DE3742339A1 - Schaltungsanordnung zur ansteuerung von magnetspulen, insbesondere in kraftstoff-einspritzventilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Wie allgemein bekannt, erfordern Magnetspulen, die in relaisähnlichen Vorrich­ tungen zum Bewegen eines ankerartigen Teils aus einer Ruhestellung in eine Be­ triebsstellung dienen, zum Beschleunigen und Bewegen dieses Teils zunächst ei­ nen relativ hohen Anzugstrom, während anschließend zum Halten dieses Teils in seiner Betriebsstellung nur ein wesentlich geringerer Haltestrom nötig ist. Aus verschiedenen Gründen, wie Verringerung der Wärmeentwicklung in den Spulen und Reduzierung des Energieaufwands, ist man daran interessiert, den zeitli­ chen Verlauf des Istwerts des die Magnetspulen durchsetzenden Stroms möglichst dem Sollwertverlauf anzugleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die mit möglichst geringem Schaltungsaufwand eine Umschaltung von Anzugstrom auf Haltestrom vornimmt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung be­ schreiben die Unteransprüche.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie im übrigen die Ansteue­ rung der einzelnen Magnetspulen, insbesondere das Ein- und Ausschalten der Spulenströme schlechthin, nicht beeinträchtigt, da in den jeweils eine Ma­ gnetspule enthaltenden ursprünglichen Reihenschaltungen zusätzliche Schalter vorgesehen sein können, die von einem Steuergerät her zeitrichtig betätigt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 ein Schaltbild für ein Paar von Magnetspulen in Kraft­ stoff-Einspritzventilen zeigt, während in Fig. 2 der Verlauf von Spannungen u bzw. Strömen i über der Zeit t in verschiedenen, durch Buchstaben gekennzeich­ neten Schaltungspunkten wiedergegeben ist.

Der Eingangsklemme 1 der in Fig. 1 dargestellten Schaltung wird von einem nicht gezeigten, da an sich bekannten Steuergerät her der im obersten Diagramm der Fig. 2 dargestellte Spannungsimpuls a zugeführt. Über NAND-Gatter 2 und 3, von denen dem letztgenannten Zeitglied 4 zugeordnet ist, wird ein gegenüber dem Spannungsimpuls a gemäß dem zweiten Diagramm in Fig. 2 verkürzter entge­ gengerichteter Impuls b erzeugt, der sowohl dem der Ansteuerung des Schalt­ transistors 5 in der die eine Magnetspule 6 enthaltenden Reihenschaltung 7 dienenden Transistor 8 als auch dem weiteren NAND-Gatter 9 zugeführt wird, dessen positiver Ausgangsspannungsimpuls c (drittes Diagramm in Fig. 2) über den Transistor 10 den Schalttransistor 11 in der die andere Magnetspule 12 enthaltenden Reihenschaltung 13 aufsteuert. Mit U _B ist die Batteriespannung bezeichnet.

Dem NAND-Gatter 3 ist ferner das NAND-Gatter 14 nachgeschaltet, dessen Aus­ gangsspannungsimpuls d (viertes Diagramm der Fig. 2) über den Transistor 15 den hier ebenfalls durch einen Transistor gebildeten elektronischen Umschal­ ter 16 während seines Anstehens, das heißt nach Beendigung der Impulse b und c, durchschaltet. Damit wird erreicht, daß unter gleichzeitigem Sperren der Schalttransistoren 5 und 11 der dem positiven Pol der Batterie abgekehrte Anschluß der Magnetspule 6 und der der Masseklemme abgekehrte Anschluß der Magnetspule 12 über den elektronischen Umschalter 16 und die in Reihe mit ihm liegende Diode 17 zu einer Reihenschaltung verbunden werden. Während also die Erregerströme e und f der beiden Magnetwicklungen 6 und 12 gemäß dem fünf­ ten und sechsten Diagramm in Fig. 2 zunächst auf Anzugstromwerte von bei­ spielsweise jeweils 5 A ansteigen, erfolgt bei Durchschaltung des elektroni­ schen Umschalters 16 gemäß den erwähnten Diagrammen ein Abfall auf Haltestrom­ werte von beispielsweise 2,5 A. Gemäß dem vorletzten Diagramm der Fig. 2 durchfließt dieser Haltestrom nach einer anfänglichen Einschaltspitze den Um­ schalter 16.

Der die gesamte Schaltung durchfließende resultierende Strom hat demgemäß den im untersten Diagramm der Fig. 2 dargestellten zeitlichen Verlauf: Bei Beginn des Spannungsimpulses a ergibt sich ein Anstieg auf die Summe der beiden An­ zugströme, in dem genannten Zahlenbeispiel also 10 A, und bei der beschriebe­ nen Umschaltung auf die Reihenschaltung der beiden Magnetspulen 6 und 12 ein Abfall auf ein Viertel dieses Wertes, nämlich den einfachen Haltestrom von 2,5 A.

Mit der Erfindung ist also eine schaltungstechnisch einfache Möglichkeit zur Sicherstellung von dem zeitlichen Sollwertverlauf entsprechenden Erregerströ­ men von Magnetspulen geschaffen.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Magnetspulen, die zum Bewegen eines Teils einer Vorrichtung, insbesondere der Düsennadel eines Kraftstoff-Ein­ spritzventils einer Brennkraftmaschine, in eine Betriebsstellung einen An­ zugstrom und zum Halten einen kleineren Haltestrom erfordern, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest ein elektronischer Umschalter (16) vorgesehen ist, der nach Bewegen der Teile in ihre Betriebsstellung die bis dahin vorliegende Parallelschaltung mehrer Magnetspulen (6, 12) in eine Reihen­ schaltung umwandelt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Um­ schalter einen Transistor (16) enthält.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (16) einem Paar von Magnetspulen (6, 12) zugeordnet ist, die mit unterschiedlichen Polen einer Gleichspannungsquelle dauernd ver­ bunden sind, und daß der Umschalter (16) zwischen den der Spannungsquelle abgekehrten Anschlüssen der Magnetspulen (6, 12) liegt.