE10018175A1 (en) * 2000-04-12 2001-10-25 Bayerische Motoren Werke Ag Circuit arrangement for operating a highly dynamic electromagnetic lifting armature actuator
DE10020896A1 (en) * 2000-04-29 2001-10-31 Lsp Innovative Automotive Sys Position detection method for armature of electromagnetic setting device e..g. for gas changing valve of IC engine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4307835A1 (en) * 1992-03-25 1993-09-30 Volkswagen Ag Precise timing circuit e.g. for diesel engine fuel injector electromagnets - retains holding current in coil by abrupt discharge of stored energy through short-circuiting transistor switch
US6249418B1 (en) * 1999-01-27 2001-06-19 Gary Bergstrom System for control of an electromagnetic actuator
US6577488B1 (en) * 2000-01-14 2003-06-10 Motorola, Inc. Inductive load driver utilizing energy recovery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4403375A1 (en) * 1993-03-04 1994-09-08 Siemens Ag Device and method for controlling an inductive load
DE19747033A1 (en) * 1997-10-24 1999-04-29 Daimler Chrysler Ag Electronic switching device for magnets, esp. electromagnetic valve control elements for an internal combustion engine
JP2000145568A (en) * 1998-11-10 2000-05-26 Hitachi Ltd Driving circuit for solenoid fuel injection valve
DE10018175A1 (en) * 2000-04-12 2001-10-25 Bayerische Motoren Werke Ag Circuit arrangement for operating a highly dynamic electromagnetic lifting armature actuator
DE10020896A1 (en) * 2000-04-29 2001-10-31 Lsp Innovative Automotive Sys Position detection method for armature of electromagnetic setting device e..g. for gas changing valve of IC engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006122665A1 (en) * 2005-05-18 2006-11-23 Schaeffler Kg Apparatus comprising an electric camshaft adjuster, a control unit, and a central control device

Also Published As

Publication number Publication date
EP1627143A1 (en) 2006-02-22
WO2004104396A1 (en) 2004-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19902520B4 (en) Hybrid power MOSFET
DE112017006120B4 (en) BOOTSTRAP CAPACITOR OVERVOLTAGE MONITORING CIRCUIT FOR CONVERTERS BASED ON GAN TRANSISTORS
DE102010027832B3 (en) Semiconductor switching arrangement, has drive circuit switched between control terminal and load track terminals of semiconductor component, where track terminals are arranged between component and another component
EP2412096B1 (en) Jfet-mosfet cascode circuit
DE102016101907A1 (en) Electronic switch
DE102005027442B4 (en) Circuit arrangement for switching a load
EP0717886B1 (en) Current limiting device
DE102014108576A1 (en) Driver circuit with Miller-Clamping functionality for power semiconductor switch, power semiconductor switch and inverter bridge
DE10056833C2 (en) Integrated driver circuit for half-bridge circuit with two power transistors
DE4428675A1 (en) overvoltage protection circuit for MOS power semiconductor switch
EP0817380B1 (en) Device for switching an inductive consumer
DE10323172A1 (en) Driver stage for a solenoid valve
DE102017120399A1 (en) switching device
DE10228340B3 (en) Control circuit for inductive load e.g. electric motor, relay or valve, has free-running circuit with diode and Zener diode connected across connection terminals for switched inductive load
EP2466753A1 (en) Resistive circuit, circuit layout and driver
DE102016223312A1 (en) Power semiconductor module for a motor vehicle, motor vehicle and method for operating a power semiconductor module
DE102004022800A1 (en) MOSFET gate driver circuit
WO2016059134A1 (en) Half bridge having two semiconductor switches for operating a load
EP1484947B1 (en) Switch circuit arrangement for driving lamps
DE19512911C1 (en) Circuit for switching electrical load contg. inductive component
DE102007050710A1 (en) Inductive load e.g. stepper motor, operating method, involves detecting voltage between control connection of transistor and bridge center, and terminating switching operation of transistor when voltage exceeds predetermined value
DE102014202054B3 (en) Circuit arrangement for recovering energy stored in an inductive load
DE102009051857B3 (en) Circuit arrangement for three load-controlled circuit-breaker, has two insulated gate bipolar transistors and metal-oxide-semiconductor field-effect transistor
DE19754574A1 (en) Circuit arrangement for clocked control of a load
DE102007057657A1 (en) Direct current-direct current converter i.e. buck converter circuit, for e.g. power application, has enhancement mode switch placed in path of conduction to third-nitride depletion mode switch to open or close path to depletion mode switch

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SCHAEFFLER KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee