DE19652391A1 - Energising circuit for electromagnetic coil of combustion engine flow valve solenoid - Google Patents
Energising circuit for electromagnetic coil of combustion engine flow valve solenoidInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für eine Elektromagnetspule nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a control circuit for an electromagnetic coil according to the Preamble of claim 1.
Magnetspulen werden für Stromventile von Brennkraftmaschinen (BKM) verwendet, die auf Steuersignale eines elektrischen Steuergerätes reagieren. Beim Schalten dieser Ventile fließt ein Erregerstrom durch die Elektromagnetspule. Beim Abschalten des Erregerstroms kommt es bekanntlich zu einer Selbstinduktion und damit zu einer Induktionsspannung in der Spule, die zu einer Zerstörung eines auf die Steuersignale reagierenden Leistungsschalters führen kann.Solenoid coils are used for current valves of internal combustion engines (BKM) react to control signals from an electrical control unit. When switching this An excitation current flows through the solenoid valves. When switching off the Excitation current is known to cause self-induction and thus one Induction voltage in the coil leading to destruction of one on the control signals responding circuit breaker.
Dieser Zerstörung vorbeugend, ist aus der DE-42 05 563 A1 bekannt, der Elektroma gnetspule eine Freilaufdiode parallel zu schalten.Preventing this destruction is known from DE-42 05 563 A1, the electroma to connect a freewheeling diode in parallel.
Die DE-1 95 11 743 A1 beschreibt einen elektrischen Schaltkreis zum Ansteuern einer Magnetspule eines magnetischen Aktuators sowie ein Magnetventil mit einem solchen Schaltkreis. Auch hier befindet sich eine Freilaufdiode parallel zur Magnetspule, die zur Unterdrückung hoher Induktionsspannungen an Magnetspulen dient.DE-1 95 11 743 A1 describes an electrical circuit for driving one Magnet coil of a magnetic actuator and a solenoid valve with such Circuit. Here, too, there is a freewheeling diode parallel to the solenoid, which is used for Suppression of high induction voltages on solenoids is used.
Es ist jedoch bekannt, daß diese Maßnahme zu einer Verlängerung der Spulenreaktions zeit führt, da die Selbstinduktionsspannung der Spule sich über die Diode zwar ausgleicht, aber einen verlangsamten Feldabbau in der Spule bewirkt.However, it is known that this measure prolongs the coil response time leads, since the self-induction voltage of the coil through the diode compensates, but causes a slower field breakdown in the coil.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gatttungsgemäße Ansteuerschaltung für eine Elektromagnetspule aufzufinden, die die verwendeten Leistungsschalter vor Zerstörung schützt und dennoch eine schnelle Spulenreaktion gewährleistet.It is therefore an object of the invention to provide a generic control circuit for a Solenoid find the circuit breaker used from destruction protects and still ensures a fast coil reaction.
Die Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is by the specified in the characterizing part of claim 1 Features resolved.
Dadurch wird erreicht, daß bei Auftreten einer vorbestimmten Spannungshöhe einer Induktionsspannung, die durch Selbstinduktion an einer Elektromagnetspule in bekannter Art und Weise entsteht, ein Leistungsschalter durchschaltet, so daß die Induktionsspan nung sehr schnell über den Leistungsschalter abgeführt wird, wodurch die Reaktionszeit der Elektromagnetspule klein gehalten wird.This ensures that when a predetermined voltage level occurs a Induction voltage, which is known by self-induction on an electromagnetic coil Way arises, a circuit breaker turns on so that the induction chip voltage is dissipated very quickly via the circuit breaker, reducing the response time the electromagnetic coil is kept small.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Merkmalen der Unteransprüche offenbart.Advantageous further developments are disclosed with the features of the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung für eine Elektroma gnetspule ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.An embodiment of the control circuit for an electroma according to the invention The magnetic coil is shown in the drawing and is described below.
Diese zeigt übersichtlichkeitshalber nur einen Ausschnitt einer Ansteuerschaltung für eine Elektromagnetspule 1. Der Ausschnitt der Ansteuerschaltung weist die Elektroma gnetspule 1 und einen Leistungsschalter 2 auf, die in Reihe zueinander an einer Spannungsquelle 3 anliegen. Hierbei kann es sich um das Bordnetz eines Kraftfahrzeu ges handeln. Eine Steuergeräteanschlußleitung 4, die auf den Leistungsschalter 2 geführt ist, ist dann an das nicht dargestellte elektronische Steuergerät anzuschließen, mit dem wichtige Funktionen der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine durch Schalten von Ventilen, z. B. Einspritzventilen, Abgasrückführventilen usw. gesteuert werden.For the sake of clarity, this only shows a section of a control circuit for an electromagnetic coil 1 . The section of the control circuit has the electromagnetic coil 1 and a circuit breaker 2 , which are in series with one another at a voltage source 3 . This can be the vehicle electrical system of a motor vehicle. A control unit connection line 4 , which is led to the circuit breaker 2 , is then to be connected to the electronic control unit, not shown, with which important functions of the motor vehicle internal combustion engine are switched by switching valves, e.g. B. injectors, exhaust gas recirculation valves, etc. are controlled.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß zwischen einem Leitungsanschlußpunkt 5, der sich zwischen Leistungsschalter 2 und der Elektromagnetspule 1 befindet, eine auf die Steuergeräteanschlußleitung 4 führende Verbindungsleitung 6 mit Überspannungs schaltung 7 geschaltet wird, wobei die Überspannungsschaltung 7 bei Auftreten einer vorbestimmten Selbstinduktionsspannungshöhe an der Elektromagnetspule 1 den Leistungsschalter 2 durchschaltet.According to the invention it is now provided that is connected between a line connecting point 5, which is located between the circuit breaker 2 and the electromagnetic coil 1, a leading to the control device connection line 4 connecting line 6 circuit with overvoltage 7 wherein the overvoltage circuit 7 upon occurrence of a predetermined self-induction voltage level to the solenoid coil 1 connects the circuit breaker 2 .
Diese Maßnahme bewirkt, daß die Selbstinduktionsspannung über den sich kurzzeitig schließenden Leistungsschalter 2 zusammenbricht.This measure causes the self-induction voltage to break down via the briefly closing circuit breaker 2 .
In vorteilhafter Weise kann die Überspannungsschaltung 7 aus einer Reihenschaltung einer Sperrdiode 7.1 und einer Z-Diode 7.2 gebildet sein, wobei die Durchbruchsspan nung der Z-Diode 7.2 der zu entladenden Induktionsspannung angepaßt ist, d. h. der Aufbau von Spitzeninduktionsspannungen wird verhindert durch rechtzeitiges Durch schalten der Z-Diode 7.2. Die Sperrdiode 7.1 dient zur Verhinderung eines Einwirkens von der Steuergeräteanschlußleitung 4 her auf die Elektromagnetspule 1. Der Leistungs schalter 2 ist vorzugsweise ein Transistor. Advantageously, the overvoltage circuit 7 can be formed from a series connection of a blocking diode 7.1 and a Z diode 7.2 , the breakdown voltage of the Z diode 7.2 being adapted to the induction voltage to be discharged, ie the build-up of peak induction voltages is prevented by timely switching through Zener diode 7.2 . The blocking diode 7.1 serves to prevent the control unit connection line 4 from acting on the electromagnetic coil 1 . The power switch 2 is preferably a transistor.
Alternativ kann jedoch ein Varistor statt einer Z-Diode 7.2 vorgesehen werden, der als spannungsabhängiger Widerstand wie die Z-Diode 7.2 mit Erreichen einer voreingestell ten Durchbruchspannung durchschaltet. Die Steuergeräteanschlußleitung 4 kann mit einem pulsweiten-modulierten Steuersignal beaufschlagt werden. Diese Pulsweiten- Modulation erfolgt in dem nicht näher dargestellten elektronischen Steuergerät.Alternatively, however, a varistor can be provided instead of a Z-diode 7.2 , which switches through as a voltage-dependent resistor like the Z-diode 7.2 when a pre-set breakdown voltage is reached. The control unit connection line 4 can be supplied with a pulse-width-modulated control signal. This pulse width modulation takes place in the electronic control unit, not shown in detail.
Durch die Erfindung ist eine aus einfachen und preiswerten Elektronikbauelementen gebildete Ansteuerschaltung für Elektromagnetspulen 1 erreicht worden, die sich neben der Verwendung für Elektromagnetventile auch für Elektromagnetsteller eignet. Ohne der Bereich der Erfindung zu verlassen, kann die Ansteuerschaltung mit den erfindungsgemäßen Überspannungsschaltungen 7 auch in die Steuerleitung zum Steuergerät oder in das Steuergerät selbst integriert werden.The invention has achieved a control circuit for electromagnetic coils 1 which is formed from simple and inexpensive electronic components and which, in addition to being used for electromagnetic valves, is also suitable for electromagnetic actuators. Without leaving the scope of the invention, the control circuit with the overvoltage circuits 7 according to the invention can also be integrated into the control line to the control unit or into the control unit itself.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung anhand eines elektromagnetischen Abgasrückführventiles einer Brennkraftmaschine beschrie ben.The mode of operation of the control circuit according to the invention is described below of an electromagnetic exhaust gas recirculation valve of an internal combustion engine ben.
Die Abgasrückführung in das Luftansaugsystem der Brennkraftmaschine erfolgt zur Absenkung der Abgasschadstoffe und ist von Betriebszuständen der Brennkraftmaschi ne abhängig. Aus diesem Grund erfolgt eine kontinuierliche, in besonderen Übergangsbe reichen der Lastabgabe jedoch auch eine abrupte Verstellung des nicht dargestellten Abgasrückführventiles, wobei die Verstellung ohne wesentliche zeitliche Verzögerung erfolgen soll. Hierzu eignet sich die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung, d. h. sie ist im wesentlichen für die Verstellung bei strommäßig abzuschaltender Elektromagnetspule 1 intensiv wirkend. Die Elektromagnetspule 1 ist hier über den Leistungsschalter 2 mit den pulsweiten-modulierten Steuersignalen des elektronischen Steuergerätes beaufschlagt, die eine Vollauf- oder Vollzu-Stellung des Abgasrückführventils bewirken. Es versteht sich von selbst, daß die Steuersignale der Steuergeräteanschlußleitung 4 aufgeschaltet sind und den Leistungsschalter 2 leitend schalten, wenn die Elektromagnetspule 1 bestromt gehalten werden soll.The exhaust gas recirculation into the air intake system of the internal combustion engine takes place to lower the exhaust gas pollutants and is dependent on the operating states of the internal combustion engine. For this reason, there is a continuous, in particular transitional areas of the load delivery, but also an abrupt adjustment of the exhaust gas recirculation valve, not shown, the adjustment being to take place without a substantial time delay. The control circuit according to the invention is suitable for this purpose, ie it is essentially intensively effective for the adjustment when the electromagnetic coil 1 is to be switched off in terms of current. The electromagnetic coil 1 is acted upon by the circuit breaker 2 with the pulse-width-modulated control signals of the electronic control unit, which cause the exhaust gas recirculation valve to be in the fully open or fully closed position. It goes without saying that the control signals of the control unit connecting line 4 are switched on and switch the circuit breaker 2 on when the electromagnetic coil 1 is to be kept energized.
Bei einer Änderung der Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine in einen Bereich hinein, in dem das Abgasrückführventil in die entgegengesetzte Stellung verstellt werden soll, wird der Leistungsschalter 2 auf nicht leitend geschaltet. Dieses Umschalten bewirken die pulsweiten-modulierten Signale, deren Flanken zum Schalten benutzt werden. Durch die Unterbrechung des Stromkreises der Spannungsquelle 3 bricht das Magnetfeld in der Elektromagnetspule 1 zusammen und erzeugt die erwähnte Selbstinduktionsspannung in der Elektromagnetspule 1. Bei einer vorgegebenen Höhe dieser Spannung, die dann über der Überspannungsschaltung 7 anliegt, schaltet die Überspannungsschaltung 7 den Leistungsschalter 2 kurzzeitig durch, so daß die Selbstinduktionsspannung der Elekromagnetspule 1 über den Leistungsschalter 2 abgeführt wird und zusammenbricht. Gleichzeitig wird jedoch die Sperrspannung der Überspannungsschaltung 7 unterschrit ten, so daß der Leistungsschalter 2 nicht leitend schaltet.When the power output of the internal combustion engine changes into an area in which the exhaust gas recirculation valve is to be adjusted to the opposite position, the power switch 2 is switched to non-conductive. This switching causes the pulse width modulated signals, the edges of which are used for switching. By interrupting the circuit of the voltage source 3 , the magnetic field in the electromagnetic coil 1 breaks down and generates the aforementioned self-induction voltage in the electromagnetic coil 1 . For a given amount of this voltage then applied across the overvoltage circuit 7, the overvoltage circuit 7 turns on the power switch 2 for a short time through, so that the self-induction voltage of the Elekromagnetspule 1 is discharged through the power switch 2 and collapses. At the same time, however, the reverse voltage of the overvoltage circuit 7 is undercut, so that the circuit breaker 2 does not turn on.
Bei Wiedereinschaltung der Elektromagnetspule 1 durch Ansteuerung des Leistungs schalters 2 baut sich das Magnetfeld in der Elektromagnetspule 1 in bekannter Art und Weise langsam wieder auf, so daß hierbei keine Spitzenspannungen entstehen.When the electromagnetic coil 1 is switched on again by actuating the power switch 2 , the magnetic field in the electromagnetic coil 1 slowly builds up again in a known manner, so that no peak voltages arise here.
Die erfinderische Maßnahme wirkt auch im Bereich der kontinuierlichen Verstellung des Abgasrückführventiles. Sie ist jedoch dabei ohne wesentlichen Einfluß, da die Verstell zeit innerhalb von Teilverstellungen unerheblich ist.The inventive measure also works in the field of continuous adjustment of the Exhaust gas recirculation valves. However, it has no significant influence since the adjustment time within partial adjustments is irrelevant.
Erwähnt sei noch, daß der Leistungsschalter 2 ein MOSFET sein kann, dessen Grundeigenschaften ein leistungsloses Schalten und ein sich selbst Sperren sind. Auch ist in nicht dargestellter Weise in der Steuergeräteanschlußleitung 4 ein Widerstand integriert, der einen Stromfluß zum Steuergerät verhindert.It should also be mentioned that the circuit breaker 2 can be a MOSFET, the basic properties of which are powerless switching and self-locking. A resistor, which prevents current flow to the control unit, is also integrated in the control unit connecting line 4 in a manner not shown.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1996152391 DE19652391A1 (en) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | Energising circuit for electromagnetic coil of combustion engine flow valve solenoid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1996152391 DE19652391A1 (en) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | Energising circuit for electromagnetic coil of combustion engine flow valve solenoid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19652391A1 true DE19652391A1 (en) | 1998-06-18 |
Family
ID=7814932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1996152391 Withdrawn DE19652391A1 (en) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | Energising circuit for electromagnetic coil of combustion engine flow valve solenoid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19652391A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10243956A1 (en) * | 2002-09-20 | 2004-04-15 | Carl Freudenberg Kg | Circuit arrangement for a pulse-width modulated controllable electromagnetic regeneration valve for tank ventilation of a motor vehicle |
-
1996
- 1996-12-17 DE DE1996152391 patent/DE19652391A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10243956A1 (en) * | 2002-09-20 | 2004-04-15 | Carl Freudenberg Kg | Circuit arrangement for a pulse-width modulated controllable electromagnetic regeneration valve for tank ventilation of a motor vehicle |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: PIERBURG GMBH, 41460 NEUSS, DE |
|
| 8141 | Disposal/no request for examination |