DE19813797B4

DE19813797B4 - Vorrichtung zur Steuerung des Stromflusses durch eine Reihe induktiver Lasten

Info

Publication number: DE19813797B4
Application number: DE19813797A
Authority: DE
Inventors: Leslie A. Columbus Roettgen; Robert S. Columbus Henrich; William D. Columbus Meyer; Bryce D. Bloomington Himebaugh
Original assignee: Cummins Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2018-03-28
Also published as: DE19813797A1; US5752482A; GB2323712A; GB9803243D0; GB2323712B

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung des Stromflusses von einer ersten elektrischen Stromquelle durch erste und zweite induktive Lasten, wobei die erste induktive Last ein Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid eines Verbrennungsmotors und die zweite induktive Last ein Motorbremssolenoid des Verbrennungsmotors ist, mit:
– einer zur Verbindung mit der ersten elektrischen Stromquelle und mit Eingängen der ersten und zweiten induktiven Lasten ausgebildeten ersten Schalteinrichtung, wobei die erste Schalteinrichtung auf ein erstes Steuersignal mit der Verbindung der ersten elektrischen Stromquelle mit den Eingängen der ersten und zweiten induktiven Lasten reagiert;
– einer zweiten Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit einem Ausgang der ersten induktiven Last ausgebildet und mit einer Massereferenz verbunden ist, wobei die zweite Schalteinrichtung auf ein zweites Steuersignal mit der Verbindung des Ausganges der ersten induktiven Last und der Massereferenz reagiert;
– einer dritten Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit einem Ausgang der zweiten induktiven Last ausgebildet und mit der Massereferenz verbunden ist, wobei die...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine Vorrichtung zur Steuerung eines durch eine Zahl von induktiven Lasten hindurch fließenden Stroms mit nur einer Steuervorrichtung und betrifft insbesondere eine derartige Vorrichtung zur Steuerung eines solchen Stromflusses durch ein Solenoid einer Einspritzdüse und ein Solenoid einer Motorbremse während jedes Arbeitszyklusses eines Zylinders.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Elektronische Kraftstoffeinspritzdüsen sind bekannt und werden verbreitet zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr von Verbrennungsmotoren eingesetzt, auch bei Dieselmotoren wie etwa solchen, die bei Lastkraftwagen für mittlere und schwere Lasten verwendet werden. Elektronische Systeme zur Steuerung der Funktion solcher Kraftstoffeinspritzdüsen umfassen typischerweise eine Reihe von Laststeuereinrichtungen bzw. Lastansteuerungseinrichtungen, die in Abhängigkeit von zeitlich präzise gesteuerten Steuersignalen arbeiten, um den Stromfluß durch die Solenoide der Einspritzdüsen zu steuern.

Viele Lastkraftwagen für den Schwerlastbetrieb sind darüber hinaus mit einer Motorbremse ausgerüstet, bei der die Auslaßventile des Motors während der Verdichtung und der Arbeitstakte geöffnet werden, um in bekannter Weise die Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu verringern. Solche Motorbremssysteme beinhalten typischerweise eine Reihe von solenoidbetätigten Aktuatoren, die in der erforderlichen Weise zur Ansteuerung der Auslaßventile des Motors betrieben werden können. Elektronische Systeme zur Steuerung eines solchen Motorbremsbetriebes können auch eine Reihe von Laststeuereinrichtungen aufweisen, die in Abhängigkeit von zeitlich präzise gesteuerten Steuersignalen arbeiten, um den Stromfluß durch die Reihe der Motorbremssolenoide zu steuern.

Da der Betrieb der Kraftstoffeinspritzung und der Motorbremse typischerweise von verschiedenen Untersystemen des Fahrzeugs verwaltet und gesteuert werden, sind die Regelungs-/Ansteuerungsschaltungen für die Kraftstoffeinspritzdüsensolenoide und die Solenoide der Motorbremse üblicherweise als eigenständige oder "stand alone" Solenoid-Ansteuerungsschaltungen oder Teilbaugruppen ausgeführt. Ein Beispiel eines bekannten Fahrzeug- oder Motorsteuerungssystemes 10, das unabhängige Ansteuerungsschaltungen zur eigenständigen Steuerung des Stromflusses durch ein Solenoid für die Kraftstoffeinspritzdüse und ein Solenoid für die Motorbremse aufweist, ist in 1 dargestellt. Wie es aus 1 ersichtlich ist, weist das System 10 zwei getrennte induktive Lasten 12 und 14 auf, wobei die Last 12 ein Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid darstellt mit einem Lasteingang 30 und einem Lastausgang 46, und wobei die Last 14 ein Motorbremssolenoid darstellt mit einem Lasteingang 72 und einem Lastausgang 78.

Die Ansteuerungs-/Regelungsschaltungsanordnung für die Kraftstoffeinspritzdüse besitzt eine Laststeuereinrichtung 16, typischerweise einen Leistungstransistor vom MOS-Typ mit einem Gate 18, das mit einem Ausgang OP1 einer Steuerschaltung 20 verbunden ist. Ein Anschluß 22 der Einrichtung 16 ist mit einer Stromquelle 24 verbunden, die typischerweise die Batterie des Fahrzeugs ist. Der andere Anschluß 26 der Einrichtung 16 ist mit einer Anode einer Diode 28 verbunden, deren Kathode mit dem Eingang 30 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 verbunden ist. Der Eingang 30 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 ist auch mit der Kathode einer anderen Diode 32 verbunden, deren Anode mit einer Bezugsmasse verbunden ist und darüber hinaus über einen Schaltungsweg 34 mit einem Diagnoseeingang D1 der Steuerschaltung 20.

Eine zweite Lastansteuerungseinrichtung 36, typischerweise wieder ein MOS-Leistungstransistor, besitzt ein Gate 38, das mit einem Ausgang OP2 der Steuerschaltung 20 verbunden ist. Ein Anschluß 40 der Einrichtung 36 ist mit einer Zusatzstromquelle 42 verbunden, die typischerweise einen Spannungswert aufweist, der sehr viel höher ist als die Batteriespannung. Der andere Anschluß 44 der Einrichtung 36 ist mit dem Eingang 30 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 verbunden.

Der Ausgang 46 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 ist mit einem Anschluß 48 einer dritten Lastansteuerungsschaltung 50 verbunden, die typischerweise wieder ein MOS-Leistungstransistor ist mit einem Gate 52, das an einen Ausgang OP3 der Steuerschaltung 20 angeschlossen ist. Der andere Anschluß 54 der Einrichtung 50 ist mit einer Klemme eines Widerstands 56 verbunden, dessen andere Klemme mit der Bezugsmasse verbunden ist. Ein Schaltungsweg 58 verbindet den Anschluß 54 der Einrichtung 50 mit einem Rückkopplungseingang D2 der Steuerschaltung 20. Zwischen dem Anschluß 48 und dem Gate 52 der Einrichtung 50 ist in bekannter Weise eine in Durchlaßrichtung vorgespannte bzw. betriebene Diode 60 in Reihe mit einer Zenerdiode 62 eingeschleift, um gegen sogenannte induktive Rücklaufeffekte zu schützen.

Die Ansteuerungs-/Regelungsschaltung des Motorbremssolenoids besitzt eine Laststeuerungseinrichtung 64, typischerweise ein MOS-Leistungstransistor mit einem Gate 66, welches an einen Ausgang OP4 der Steuerschaltung 20 angeschlossen ist. Ein Anschluß 68 der Einrichtung 64 ist mit einer elektrischen Stromquelle 24 verbunden, die typischerweise die Fahrzeugbatterie ist, und der andere Anschluß 70 ist mit dem Eingang 72 des Motorbremssolenoids 14 verbunden. Der Anschluß 70 ist auch mit der Kathode einer Diode 74, deren Anode auf Masse liegt, und – über einen Schaltungsweg 76 – mit einem Diagnoseeingang D3 der Steuerschaltung 20 verbunden.

Der Ausgang 78 des Motorbremssolenoids 14 ist mit einem Anschluß 80 einer weiteren Laststeuereinrichtung 82 verbunden, wiederum typischerweise ein MOS-Leistungstransistor mit einem Gate 84, das mit einem Ausgang OP5 der Steuerschaltung 20 verbunden ist. Der andere Anschluß 86 der Einrichtung 82 ist mit einer Klemme eines Widerstands 88, dessen andere Klemme mit der Masse verbunden ist, und mit einem Rückkopplungseingang D4 der Steuerschaltung 20 verbunden. Wie auch bei der Einrichtung 50 besitzt die Laststeuereinrichtung 82 eine in Durchlaßrichtung betriebene Diode 60 und eine Zenerdiode 62, die in Reihe zwischen ihrem Anschluß 80 und dem Gate 84 angeschlossen sind.

Im Betrieb des Systems 10 reagieren die verschiedenen vorstehend beschriebenen Laststeuereinrichtungen auf Steuersignale, die von der Steuerschaltung 20 an den Ausgängen OP1 – OP5 zur Verfügung gestellt werden, um in getrennter Weise den Strom Ia durch das Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 und den Strom Ib durch das Motorbremssolenoid 14 zu regeln. Jedes der Solenoide 12 und 14 weist an der Eingangsseite ein Ansteuerungselement auf, welches für einen Stromfluß zu den Solenoideingängen 30 und 72 betätigbar ist, und an der Ausgangsseite ein Ansteuerungselement, welches für eine Stromführung von den Solenoidausgängen 46 und 78 über Widerstände 56 bzw. 88 an die Masse betätigbar ist. Die Widerstände 56 und 88 sind in bekannter Weise niederohmige Widerstände und sind dafür vorgesehen, eine kleine Meßspannung proportional zu den Strömen Ia und Ib zu erzeugen, die durch sie hindurch fließen. Über Rückkopplungsschaltungswege 58 und 90 kann die Steuerschaltung 20 so betrieben werden, daß sie das Maß des Stromflusses durch die Solenoide 12 und 14 überwacht und die Gate-Steuerspannungen an den Ausgängen OP1 und OP3 – OP5 einstellt, um in bekannter Weise die Ströme Ia und Ib zu begrenzen, die durch die induktiven Lasten 12 und 14 strömen.

Es ist oftmals wichtig, insbesondere bei einem Solenoid 12 für eine Kraftstoffeinspritzdüse, daß der hindurch fließende Strom eine kurze Anstiegszeit bis zum Spitzenwert besitzt. Deshalb ist die Laststeuerungseinrichtung 36 mit einer Hochspannung 42 verbunden und wird zu Beginn jedes Impulses für die Kraftstoffeinspritzdüse aktiviert, um eine kurze Anstiegszeit des Stromes Ia sicherzustellen. Die Dioden 28, 32 und 74 stellen Strompfade zu den Solenoiden 12 und 14 zur Verfügung, wenn eine der Quellenspannungen 24 und 42 von den Laststeuereinrichtungen 16, 36 und 64 während des Zeitabschnittes der Begrenzung der Ströme Ia und Ib ausgeschaltet werden, wie es auch bereits bekannt ist.

In den 2–5 sind vier allgemeine Fälle einer Kraftstoffeinspritzdüsen- und Motorbremssteuerung dargestellt. Ein erster allgemeiner Fall ist in 2 dargestellt, die die Betriebsart Verbrennung beim Motorlauf 92 zeigt, bei der ein Kraftstoffeinspritzdüsensignal 94 in der Zeit t₁ – t₂ aktiv ist, während ein Motorbremssignal 96 inaktiv bleibt. Alternativ hierzu könnte das Motorbremssignal zu jeder Zeit aktiv sein mit Ausnahme des Zeitraums t₁ – t₂. In jedem Fall schließen sich die Aktivierungszeiten für die Kraftstoffeinspritzdüse und die Motorbremse wechselseitig aus und die Steuersignale, die das Kraftstoffeinspritzdüsensignal 94 darstellen, werden an den Ausgängen OP1 – OP3 der Steuerschaltung 20 zwischen t₁ und t₂ erzeugt und die Lastansteuerungseinrichtungen 16, 36 und 50 reagieren darauf derart, daß sie den Stromfluß Ia durch das Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 so regeln, wie es obenstehend bereits diskutiert worden ist.

Ein zweiter allgemeiner Fall der Kraftstoffeinspritzdüsen- und Motorbremsensteuerung ist in 3 dargestellt, die den Modus Motorbremse des Motorlaufs 98 darstellt, bei dem das Kraftstoffeinspritzdüsensignal 94 inaktiv bleibt, während das Signal 96 für das Motorbremssolenoid im Zeitraum t₃ – t₄ aktiv ist. Alternativ hierzu könnte das Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid zu jeder Zeit mit Ausnahme des Zeitraums zwischen t₃ – t₄ aktiv sein. In jedem Fall schließen sich die Zeiträume der Aktivierung der Kraftstoffeinspritzdüse und der Motorbremse wechselseitig aus und die Steuersignale, die das Motorbremssignal 96 repräsentieren, werden an den Ausgängen OP4 – OP5 der Steuerschaltung 20 zwischen t₃ und t₄ erzeugt und die Laststeuerungseinrichtungen 64 und 82 reagieren darauf derart, daß sie den Stromfluß Ib durch das Motorbremssolenoid 14 so regeln, wie es vorstehend bereits beschrieben worden ist.

Der erste und zweite allgemeine Fall der Steuerung der Kraftstoffeinspritzdüse und Motorbremse, wie er in 2 und 3 dargestellt ist, richtet sich auf die aktive Steuerung eines Solenoids in Zeiträumen, während derer das andere Solenoid inaktiv ist. Im Gegensatz hierzu richten sich der dritte und vierte allgemeine Fall, der in 4 und 5 dargestellt ist, auf eine gleichzeitige und teils gleichzeitige Regelung der Aktivierungszeiten jedes der beiden Signale 94 und 96. In 4 ist ein dritter allgemeiner Fall der Regelung einer Kraftstoffeinspritzdüse und Motorbremse für den Modus Motorbremse eines Motorlaufs 98 dargestellt, bei dem das Zeitfenster t₁ – t₂, in dem das Kraftstoffeinspritzdüsensignal 94 aktiv ist, teilweise das Zeitfenster t₃ – t₄ überlappt, in dem das Motorbremssignal 96 aktiv ist. 5 zeigt einen vierten allgemeinen. Fall der Regelung einer Kraftstoffeinspritzdüse und Motorbremse für den Modus Motorbremse des Motorlaufs 98, bei dem das Zeitfenster t₁ – t₂, in dem das Kraftstoffeinspritzdüsensignal 94 aktiv ist und das Zeitfenster t₃ – t₄, in dem das Motorbremssignal 96 aktiv ist, sich vollständig überlappen. In beiden Fällen werden die Ansteuerungsschaltung für das Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid und die Ansteuerungsschaltung für das Motorbremssolenoid eigenständig und unabhängig von einer Steuerungsschaltung 20 gesteuert, wie es vorstehend bereits beschrieben worden ist, um den Stromfluß Ia durch das Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 und den Stromfluß Ib durch das Motorbremssolenoid Ib zu steuern.

Obwohl die vorstehend beschriebene Regel- und Ansteuerungsschaltung 10 für die induktive Last nach 1 eine weite Akzeptanz gefunden hat zur Verwendung bei der Steuerung eines Verbrennungsmotors, hat sie inhärente Nachteile. Beispielsweise besitzt jedes Solenoid 12 und 14 eine getrennte und eigenständige zugehörige Lastansteuerungsschaltung, was aufwendig ist und zwar sowohl hinsichtlich der Kosten als auch hinsichtlich des Platzbedarfs innerhalb des Motorsteuerungssystems oder -moduls. Darüber hinaus muß die Steuerungsschaltung 20 so betrieben werden können, daß sie eigenständige und typischer weise redundante Steuersignale für die Steuerung jedes Solenoids erzeugt. Des weiteren wird sowohl die Lastansteuerungsschaltung als auch die Steuerungsschaltung 20 komplexer, wenn die Rückkopplung der Diagnoseinformation von der Laststeuerungsschaltung an die Steuerungsschaltung 20 vorgesehen wird. Diese Probleme werden noch beträchtlich vergrößert, wenn für jeden Zylinder des Motors eine Steuerung und Ansteuerungsschaltung 10 für die induktive Last vorgesehen ist.

Die US 5,603,300 A lehrt eine Verdrahtungsanordnung für die Bremssteuerung eines Fahrzeugs. Die Bremssteuerung umfasst eine gemeinsame Ansteuerung für Kraftstoffeinspritzventile einerseits und für Ventile für den Motorbremsbetrieb auf der anderen Seite.

Was erforderlich ist, ist eine Lösung und Schaltungsanordnung zur Steuerung des Stromflusses durch eine Reihe induktiver Lasten, wie beispielsweise ein Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid und ein Motorbremssolenoid, die nicht an den mit den Lösungen und den Schaltungsanordnungen des Standes der Technik verbundenen Nachteilen leidet. Eine solche Technik und Schaltungsanordnung sollte vorzugsweise Ziele wie Schaltungsökonomie, eine Vermeidung doppelter Sensoren/Informationen, eine Systemlösung zur Verwirklichung einer "Individualzylinder-Regelung" und eine Systemlösung zur Verwendung von Diagnoseinformationen erbringen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für eine induktive Last behandelt und beseitigt die vorstehend genannten Nachteile von bekannten Steuerungsschaltungen und Systemen für Motorbremse und Kraftstoffeinspritzdüse. Eine Laststeuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist zur Steuerung des Stromflusses von einer elektrischen Stromquelle über erste und zweite induktive Lasten, nämlich ein Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid und ein Motorbremssolenoid, mit nur einer Steuerung in der Lage.

Eine erste Ausführungsform einer Laststeuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine erste Schalteinrichtung auf, die zur Verbindung mit einer elektrischen Stromquelle und mit Eingängen erster und zweiter induktiver Lasten ausgebildet ist. Die erste Schalteinrichtung reagiert auf ein erstes Steu ersignal, um die elektrische Stromquelle mit den Eingängen der ersten und zweiten induktiven Lasten zu verbinden. Eine zweite Schalteinrichtung ist zur Verbindung mit einem Ausgang der ersten induktiven Last ausgebildet und mit einer Bezugsmasse verbunden und reagiert auf ein zweites Steuersignal, um den Ausgang der ersten induktiven Last mit der Bezugsmasse zu verbinden. Eine dritte Schalteinrichtung ist zur Verbindung mit einem Ausgang der zweiten induktiven Last ausgebildet und mit der Masse verbunden. Die dritte Schalteinrichtung reagiert auf ein drittes Steuersignal, um den Ausgang der zweiten induktiven Last mit der Masse zu verbinden.

Eine zweite Ausführungsform der Laststeuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine erste Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit einer elektrischen Stromquelle und mit einem Eingang einer ersten induktiven Last ausgebildet ist, wobei die erste Schalteinrichtung auf ein erstes Steuersignal reagiert, um die elektrische Stromquelle mit dem Eingang der ersten induktiven Last zu verbinden. Eine zweite elektrische Schalteinrichtung ist zur Verbindung mit der elektrischen Stromquelle und mit dem Eingang einer zweiten induktiven Last ausgebildet, wobei die zweite Schalteinrichtung auf ein zweites Steuersignal reagiert, um die elektrische Stromquelle mit dem Eingang der zweiten induktiven Last zu verbinden. Eine dritte Schalteinrichtung ist zur Verbindung mit den Ausgängen der ersten und zweiten induktiven Lasten ausgebildet und mit einer Masse verbunden. Die dritte Schalteinrichtung reagiert auf ein drittes Steuersignal, um die Ausgänge der ersten und zweiten induktiven Last mit der Masse zu verbinden.

Eine dritte Ausführungsform der Laststeuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine erste Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit einer elektrischen Stromquelle und mit einem Eingang einer ersten induktiven Last ausgebildet ist, wobei die erste Schalteinrichtung auf ein erstes Steuersignal reagiert, um die elektrische Stromquelle mit dem Eingang der induktiven Last zu verbinden. Eine zweite Schalteinrichtung ist zur Verbindung mit einem Ausgang der ersten induktiven Last und mit einem Eingang einer zweiten induktiven Last ausgebildet und ist an Masse angeschlossen. Die zweite Schalteinrichtung reagiert auf ein zweites Steuersignal, um den Ausgang der ersten induktiven Last mit der Masse zu verbinden. Eine dritte Schalteinrichtung ist zur Verbindung mit einem Ausgang der zweiten induktiven Last ausgebildet und mit der Masse verbunden. Die dritte Schalteinrichtung reagiert auf ein drittes Steuersignal, um den Ausgang der zweiten induktiven Last mit der Masse zu verbinden.

Erfindungsgemäß wird eine Laststeuervorrichtung bereitgestellt, die den Stromfluß durch sowohl ein Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid als auch ein Motorbremssolenoid eines Zylinders während jedes Arbeitsspiels des Motors mit einer einzigen Steuerung steuert.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Laststeuervorrichtung bereitgestellt, die zur Multiplexsteuerung des hindurchfließenden Stromes ein einzelnes Ansteuerungselement auf der Eingangsseite mit allen Solenoideingängen verbindet.

Erfindungsgemäß wird des weiteren eine Laststeuervorrichtung bereitgestellt, die zur Multiplexsteuerung des hindurch fließenden Stromes ein einzelnes Ansteuerungselement an der Ausgangsseite mit allen Solenoidausgängen verbindet.

Erfindungsgemäß wird schließlich eine Laststeuervorrichtung bereitgestellt, die ein einzelnes Ansteuerungselement an der Eingangsseite mit einem Eingang eines ersten Solenoids verbindet, dessen Ausgang zur Multiplexsteuerung des hindurch fließenden Stromflusses mit dem Eingang eines zweiten Solenoids verbunden ist.

Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen deutlicher werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine bekannte Schaltung zur getrennten Ansteuerung eines Solenoids für die Kraftstoffeinspritzdüse und des Solenoids für die Motorbremse eines Verbrennungsmotors;
2 zeigt eine bekannte Lösung der Ansteuerung des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids aus 1 bei gleichzeitiger Unterbindung der Betriebsweise Motorbremse;
3 zeigt eine bekannte Lösung für die Ansteuerung des Motorbremssolenoids aus 1, während gleichzeitig der Betrieb der Kraftstoffeinspritzdüse unterbunden wird;
4 zeigt eine bekannte Lösung für die Ansteuerung des Kraftstoffeinspritzdüsen- und Motorbremssolenoids nach 1 während einer teilweisen Überlappung ihres Betriebs;
5 zeigt eine bekannte Lösung zur Ansteuerung des Kraftstoffeinspritzdüsen- und Motorbremssolenoids nach 1 während der Überlappung ihres Betriebs;
6 zeigt ein Schaltdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für eine induktive Last;
7 zeigt ein Schaltdiagramm einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für eine induktive Last; und
8 zeigt ein Schaltdiagramm einer noch anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zum Zwecke eines besseren Verständnisses der Grundlagen der vorliegenden Erfindung wird nunmehr zu ihrer Beschreibung unter Verwendung bestimmter Begriffe auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen Bezug genommen. Nichtsdestotrotz ist dadurch keine Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, beispielsweise bezüglich Veränderungen und Modifikationen der gezeigten Vorrichtungen und weiterer Anwendungen der Grundsätze der vorliegenden Erfindung.
Es wird nun Bezug genommen auf 6, die eine bevorzugte Ausführungsform eines Lastansteuerungssystems bzw. einer Laststeuervorrichtung 100 zur Steuerung des Stromflusses durch eine Anzahl von induktiven Lasten nach der vorliegenden Erfindung mit einer Vorrichtung darstellt. Die Vorrichtung 100 umfaßt eine erste induktive Last 12, vorzugsweise ein Solenoid für eine Kraftstoffeinspritzdüse, mit einem Lasteingang 30 und einem Lastausgang 46 sowie eine zweite induktive Last 14, vorzugsweise ein Solenoid für die Motorbremse, mit einem Lasteingang 72 und einem Lastausgang 78. Wie es nachfolgend noch detaillierter beschrieben werden wird, kann die Laststeuervorrichtung 100 so betrieben werden, daß sie das Solenoid 12 für die Kraftstoffeinspritzdüse und das Solenoid 14 für die Motorbremse in Übereinstimmung mit einem der vier allgemeinen Fälle ansteuern kann, die in 2-5 dargestellt sind.
Die Vorrichtung 100 weist weiterhin eine erste Schalteinrichtung 102 auf, vorzugsweise ein MOS-Transistor mit einem Gate 104, das mit einem Ausgang einer Pufferschaltung 106 verbunden ist. Ein Eingang des Pufferkreises 106 ist mit einem Ausgang OP1 einer Steuerschaltung 108 verbunden und der Pufferkreis 106 ist mit einer ersten elektrischen Stromquelle 109 verbunden. Ein Anschluß 110 der Schalteinrichtung 102 ist mit einer zweiten elektrischen Stromquelle 112 verbunden, die vorzugsweise eine Autobatterie ist, die Batteriespannungen im Bereich von etwa 7–24 Volt zur Verfügung stellen kann. Es ist jedoch ohne weiteres verständlich, daß die Stromquelle 112 eine beliebige bekannte Stromquelle sein kann, die zur Ansteuerung der Solenoide 12 und 14 in der Lage ist.
Der Pufferkreis 106 ist dafür vorgesehen, eine Steuersignalspannung mit niedrigem Pegel, die von der Steuerschaltung 108 am Ausgang OP1 erzeugt wird, in eine Aktivierungsspannung zu wandeln, die zur Ansteuerung des Gate 104 der Schalteinrichtung 102 geeignet ist, an deren Anschluß 110 die elektrische Stromquelle 112 anliegt. Die Einrichtung 102 ist vorzugsweise ein n-Kanal MOSFET und die elektrische Stromquelle 109 muß daher in bekannter Weise eine Spannung bereit halten mit einem geringfügig höheren Wert als die Spannung, die von der elektrischen Stromquelle 112 zur Verfügung gestellt wird, um in geeigneter Weise das Gate 104 der Schalteinrichtung 102 anzusteuern.
Der andere Anschluß 114 der Schalteinrichtung 102 ist mit einer Anode einer Sperrdiode 116 verbunden, deren Kathode mit dem Eingang 30 des Solenoids 12 der Kraftstoffeinspritzdüse und dem Eingang 72 des Solenoids 14 für die Motorbremse verbunden ist. Die Eingänge 30 und 72 sind darüber hinaus an die Kathode einer Rückführdiode 118 angeschlossen, deren Anode mit einer Bezugsmasse verbunden ist, und optional über einen strichliert dargestellten Schaltungsweg 120 auch mit einem Diagnoseeingang D1 der Steuerschaltung 108. Über den Schaltungsweg 120 kann die Steuerschaltung 108 daher so betrieben werden, daß sie am Eingang D1 die Spannung überwacht, die an entweder einem oder beiden Eingängen 30 und 72 des Solenoids 12 für die Kraftstoffeinspritzdüse bzw. des Solenoids 14 für die Motorbremse vorhanden ist.
Die Vorrichtung 100 weist darüber hinaus eine zweite Schalteinrichtung 122 auf, vorzugsweise ein MOS-Transistor mit einem Gate 124, das an einen Ausgang einer weiteren Pufferschaltung 126 angeschlossen ist. Ein Eingang der Pufferschaltung 126 ist mit einem Ausgang OP2 der Steuerschaltung 108 verbunden und die Pufferschaltung 126 ist mit einer dritten elektrischen Stromquelle 128 verbunden. Ein Anschluß 130 der Schalteinrichtung 122 ist ebenfalls mit der dritten Stromquelle 128 verbunden. Die dritte Stromquelle stellt vorzugsweise eine Zusatzspannung mit einem Wert zur Verfügung, der größer ist als derjenige der zweiten Stromquelle 112 und der von einem aufgeladenen Konden sator oder einer anderen Spannungsquelle zur Verfügung gestellt werden kann. Nach einer Ausführungsform erzeugt die dritte elektrische Stromquelle eine Spannung von wenigstens 100 Volt.
Die Pufferschaltung 126 ist ähnlich der Pufferschaltung 106 dazu vorgesehen, eine von der Steuerschaltung 108 am Ausgang OP2 erzeugte Steuersignalspannung von niedrigem Pegel auf eine Aktivierungspannung zu wandeln, die zur Ansteuerung des Gate 124 der Schalteinrichtung 122 geeignet ist, an deren Anschluß 130 die elektrische Stromquelle 128 anliegt. Die Einrichtung 122 ist vorzugsweise ein p-Kanal MOSFET und ihr Gate 124 muß daher eine Gatespannung von wenigstens der Zusatzspannung besitzen, um die Schalteinrichtung 122 in einen Ausschaltzustand anzusteuern.
Der andere Anschluß 132 der Schalteinrichtung 122 ist mit den Eingängen 30 und 72 des Solenoids 12 für die Kraftstoffeinspritzdüse bzw. des Solenoids 14 für die Motorbremse verbunden. Wie es bereits im vorstehenden Abschnitt HINTERGRUND DER ERFINDUNG beschrieben worden ist, ist die Schalteinrichtung 122 dazu vorgesehen, an das Solenoid 12 für die Kraftstoffeinspritzdüse eine Zusatzspannung anzulegen und zwar wenigstens während des anfänglichen Anstiegsphase des Laststroms durch dieses hindurch, um in bekannter Weise die Zeit für den Anstieg bis zum Spitzenstrom zu verringern. Ein zusätzlicher Vorteil der Vorrichtung 100 nach der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die von der Schalteinrichtung 122 zur Verfügung gestellte Zusatzspannung auch an das Solenoid 14 für die Motorbremse angelegt werden kann, wenn dies erwünscht ist.
Die Schalteinrichtungen 102 und 122 reagieren auf Steuersignale, die von der Steuerschaltung 108 an ihren Ausgängen OP1 und OP2 zur Verfügung gestellt werden, um einen Laststrom mit einem Maximalwert von Ia + Ib bereitzustellen entsprechend dem Laststrom Ia, der von dem Solenoid 12 für die Kraftstoffeinspritzdüse angefordert wird, und dem Laststrom Ib, der von dem Solenoid 14 für die Motorbremse angefordert wird. Es sollte hervorgehoben werden, daß durch das Multiplexen der Schaltein richtungen 102 und 122 an der Eingangsseite (high side) die Vorrichtung 100 eine Verringerung der Zahl der Schalteinrichtungen verglichen mit bekannten Ansteuerungsvorrichtungen für eine induktive Last ermöglicht und den weiteren Vorteil erbringt, daß die Verstärkungs- oder Zusatzspannung an dem Solenoid 14 für die Motorbremse zur Verfügung steht.
Der Ausgang 46 des Solenoids 12 für die Kraftstoffeinspritzdüse ist mit einem Anschluß 134 einer dritten Schalteinrichtung 136 verbunden, vorzugsweise ein Transistor vom MOS-Typ, der ein Gate 138 besitzt, das mit dem Ausgang OP3 der Steuerschaltung 108 verbunden ist. Der andere Anschluß 140 der Schalteinrichtung 136 ist mit einer Klemme eines Widerstands 142 verbunden, dessen andere Klemme an die Bezugsmasse angelegt ist. Der Anschluß 140 ist darüber hinaus über einen Schaltungsweg 144 mit einem Rückkopplungseingang D2 der Steuerschaltung 108 verbunden. Eine in Reihe geschaltete und in Durchlaßrichtung betriebene Diode 60 und Zenerdiode 62 sind zwischen den Anschluß 134 und das Gate 138 der Schalteinrichtung 136 eingeschleift, wie es im Abschnitt HINTERGRUND DER ERFINDUNG beschrieben worden ist, um einen Schutz der Einrichtung 136 gegen induktive Rückkopplung zu schaffen.
Der Ausgang 78 des Solenoids 14 für die Motorbremse ist an einem Anschluß 146 einer vierten Schalteinrichtung 148 angeschlossen, vorzugsweise einem Transistor vom Typ MOS, der ein Gate 150 aufweist, das mit dem Ausgang OP4 der Steuerschaltung 108 verbunden ist. Der andere Anschluß 152 der Schalteinrichtung 148 ist mit einer Klemme eines Widerstands 154 verbunden, dessen andere Klemme mit der Bezugsmasse verbunden ist. Der Anschluß 152 ist darüber hinaus über einen Schaltungsweg 156 mit einem Diagnoseeingang D3 der Steuerschaltung 108 verbunden. Eine in Reihe geschaltete und in Durchlaßrichtung betriebene Diode 60 und Zenerdiode 62 sind zwischen den Anschluß 146 und dem Gate 150 der Schalteinrichtung 148 eingeschleift, wie es in dem Abschnitt HINTERGRUND DER ERFINDUNG beschrieben worden ist, um einen Schutz der Einrichtung 148 gegen induktive Rückkopplung zu schaffen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt die Vorrichtung 100 die Möglichkeit einer Lastansteuerung für eine Anzahl von induktiven Lasten bereit, wobei eine gemeinsame Ansteuerung an der Eingangsseite (gemeinsamer high side drive) verwendet wird, um jede der induktiven Lasten mit einem Laststrom zu versorgen. Schalteinrichtungen 102 und 122 reagieren auf Steuersignale, die von einer Steuerschaltung 108 an ihren Ausgängen OP1 und OP2 zur Verfügung gestellt werden, um Strom aus den elektrischen Stromquellen 112 und 128 an den Eingängen 30 und 72 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 bzw. des Solenoids 14 für die Motorbremse bereitzustellen. Die Schalteinrichtung 136 reagiert auf ein Steuersignal, welches von einer Steuerschaltung 108 am Ausgang OP3 bereitgestellt wird, um einen Strompfad für den Strom Ia für das Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid über den Widerstand 142 an die Masse zu schaffen. In ähnlicher Weise reagiert die Schalteinrichtung 148 auf ein Steuersignal, welches von der Steuerschaltung 108 am Ausgang OP4 bereitgestellt wird, um einen Strompfad für einen Strom Ib für das Motorbremssolenoid über den Widerstand 154 an die Masse bereitzustellen. Die Widerstände 142 und 154 sind dazu vorgesehen, Spannungen an den Rückkopplungseingängen D2 bzw. D3 bereitzustellen, die proportional zu den Strömen Ia und Ib sind, die jeweils durch sie hindurch fließen, wie es im Abschnitt HINTERGRUND DER ERFINDUNG beschrieben worden ist.
Die Vorrichtung 100 nach 6 kann zur Steuerung des Stromflusses durch das Solenoid 12 für die Kraftstoffeinspritzdüse und das Solenoid 14 für die Motorbremse gemäß einem der vier bekannten, allgemeinen und in 2–5 dargestellten Beispiele für die Steuerung/den Antrieb des Solenoids eingesetzt werden.
Für den Fachmann ist es ohne weiteres klar, daß obwohl hier als Schalteinrichtungen 102, 122, 136 und 148 Transistoren vom MOS-Typ verwendet werden, solche Schalteinrichtungen alternativ auch von Bipolartransistoren, Sperrschichtfeldeffekttransistoren (JFETs) oder Hybridtransistoren, wie beispielsweise Bipo lartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs), oder von jeder anderen bekannten Schalteinrichtung gebildet werden können, wenn diese Schalteinrichtungen so ausgebildet oder ausgewählt sind, daß sie dazu in der Lage sind, die Lastströme Ia und Ib zu handhaben. Die Steuerschaltung 108 ist vorzugsweise eine Schaltung oder ein Untersystem, welche(s) auf eine Reihe von Betriebszuständen des Motors reagiert, um an den Ausgängen OP1 – OP4 Steuersignale für die Betätigung der Kraftstoffeinspritzdüse und der Motorbremse bereitzustellen. Die Steuerschaltung 108 kann beispielsweise sein oder umfassen eine Schnittstellenschaltung, die auf eine damit verbundene Steuerschaltung reagiert, eine auf eine Reihe von Steuersignalen reagierende Logikschaltung oder eine Steuerschaltung auf Basis eines Mikroprozessors, wie etwa ein Steuercomputer für ein Fahrzeug und/oder einen Motor, der zur Verarbeitung von Motorbetriebsdaten und zur Erzeugung entsprechender Steuersignale an den Ausgängen OP1 – OP4 in der Lage ist.
In 7 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laststeuervorrichtung 200 zur Steuerung des Stromflusses durch eine Zahl von induktiven Lasten mit einer einheitlichen Vorrichtung dargestellt. Die Vorrichtung 200 weist eine erste induktive Last 12 auf, vorzugsweise ein Solenoid für eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Lasteingang 30 und einem Lastausgang 46, sowie eine zweite induktive Last 14, vorzugsweise ein Motorbremssolenoid mit einem Lasteingang 72 und einem Lastausgang 78. Wie es nachstehend noch detaillierter beschrieben werden wird, ist die Lastansteuerungsvorrichtung bzw. Laststeuervorrichtung 200 dazu in der Lage, ein Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 und ein Motorbremssolenoid 14 gemäß jedem der in 2 bis 5 dargestellten allgemeinen Fälle anzusteuern.
Die Vorrichtung 200 besitzt darüber hinaus eine erste Schalteinrichtung 202, vorzugsweise ein Transistor vom MOS-Typ mit einem Gate 204, das an einen Ausgang einer Pufferschaltung 206 angeschlossen ist. Ein Eingang der Pufferschaltung 206 ist mit einem Ausgang OP1 einer Steuerschaltung 208 verbunden und die Pufferschaltung 206 ist mit einer ersten elektrischen Stromquelle 209 verbunden. Ein Anschluß 210 der Schalteinrichtung 202 ist mit einer zweiten elektrischen Stromquelle 212 verbunden, die vorzugsweise eine Autobatterie ist, welche zur Erzeugung von Batteriespannungen im Bereich von etwa 7–24 Volt in der Lage ist. Es ist jedoch klar, daß die Stromquelle 212 auch eine andere bekannte Stromquelle sein kann, die zur Ansteuerung der Solenoide 12 und 14 in der Lage ist.
Die Pufferschaltung 206 ist wie die Pufferschaltung 106 gemäß 6 dazu vorgesehen, eine Steuersignalspannung von niedrigem Pegel, die von der Steuerschaltung 208 am Ausgang OP1 erzeugt wird, auf eine geeignete Aktivierungsspannung zur Ansteuerung des Gate 204 der Schalteinrichtung 202 zu wandeln, an deren Anschluß 210 die elektrische Stromquelle 212 angeschlossen ist. Die Einrichtung 202 ist vorzugsweise ein n-Kanal MOSFET und die elektrische Stromquelle 209 muß daher eine Spannung zur Verfügung stellen, die in bekannter Weise hinsichtlich ihres Wertes geringfügig größer ist als die von der elektrischen Stromquelle 212 zur Verfügung gestellte Spannung, um in geeigneter Weise das Gate 204 der Steuerschaltung 202 anzusteuern.
Der andere Anschluß 214 der Schalteinrichtung 202 ist mit einer Anode einer Sperrdiode 216 verbunden, deren Kathode mit dem Eingang 30 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 verbunden ist. Der Eingang 30 ist darüber hinaus mit der Kathode einer Rückführdiode 218 verbunden, deren Anode mit einer Bezugsmasse verbunden ist, und optional über einen strichliert dargestellten Schaltungsweg 220 mit einem Diagnoseeingang D1 der Steuerschaltung 208. Über den Schaltungsweg 220 ist daher die Steuerschaltung 208 so betreibbar, daß sie am Eingang D1 die Spannung überwacht, die am Eingang 30 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 anliegt.
Die Vorrichtung 200 weist darüber hinaus eine zweite Schalteinrichtung 222 auf, vorzugsweise ein Transistor vom Typ MOS, mit einem Gate 224, das an einen Ausgang einer weiteren Pufferschaltung 226 angeschlossen ist. Ein Eingang der Pufferschal tung 226 ist mit einem Ausgang OP2 der Steuerschaltung 208 verbunden und die Pufferschaltung 226 ist mit einer dritten elektrischen Stromquelle 228 verbunden. Ein Anschluß 230 der Schalteinrichtung 222 ist ebenfalls mit der dritten elektrischen Stromquelle 228 verbunden. Die dritte elektrische Stromquelle erzeugt vorzugsweise eine Zusatz- oder Verstärkungsspannung mit einem Wert, der viel höher ist als derjenige der zweiten elektrischen Stromquelle 212 und der von einem aufgeladenen Kondensator oder einer anderen Spannungsquelle erzeugt werden kann. In einer Ausführungsform erzeugt die dritte elektrische Stromquelle eine Spannung von wenigstens 100 Volt.
Die Pufferschaltung 226 ist wie die Pufferschaltung 206 dazu vorgesehen, eine von der Steuerschaltung 208 am Ausgang OP2 erzeugte Steuersignalspannung von niedrigem Pegel auf eine Aktivierungsspannung zu wandeln, die zur Ansteuerung des Gate 224 der Schalteinrichtung 222 geeignet ist, deren Anschluß 230 mit der elektrischen Stromquelle 228 verbunden ist. Die Einrichtung 222 ist vorzugsweise ein p-Kanal MOSFET und ihr Gate 224 muß daher eine Gatespannung von wenigstens der Zusatzspannung aufweisen, um die Schalteinrichtung 222 in einen Ausschaltzustand zu steuern.
Der andere Anschluß 232 der Schalteinrichtung 222 ist mit einem Eingang 30 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 verbunden. Wie es vorstehend bereits erwähnt worden ist, ist die Schalteinrichtung 222 dazu vorgesehen, das Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 zumindest während der anfänglichen Anstiegsphase des hindurchlaufenden Laststromes mit einer Zusatzspannung zu versorgen, um in bekannter Weise die Anstiegszeit bis zum Spitzenstrom zu verringern. Die Schalteinrichtungen 202 und 222 reagieren auf Steuersignale, die von der Steuerschaltung 208 an ihren Ausgängen OP1 und OP2 bereitgestellt werden, um einen Laststrom Ia entsprechend dem vom Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 angeforderten zur Verfügung zu stellen.
Die Vorrichtung 200 weist darüber hinaus eine dritte Schalteinrichtung 234 auf, vorzugsweise ein Transistor vom Typ MOS, mit einem Gate 236, das an einen Ausgang einer Pufferschaltung 238 angeschlossen ist. Ein Eingang der Pufferschaltung 238 ist mit einem Ausgang OP3 einer Steuerschaltung 208 verbunden und die Pufferschaltung 238 ist mit einer ersten elektrischen Stromquelle 209 verbunden. Ein Anschluß 240 der Schalteinrichtung 234 ist mit der zweiten elektrischen Stromquelle 212 verbunden und der andere Anschluß 242 ist optional mit einer Anode einer Sperrdiode 244 (strichliert dargestellt) verbunden, deren Kathode mit einem Eingang 72 eines Motorbremssolenoids 14 verbunden ist. Der Eingang 72 ist darüber hinaus mit der Kathode einer Rückführdiode 246 verbunden, deren Anode mit einer Bezugsmasse verbunden ist, und optional über einen strichliert dargestellten Schaltungsweg 248 mit einem Diagnoseeingang D2 der Steuerschaltung 208. Über den Schaltungsweg 248 kann die Steuerschaltung 208 daher so betrieben werden, daß sie am Eingang D2 die Spannung überwacht, die am Eingang 72 des Motorbremssolenoids 14 anliegt.
Die Pufferschaltung 238 ist wie die Pufferschaltung 206 dazu vorgesehen, eine Steuersignalspannung von niedrigem Pegel, die von der Steuerschaltung 208 am Ausgang OP3 bereitgestellt wird, auf eine Aktivierungsspannung zu wandeln, die zur Ansteuerung des Gate 236 der Schalteinrichtung 234 geeignet ist, an deren Anschluß 240 die elektrische Stromquelle 212 anliegt. Wie bei der Einrichtung 202 ist auch die Einrichtung 234 vorzugsweise ein n-Kanal MOSFET und die elektrische Stromquelle 209 muß daher eine Spannung bereitstellen, die einen geringfügig höheren Spannungswert besitzt als die von der elektrischen Stromquelle 212 bereitgestellte Spannung, um das Gate 236 der Schalteinrichtung 234 in geeigneter Weise anzusteuern.
Die Vorrichtung 200 kann optional eine vierte Schalteinrichtung 250 (strichliert dargestellt) aufweisen, vorzugsweise einen Transistor vom Typ MOS, mit einem Gate 252, das an einen Ausgang eines weiteren Pufferkreises 254 (auch strichliert dargestellt) angeschlossen ist. Ein Eingang des Pufferkreises 254 ist mit einem Ausgang OP4 der Steuerschaltung 208 verbunden und der Pufferkreis 254 ist mit der dritten elektrischen Stromquel le 228 verbunden. Ein Anschluß 256 der Schalteinrichtung 250 ist ebenfalls mit der dritten elektrischen Stromquelle 228 verbunden. Der Pufferkreis 254 ist wie der Pufferkreis 226 dazu vorgesehen, eine Steuersignalspannung von niedrigem Pegel, die von der Steuerschaltung 208 am Ausgang OP4 erzeugt wird, auf eine Aktivierungsspannung zu wandeln, die zur Ansteuerung des Gate 252 der Schalteinrichtung 250 geeignet ist, mit deren Anschluß 256 die elektrische Stromquelle 228 verbunden ist. Die Einrichtung 254 ist ähnlich wie die Einrichtung 222 vorzugsweise ein p-Kanal MOSFET.
Der andere Anschluß 258 der Schalteinrichtung 250 ist mit dem Eingang 72 des Motorbremssolenoids 14 verbunden.
Die Schalteinrichtung 250 kann, falls gewünscht, eine Zusatzspannung für das Motorbremssolenoid 14 bereitstellen, um die Anstiegszeit bis zum Spitzenstrom des Laststroms Ib der Motorbremse zu minimieren, wie dies vorstehend bezüglich des Laststroms Ia für die Kraftstoffeinspritzdüse schon diskutiert worden ist. Die Schalteinrichtungen 234 und 250 reagieren auf Steuersignale, die von der Steuerschaltung 208 an ihren Ausgängen OP3 und OP4 bereitgestellt werden, um einen Laststrom Ib bereitzustellen, der dem von dem Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 angeforderten entspricht.
Die Ausgänge 46 und 78 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 bzw. des Motorbremssolenoids 14 sind mit einem Anschluß 260 einer fünften Schalteinrichtung 262, vorzugsweise ein Transistor vom MOS-Typ verbunden, der ein Gate 264 aufweist, das mit dem Ausgang OP5 der Steuerschaltung 208 verbunden ist. Der andere Anschluß 266 der Schalteinrichtung 262 ist mit einer Klemme eines Widerstands 268 verbunden, dessen andere Klemme mit der Bezugsmasse verbunden ist. Der Anschluß 266 ist darüber hinaus über den Schaltungsweg 270 auch mit einem Rückkopplungseingang D3 der Steuerschaltung 208 verbunden. Eine in Durchlaßrichtung betriebene Diode 60 und in Reihe geschaltete Zenerdiode 62 sind zwischen den Anschluß 260 und dem Gate 264 der Schalteinrichtung 262 eingeschleift, wie es vorstehend beschrieben worden ist, um einen Schutz der Einrichtung 262 gegen induktive Rückkopplung zur Verfügung zu stellen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung stellt die Vorrichtung 200 eine Lastansteuerungsmöglichkeit für eine Reihe von induktiven Lasten bereit, wobei eine gemeinsame Ansteuerung an der Ausgangsseite (gemeinsamer low side drive) verwendet wird, um einen Strompfad von jeder der induktiven Lasten an die Bezugsmasse zu schaffen. Die Schalteinrichtungen 202 und 222 reagieren auf Steuersignale, die von der Steuerschaltung 208 an ihren Ausgängen OP1 und OP2 bereitgestellt werden, um dem Eingang 30 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 Strom von den elektrischen Stromquellen 212 und 228 zuzuführen. Die Schalteinrichtung 234 (und optional die Schalteinrichtung 250) reagiert auf ein Steuersignal, welches von der Steuerschaltung 208 an ihrem Ausgang OP3 (und optional OP4) bereitgestellt wird, um dem Eingang 72 des Motorbremssolenoids 14 Strom von der elektrischen Stromquelle 212 (und optional 228) zuzuführen. Die Schalteinrichtung 262 reagiert auf ein Steuersignal, welches von der Steuerschaltung 208 am Ausgang OP5 bereitgestellt wird, um einen Strompfad für jeden einzelnen der beiden oder beide der Ströme Ia für das Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid und Ib für das Motorbremssolenoid über den Widerstand 268 an die Masse zu schaffen. Der Widerstand 268 ist wie die Widerstände 142 und 154 nach 6 dazu vorgesehen, eine Spannung für den Rückkopplungseingang (D3) zur Verfügung zu stellen, die proportional zu den hindurch fließenden Strömen Ia und Ib oder proportional zu einer Kombination daraus ist. Durch ein Multiplexen der Schalteinrichtung 262 an der Ausgangsseite (low side) ermöglicht die Vorrichtung 200 eine zahlenmäßige Reduzierung der Schalteinrichtungen verglichen mit bekannten Vorrichtungen zur Ansteuerung induktiver Lasten.
Die Vorrichtung 200 nach 7 kann zur Steuerung des Stromflusses durch ein Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 und ein Motorbremssolenoid 14 gemäß jedem der in 2–5 dargestellten allgemeinen Beispiele zur Regelung/Ansteuerung eines Solenoids verwendet werden. Es ist für den Fachmann ohne weiteres klar, daß obwohl bei den Schalteinrichtungen 202, 222, 234, 250 (optional) und 262 vorzugsweise Transistoren vom Typ MOS verwendet werden, solche Schalteinrichtungen alternativ aber auch als Bipolartransistoren, Sperrschichtfeldeffekttransistoren (JFETs) oder hybride Transistoren wie beispielsweise Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs) oder als andere bekannte Schalteinrichtungen ausgeführt werden können, wenn solche Schalteinrichtungen so ausgebildet oder ausgewählt werden, daß sie dazu in der Lage sind, die Lastströme Ia und Ib zu handhaben. Die Steuerschaltung 208 ist vorzugsweise eine Schaltung oder ein Untersystem, das auf eine Reihe von Motorbetriebszuständen reagiert, um an den Ausgängen OP1 – OP5 Steuersignale zur Verfügung zu stellen, die den Kraftstoffeinspritzdüsenbetrieb und Motorbremsbetrieb wiederspiegeln. Die Steuerschaltung 208 kann beispielsweise sein oder umfassen eine Schnittstellenschaltung, die auf eine damit verbundene Steuerschaltung reagiert, eine auf eine Reihe von Steuersignalen reagierende Logikschaltung oder eine Steuerschaltung auf Basis eines Mikroprozessors, wie etwa ein Steuercomputer für ein Fahrzeug und/oder einen Motor, der zur Verarbeitung von Motorbetriebsdaten und zur Erzeugung entsprechender Steuersignale an den Ausgängen OP1 – OP5 in der Lage ist.
Es wird nun unter Bezugnahme auf 8 eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lastansteuerungsvorrichtung 300 zur Steuerung des Stromflusses durch eine Reihe induktiver Lasten mit nur einer Vorrichtung dargestellt. Die Vorrichtung 300 besitzt eine erste induktive Last 12, vorzugsweise ein Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid, mit einem Lasteingang 30 und einem Lastausgang 46 sowie eine zweite induktive Last 14, vorzugsweise ein Motorbremssolenoid, mit einem Lasteingang 72 und einem Lastausgang 78. Wie es nachfolgend noch detaillierter beschrieben werden wird, ist die Lastansteuerungsvorrichtung 300 so betreibbar, daß sie das Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 und das Motorbremssolenoid 14 nur entsprechend dem in 5 dargestellten Fall der Signalüberlagerung ansteuert.
Die Vorrichtung 300 besitzt darüber hinaus eine erste Schalteinrichtung 302, vorzugsweise ein Transistor vom Typ MOS mit einem Gate 304, das an einen Ausgang einer Pufferschaltung 306 angeschlossen ist. Ein Eingang der Pufferschaltung 306 ist mit einem Ausgang OP1 einer Steuerschaltung 308 verbunden und die Pufferschaltung 306 ist mit einer ersten elektrischen Stromquelle 309 verbunden. Ein Anschluß 310 der Schalteinrichtung 302 ist mit einer zweiten elektrischen Stromquelle 312 verbunden, die vorzugsweise eine Autobatterie ist, welche Batteriespannungen im Bereich von etwa 7–24 Volt erzeugen kann. Es ist jedoch ohne weiteres klar, daß die Stromquelle 312 auch eine andere bekannte Stromquelle sein kann, die zur Ansteuerung der Solenoide 12 und 14 in der Lage ist.
Die Pufferschaltung 306 ist dazu vorgesehen, eine Steuersignalspannung von niedrigem Pegel, die von der Steuerschaltung 308 am Ausgang OP1 erzeugt wird, auf eine Aktivierungsspannung zu wandeln, die zur Ansteuerung des Gate 304 der Schalteinrichtung 302 geeignet ist, an deren Anschluß 310 die elektrische Stromquelle 312 angeschlossen ist. Die Einrichtung 302 ist vorzugsweise ein n-Kanal MOSFET und die elektrische Stromquelle 309 muß daher eine Spannung zur Verfügung stellen, die hinsichtlich ihres Wertes geringfügig höher ist als die von der elektrischen Stromquelle 312 bereitgestellte Spannung, um das Gate 304 der Schalteinrichtung 302 in geeigneter Weise anzusteuern.
Der andere Anschluß 314 der Schalteinrichtung 302 ist mit einer Anode einer Sperrdiode 316 verbunden, deren Kathode mit dem Eingang 30 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 verbunden ist. Der Eingang 30 ist darüber hinaus mit der Kathode einer Rückführdiode 318 verbunden, deren Anode mit einer Bezugsmasse verbunden ist, und optional über einen strichliert dargestellten Schaltungsweg 320 mit einem Diagnoseeingang D1 der Steuerschaltung 308. Über den Schaltungsweg 320 kann daher die Steuerschaltung 308 so betrieben werden, daß sie am Eingang D1 die Spannung überwacht, die am Eingang 30 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 anliegt.
Die Vorrichtung 300 weist darüber hinaus eine zweite Schalteinrichtung 322 auf, vorzugsweise ein Transistor vom Typ MOS mit einem Gate 324, das mit einem Ausgang einer weiteren Pufferschaltung 326 verbunden ist. Ein Eingang des Pufferkreises 326 ist mit einem Ausgang OP2 der Steuerschaltung 308 verbunden und der Pufferkreis 326 ist mit einer dritten elektrischen Stromquelle 328 verbunden. Ein Anschluß 330 der Schalteinrichtung 322 ist ebenfalls mit der dritten elektrischen Stromquelle 328 verbunden. Die dritte elektrische Stromquelle erzeugt vorzugsweise eine Zusatzspannung eines Wertes, der sehr viel größer ist als derjenige der zweiten elektrischen Stromquelle 312 und der von einem aufgeladenen Kondensator oder einer anderen Spannungsquelle erzeugt werden kann. In einer Ausführungsform erzeugt die dritte elektrische Stromquelle eine Spannung von wenigstens 100 Volt.
Die Pufferschaltung 326 ist wie die Pufferschaltung 306 dazu vorgesehen, eine Steuersignalspannung von niedrigem Pegel, die von der Steuerschaltung 308 am Ausgang OP2 erzeugt wird, auf eine Aktivierungsspannung zu wandeln, die zur Ansteuerung des Gate 324 der Schalteinrichtung 322 geeignet ist, an deren Anschluß 330 die elektrische Stromquelle 328 angeschlossen ist. Die Einrichtung 322 ist vorzugsweise ein p-Kanal MOSFET und ihr Gate muß daher eine Gatespannung von wenigstens der Zusatzspannung aufweisen, um die Schalteinrichtung 322 in einen Ausschaltzustand anzusteuern.
Der andere Anschluß 332 der Schalteinrichtung 322 ist mit dem Eingang 30 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 verbunden. Wie es bereits im Abschnitt HINTERGRUND DER ERFINDUNG diskutiert worden ist, ist die Schalteinrichtung 322 dazu vorgesehen, dem Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 während zumindest der anfänglichen Anstiegsphase des Laststromes durch dieses hindurch eine Zusatzspannung zuzuführen, um in der bekannten Weise die Anstiegszeit bis zum Spitzenstrom zu minimieren. Ein zusätzlicher Vorteil der Vorrichtung 300 nach der vorliegenden Erfindung ist, daß die von der Schalteinrichtung 322 bereitgestellte Zusatzspannung auch an das Motorbremssolenoid 14 angelegt werden kann, beispielsweise wenn sich die Einrichtung 336 in einem deaktivierten Zustand befindet.
Die Schalteinrichtungen 302 und 322 reagieren auf Steuersignale, die von der Steuerschaltung 308 an ihren Ausgängen OP1 und OP2 zur Verfügung gestellt werden, um einen Laststrom mit einem Maximalwert von Ia + Ib bereitzustellen entsprechend dem Laststrom Ia, der von dem Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 angefordert wird plus dem Laststrom Ib, der von dem Motorbremssolenoid 14 angefordert wird. Genauso wie die Vorrichtung 100 nach 6 sorgt die Vorrichtung 300 durch das Multiplexen der Schalteinrichtungen 302 und 322 an der Eingangsseite (high side) für eine Verringerung der Zahl Schalteinrichtungen verglichen mit bekannten Vorrichtungen zur Ansteuerung induktiver Lasten und schafft den weiteren Vorteil, daß die Zusatzspannung auch für das Motorbremssolenoid 14 zur Verfügung steht.
Der Ausgang 46 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 ist mit dem Eingang 72 des Motorbremssolenoids 14 und mit einem Anschluß 334 einer dritten Schalteinrichtung 136 verbunden, die vorzugsweise ein Transistor vom Typ MOS ist mit einem Gate 338, das mit dem Ausgang OP3 der Steuerschaltung 308 verbunden ist. Der andere Anschluß 340 der Schalteinrichtung 336 ist mit einer Klemme eines Widerstands 342 verbunden, dessen andere Klemme mit der Bezugsmasse verbunden ist. Der Anschluß 340 ist darüber hinaus über einen Schaltungsweg 344 mit einem Rückkopplungseingang D2 der Steuerschaltung 308 verbunden. Eine in Durchlaßrichtung betriebene Diode 60 und eine damit in Reihe geschaltete Zenerdiode 62 ist zwischen dem Anschluß 334 und dem Gate 338 der Schalteinrichtung 336 eingeschleift, wie es vorstehend diskutiert worden ist, um für die Vorrichtung 336 einen Schutz gegen induktive Rückkopplung zu schaffen.
Der Ausgang 78 des Motorbremssolenoids 14 ist mit einem Anschluß 346 einer vierten Schalteinrichtung 348 verbunden, die vorzugsweise ein Transistor vom Typ MOS ist mit einem Gate 350, das mit einem Ausgang OP4 der Steuerschaltung 308 verbunden ist. Der andere Anschluß 352 der Schalteinrichtung 348 ist mit dem Anschluß 340 der Schalteinrichtung 336 verbunden. Eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode 60 und eine damit in Reihe geschaltete in Rückwärtsrichtung vorgespannte Diode 62 sind zwischen dem Anschluß 346 und dem Gate 350 der Schalteinrichtung 348 eingeschleift, wie es vorstehend bereits diskutiert worden ist, um einen Schutz gegen induktive Rückkopplung zu bieten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorliegenden Erfindung stellt die Vorrichtung 300 eine Lastansteuerungsmöglichkeit für eine Reihe induktiver Lasten bereit, wobei eine gemeinsame Ansteuerung an der Eingangsseite dazu verwendet wird, Laststrom einer Reihenschaltung der induktiven Lasten zuzuführen. Die Schalteinrichtungen 302 und 322 reagieren auf Steuersignale, die von der Steuerschaltung 308 an ihren Ausgängen OP1 und OP2 bereitgestellt werden, um Strom von den elektrischen Stromquellen 312 und 328 dem Eingang 30 des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids 12 zuzuführen. Die Schalteinrichtung 336 reagiert auf ein Steuersignal, welches von der Steuerschaltung 308 am Ausgang OP3 bereitgestellt wird, um einen Strompfad für den Strom Ia des Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids über den Widerstand 342 an die Masse bereitzustellen. In ähnlicher Weise reagiert die Schalteinrichtung 348 auf ein Steuersignal, welches von der Steuerschaltung 308 am Ausgang OP4 bereitgestellt wird, um einen Strompfad für den Strom Ib des Motorbremssolenoids über den Widerstand 342 an Masse zu schaffen. Der Widerstand 342 ist dazu vorgesehen, eine Spannung an dem Rückkopplungseingang D2 bereitzustellen, die proportional zu den jeweils hindurch fließenden Strömen Ia und Ib ist.
Die Vorrichtung 300 nach 8 kann dazu eingesetzt werden, den Stromfluß durch das Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid 12 und das Motorbremssolenoid 14 lediglich gemäß dem in 5 dargestellten allgemeinen Beispiel der Regelung/Ansteuerung eines Solenoids zu regeln. Es ist ohne weiteres klar, daß bei der Regelung der Solenoidströme Ia und Ib mit der Vorrichtung 300 gemäß dem in 5 dargestellten Regelungs-/Ansteuerungs beispiel der aktive Abschnitt des Motorbremssignales 96 (zwischen t₃ – t₄) nicht zeitgleich mit den Zeiten t₁ und t₂ des Kraftstoffeinspritzdüsensignales 94 vorliegen muß, sondern stattdessen in einem Bereich dazwischen auftreten kann. Für den Fachmann ist es klar, daß obwohl hier vorzugsweise Transistoren vom Typ MOS als Schalteinrichtungen 302, 322, 336 und 348 verwendet werden, solche Schalteinrichtungen alternativ auch als Bipolartransistoren, Sperrschichtfeldeffekttransistoren (JFETs) oder Transistoren hybriden Typs, wie beispielsweise Bipolartransistoren mit isolierter Gateelektrode (IGBTs) oder als andere bekannte Schalteinrichtungen ausgeführt sein können, wenn solche Schalteinrichtungen derart ausgebildet oder ausgewählt werden, daß sie dazu in der Lage sind, die Lastströme Ia und Ib zu handhaben. Die Steuerschaltung 308 ist vorzugsweise eine Schaltung oder ein Untersystem, das auf eine gewisse Zahl von Motorbetriebszuständen reagiert, um an den Ausgängen OP1 – OP4 Steuersignale bereitzustellen, die den Betrieb der Kraftstoffeinspritzdüse und der Motorbremse wiederspiegeln. Die Steuerschaltung 308 kann beispielsweise sein oder umfassen eine Schnittstellenschaltung, die auf eine damit verbundene Steuerschaltung reagiert, eine auf eine Reihe von Steuersignalen reagierende Logikschaltung oder eine Steuerschaltung auf Basis eines Mikroprozessors, wie etwa ein Steuercomputer für ein Fahrzeug und/oder einen Motor, der zur Verarbeitung von Motorbetriebsdaten und zur Erzeugung entsprechender Steuersignale an den Ausgängen OP1 – OP4 in der Lage ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben worden ist, so sind diese jedoch ihrem Wesen nach lediglich als erläuternd und nicht als beschränkend anzusehen. Genauso ist es klar, daß nur bevorzugte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind und daß alle Veränderungen und Modifikationen, die innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung entstehen können, geschützt werden sollen.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung des Stromflusses von einer ersten elektrischen Stromquelle durch erste und zweite induktive Lasten, wobei die erste induktive Last ein Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid eines Verbrennungsmotors und die zweite induktive Last ein Motorbremssolenoid des Verbrennungsmotors ist, mit: – einer zur Verbindung mit der ersten elektrischen Stromquelle und mit Eingängen der ersten und zweiten induktiven Lasten ausgebildeten ersten Schalteinrichtung, wobei die erste Schalteinrichtung auf ein erstes Steuersignal mit der Verbindung der ersten elektrischen Stromquelle mit den Eingängen der ersten und zweiten induktiven Lasten reagiert; – einer zweiten Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit einem Ausgang der ersten induktiven Last ausgebildet und mit einer Massereferenz verbunden ist, wobei die zweite Schalteinrichtung auf ein zweites Steuersignal mit der Verbindung des Ausganges der ersten induktiven Last und der Massereferenz reagiert; – einer dritten Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit einem Ausgang der zweiten induktiven Last ausgebildet und mit der Massereferenz verbunden ist, wobei die dritte Schalteinrichtung auf ein drittes Steuersignal mit der Verbindung des Ausgangs der zweiten induktiven Last mit der Massereferenz reagiert; und – einem Widerstand mit einer ersten Klemme, die mit der zweiten Schalteinrichtung verbunden ist und einer zweiten Klemme, die mit der Massereferenz verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung mit einem ersten Ausgang, der mit einem Eingang der ersten Schalteinrichtung verbunden ist, wobei die Steuerschaltung das erste Steuersignal an ihrem ersten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Pufferschaltung mit einem ersten Eingang, der mit dem ersten Ausgang der Steuerschaltung verbunden ist und einen Ausgang, der mit dem Eingang der ersten Schalteinrichtung verbunden ist, wobei die Pufferschaltung auf das erste Steuersignal zur Ansteuerung der ersten Schalteinrichtung reagiert.
Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode, die zum Anschluß zwischen der ersten Schalteinrichtung und den Eingängen der ersten und zweiten induktiven Lasten ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine in Rückwärtsrichtung vorgespannte Diode, die zum Anschluß zwischen den Eingängen der ersten und zweiten induktiven Lasten und der Massereferenz ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Diagnoseeingang aufweist, der zur Verbindung mit den Eingängen der ersten und zweiten induktiven Lasten ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen zweiten Ausgang aufweist, der mit einem Eingang der zweiten Schalteinrichtung verbunden ist und daß die Steuerschaltung das zweite Steuersignal an ihrem zweiten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Diagnoseeingang aufweist, der mit der erstem Klemme des Widerstands verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen dritten Ausgang aufweist, der mit einem Eingang der dritten Schaltein richtung verbunden ist und daß die Steuerschaltung das dritte Steuersignal an ihrem dritten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Widerstand mit einer ersten Klemme, die mit der dritten Schalteinrichtung verbunden ist und einer zweiten Klemme, die mit der Massereferenz verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Diagnoseeingang aufweist, der mit der ersten Klemme des Widerstands verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine vierte Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit einer zweiten elektrischen Stromquelle und mit Eingängen der ersten und zweiten induktiven Lasten ausgebildet ist, wobei die vierte Schalteinrichtung auf ein viertes Steuersignal reagiert zur Verbindung der zweiten elektrischen Stromquelle mit den Eingängen der ersten und zweiten induktiven Lasten.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen vierten Ausgang aufweist, der mit einem Eingang der vierten Schalteinrichtung verbunden ist und daß die Steuerschaltung das vierte Steuersignal an ihrem vierten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Pufferschaltung mit einem Eingang, der mit dem vierten Ausgang der Steuerschaltung verbunden ist und einem Ausgang, der mit dem Eingang der vierten Schalteinrichtung verbunden ist und daß die Steuerschaltung auf das vierte Steuersignal zur Ansteuerung der vierten Schalteinrichtung reagiert.
Vorrichtung zur Steuerung des Stromflusses von einer ersten elektrischen Stromquelle durch erste und zweite indukti ve Lasten, wobei die erste induktive Last ein Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid eines Verbrennungsmotors und die zweite induktive Last ein Motorbremssolenoid des Verbrennungsmotors ist, mit: – einer ersten Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit der ersten elektrischen Stromquelle und mit einem Eingang der ersten induktiven Last ausgebildet ist, wobei die erste Schalteinrichtung auf ein erstes Steuersignal zur Verbindung der ersten elektrischen Stromquelle mit dem Eingang der ersten induktiven Last reagiert; – einer zweiten Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit der ersten elektrischen Stromquelle und mit einem Eingang der zweiten induktiven Last ausgebildet ist, wobei die zweite Schalteinrichtung auf ein zweites Steuersignal zur Verbindung der ersten elektrischen Stromquelle mit dem Eingang der zweiten induktiven Last reagiert; – einer dritten Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit Ausgängen der ersten und zweiten induktiven Lasten ausgebildet und mit einer Massereferenz verbunden ist, wobei die dritte Schalteinrichtung auf ein drittes Steuersignal zur Verbindung der Ausgänge der ersten und zweiten induktiven Lasten mit der Massereferenz reagiert; und – einem Widerstand mit einer ersten Klemme, die mit der dritten Schalteinrichtung verbunden ist und einer zweiten Klemme, die mit der Massereferenz verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung mit einem ersten Ausgang, der mit einem Eingang der ersten Schalteinrichtung verbunden ist, wobei die Steuerschaltung ein erstes Steuersignal an ihrem ersten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine erste Pufferschaltung mit einem ersten Eingang, der mit dem ersten Ausgang der Steuerschaltung verbunden ist und einem Ausgang, der mit dem Eingang der ersten Schalteinrichtung verbunden ist, wobei die erste Pufferschal tung auf das erste Steuersignal zur Ansteuerung der ersten Schalteinrichtung reagiert.
Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode, die zur Verbindung zwischen der ersten Schalteinrichtung und dem Eingang der ersten induktiven Last ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine in Rückwärtsrichtung vorgespannte Diode, die zur Verbindung zwischen dem Eingang der ersten induktiven Last und der Massereferenz ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Diagnoseeingang aufweist, der zur Verbindung mit dem Eingang der ersten induktiven Last ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen zweiten Ausgang aufweist, der mit einem Eingang der zweiten Schalteinrichtung verbunden ist und daß die Steuerschaltung das zweite Steuersignal an ihrem zweiten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine zweite Pufferschaltung mit einem Eingang, der mit dem zweiten Ausgang der Steuerschaltung verbunden ist und einem Ausgang, der mit dem Eingang der zweiten Schalteinrichtung verbunden ist, wobei die zweite Pufferschaltung auf das zweite Steuersignal zur Ansteuerung der zweiten Schalteinrichtung reagiert.
Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode, die zur Verbindung zwischen der zweiten Schalteinrichtung und dem Eingang der zweiten induktiven Last ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine in Rückwärtsrichtung vorgespannte Diode, die zur Verbindung zwischen dem Eingang der zweiten induktiven Last und der Massereferenz ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Diagnoseeingang aufweist, der mit dem Eingang der zweiten induktiven Last verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen dritten Ausgang aufweist, der mit einem Eingang der dritten Schalteinrichtung verbunden ist und daß die Steuerschaltung das dritte Steuersignal an ihrem dritten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Diagnoseeingang aufweist, der mit der ersten Klemme des Widerstands verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch eine vierte Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit einer zweiten elektrischen Stromquelle und mit dem Eingang der ersten induktiven Last ausgebildet ist, wobei die vierte Schalteinrichtung auf ein viertes Steuersignal zur Verbindung der zweiten elektrischen Stromquelle mit dem Eingang der ersten induktiven Last reagiert.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen vierten Ausgang aufweist, der mit einem Eingang der vierten Schalteinrichtung verbunden ist und daß die Steuerschaltung das vierte Steuersignal an ihrem vierten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch eine dritte Pufferschaltung mit einem Eingang, der mit dem vierten Ausgang der Steuerschaltung ver bunden ist und einem Ausgang, der mit dem Eingang der vierten Schalteinrichtung verbunden ist, wobei die dritte Pufferschaltung auf das vierte Steuersignal zur Ansteuerung der vierten Schalteinrichtung reagiert.
Vorrichtung nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch eine fünfte Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit der zweiten elektrischen Stromquelle und mit dem Eingang der zweiten induktiven Last ausgebildet ist, wobei die fünfte Schalteinrichtung auf ein fünftes Steuersignal zur Verbindung der zweiten elektrischen Stromquelle mit dem Eingang der zweiten induktiven Last reagiert.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen fünften Ausgang aufweist, der mit einem Eingang der fünften Schalteinrichtung verbunden ist und daß die Steuerschaltung ein fünftes Steuersignal an ihrem fünften Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch eine vierte Pufferschaltung mit einem Eingang, der mit dem fünften Ausgang der Steuerschaltung verbunden ist und einem Ausgang, der mit dem Eingang der fünften Schalteinrichtung verbunden ist und daß die vierte Pufferschaltung auf das fünfte Steuersignal zur Ansteuerung der fünften Schalteinrichtung reagiert.
Vorrichtung zur Steuerung des Stromflusses von einer ersten elektrischen Stromquelle durch erste und zweite induktive Lasten mit nur einer Vorrichtung, wobei die erste induktive Last ein Kraftstoffeinspritzdüsensolenoid eines Verbrennungsmotors und die zweite induktive Last ein Motorbremssolenoid des Verbrennungsmotors ist, mit: – einer ersten Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit der ersten elektrischen Stromquelle und mit einem Eingang der ersten induktiven Last ausgebildet ist, wobei die erste Schalteinrichtung auf ein erstes Steuersignal zur Verbindung der ersten elektrischen Stromquelle mit dem Eingang der induktiven Last reagiert; – einer zweiten Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit einem Ausgang der ersten induktiven Last und mit einem Eingang der zweiten induktiven Last ausgebildet ist und mit einer Massereferenz verbunden ist, wobei die zweite Schalteinrichtung auf ein zweites Steuersignal reagiert zur Verbindung des Ausgangs der ersten induktiven Last mit der Massereferenz; – einer dritten Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit einem Ausgang der zweiten induktiven Last ausgebildet ist und mit der Massereferenz verbunden ist wobei die dritte Schalteinrichtung auf ein drittes Steuersignal zur Verbindung des Ausgangs der zweiten induktiven Last mit der Massereferenz reagiert; und – einem Widerstand mit einer ersten Klemme, die mit der zweiten Schalteinrichtung verbunden ist und einer zweiten Klemme, die mit der Massereferenz verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 34, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung mit einem ersten Ausgang, der mit einem Eingang der ersten Schalteinrichtung verbunden ist, wobei die Steuerschaltung das erste Steuersignal an ihrem ersten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch eine Pufferschaltung mit einem ersten Eingang, der mit dem ersten Ausgang der Steuerschaltung verbunden ist und einem Ausgang, der mit dem Eingang der ersten Schalteinrichtung verbunden ist, wobei die Pufferschaltung auf das erste Steuersignal zur Ansteuerung der ersten Schalteinrichtung reagiert.
Vorrichtung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode, die zur Verbindung zwischen der ersten Schalteinrichtung und dem Eingang der induktiven Last ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch eine in Rückwärtsrichtung vorgespannte Diode, die zur Verbindung zwischen dem Eingang der ersten induktiven Last und der Massereferenz ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Diagnoseeingang aufweist, der zur Verbindung mit dem Eingang der ersten induktiven Last ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen zweiten Ausgang aufweist, der mit einem Eingang der zweiten Schalteinrichtung verbunden ist und daß die Steuerschaltung das zweite Steuersignal an ihrem zweiten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Diagnoseeingang aufweist, der mit der ersten Klemme des Widerstands verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen dritten Ausgang aufweist, der mit einem Eingang der dritten Schalteinrichtung verbunden ist und daß die Steuerschaltung das dritte Steuersignal an ihrem dritten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schalteinrichtung mit der ersten Klemme des Widerstands verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 42, gekennzeichnet durch eine vierte Schalteinrichtung, die zur Verbindung mit einer zweiten elektrischen Stromquelle und mit dem Eingang der ersten induktiven Last ausgebildet ist, wobei die vierte Schalteinrichtung auf ein viertes Steuersignal zur Verbindung der zweiten elektrischen Stromquelle mit dem Eingang der ersten induktiven Last reagiert.
Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen vierten Ausgang aufweist, der mit einem Eingang der vierten Schalteinrichtung verbunden ist und daß die Steuerschaltung das vierte Steuersignal an ihrem vierten Ausgang erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 45, gekennzeichnet durch eine Pufferschaltung mit einem Eingang, der mit dem vierten Ausgang der Steuerschaltung verbunden ist und mit einem Ausgang, der mit dem Eingang der vierten Schalteinrichtung verbunden ist, wobei die Pufferschaltung auf das vierte Steuersignal zur Ansteuerung der vierten Schalteinrichtung reagiert.
Verfahren zur Steuerung einer ersten induktiven Last in Gestalt eines Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids eines Verbrennungsmotors und einer zweiten induktiven Last in Gestalt eines Motorbremssolenoids des Verbrennungsmotors, bei dem mittels einer ersten Lastansteuerungseinrichtung auf ein erstes Steuersignal ein Stromfluß zwischen einer elektrischen Stromquelle und Eingängen der ersten und zweiten induktiven Last gesteuert wird, mittels einer zweiten Lastansteuerungseinrichtung auf ein zweites Steuersignal der Stromfluß zwischen einem Ausgang der ersten induktiven Last und einer Massereferenz gesteuert wird und mittels einer dritten Lastansteuerungseinrichtung auf ein drittes Steuersignal der Stromfluß zwischen einem Ausgang der zweiten induktiven Last und der Massereferenz gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer vierten Lastansteuerungseinrichtung auf ein Steuersignal ein Stromfluß zwischen einer elektrischen Zusatzstromquelle und den Eingängen der induktiven Lasten gesteuert wird.
Verfahren zur Steuerung einer ersten induktiven Last in Gestalt eines Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids eines Verbrennungsmotors und einer zweiten induktiven Last in Gestalt eines Motorbremssolenoids des Verbrennungsmotors, bei dem mittels einer ersten Lastansteuerungseinrichtung auf ein erstes Steuersignal ein Stromfluß zwischen einer elektrischen Stromquelle und einem Eingang der ersten induktiven Last gesteuert wird, mittels einer zweiten Lastansteuerungseinrichtung auf ein zweites Steuersignal ein Stromfluß zwischen der elektrischen Stromquelle und einem Eingang in der zweiten induktiven Last gesteuert wird und mittels einer dritten Lastansteuerungseinrichtung auf ein drittes Steuersignal ein Stromfluß zwischen Ausgängen der ersten und zweiten induktiven Last und einer Massereferenz gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer vierten Lastansteuerungseinrichtung auf ein Steuersignal der Stromfluß zwischen einer elektrischen Zusatzstromquelle und dem Eingang der ersten induktiven Last gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer fünften Lastansteuerungseinrichtung auf ein Steuersignal der Stromfluß zwischen der elektrischen Zusatzstromquelle und dem Eingang der zweiten induktiven Last gesteuert wird.
Verfahren zur Steuerung einer ersten induktiven Last in Gestalt eines Kraftstoffeinspritzdüsensolenoids eines Verbrennungsmotors und einer zweiten induktiven Last in Gestalt eines Motorbremssolenoids des Verbrennungsmotors, bei dem mittels einer ersten Lastansteuerungseinrichtung auf ein erstes Steuersignal der Stromfluß zwischen einer ersten elektrischen Stromquelle und einem Eingang der ersten induktiven Last gesteuert wird, mittels einer zweiten Lastansteuerungseinrichtung auf ein zweites Steuersignal der Stromfluß zwischen einem Ausgang der ersten induktiven Last und einer Massereferenz gesteuert wird und mittels einer dritten Lastansteuerungseinrichtung auf ein drittes Steuersignal der Stromfluß zwischen einem Ausgang der zweiten induktiven Last und der Massereferenz gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer vierten Lastansteuerungseinrichtung auf ein Steuersignal der Stromfluß zwischen einer elektrischen Zusatzstromquelle und dem Eingang der ersten induktiven Last gesteuert wird. 6043