EP0812461B1 - Device for controlling at least one electromagnetic consumer - Google Patents
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- EP0812461B1 EP0812461B1 EP96901227A EP96901227A EP0812461B1 EP 0812461 B1 EP0812461 B1 EP 0812461B1 EP 96901227 A EP96901227 A EP 96901227A EP 96901227 A EP96901227 A EP 96901227A EP 0812461 B1 EP0812461 B1 EP 0812461B1
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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- H—ELECTRICITY
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
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- H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
- H01F7/1805—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
- H01F7/1816—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current making use of an energy accumulator
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- H01F7/1805—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
- H01F7/1816—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current making use of an energy accumulator
- H01F2007/1822—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current making use of an energy accumulator using a capacitor to produce a boost voltage
Definitions
- the invention relates at least to a device for actuation of an electromagnetic consumer according to Preamble of claim 1.
- a device for controlling an electromagnetic Consumer is, for example, from the unpublished DE-OS 44 13 240 known. With this device the energy released when switching off in a capacitor saved. The transition from a holding current energy released on current 0 into a capacitor reloaded.
- WO-A-89 03579 describes a circuit arrangement for Supply of an electromagnetic consumer with a Supply voltage and one in series to the consumer arranged driver circuit by an erase circuit can be bridged to switch off the consumer.
- the quenching circuit is an energy storage device in the form of a capacitor to absorb the energy stored in the consumer intended. The one released when the consumer is switched off Energy is always transferred to the capacitor. A Free running during a current control is with this device not feasible. If the switching device is defective the consumer is constantly energized.
- US-A-4,862,866 shows a device around a capacitor to charge to an increased tension. For this, a additional coil energized. The one released when switching off Energy is used to charge the capacitor. This circuit is very expensive because in addition to the additional coil further switching means are required.
- the invention has for its object in a device to control an electromagnetic consumer to provide the simplest possible set-up, which accelerates the start-up process and the total energy consumption is minimized.
- the arrangement according to the invention with the features of the independent Claims has the advantage that the transition released from the pull-in current to the holding current Energy can be recovered.
- a particularly beneficial one Embodiment it is possible that with the same Power amplifier two consumers at the same time in different Be controlled in a way. This means that they overlap in time Injections possible.
- FIG. 1 shows a first circuit arrangement of the invention Device
- Figure 2 shows a second circuit arrangement
- FIG. 3 different plots plotted over time Signals.
- the device according to the invention is preferred for internal combustion engines, especially with self-igniting internal combustion engines, used.
- This electromagnetic Valves are referred to below as consumers designated.
- the invention is not limited to this application, it can be used wherever Fast switching electromagnetic consumers are required become.
- Figure 1 are the most important elements of the invention Facility shown.
- it is a four-cylinder internal combustion engine. Every consumer has an injection valve and a cylinder of the internal combustion engine for each injection valve assigned. With higher numbers of cylinders of the internal combustion engine are accordingly more valves, switching means and To provide diodes.
- connection of the consumers 100 to 103 are over a switching means 115 and a diode 110 with a voltage supply 105 in connection.
- the diode 110 is arranged so that it with its anode the positive pole and with its cathode with the switching means 115 communicates.
- the switching means 115 is concerned is preferably a field effect transistor.
- the second connection for consumers 100 to 103 stands above a second switching means 120, 121, 122 and 123 in connection with a resistance means 125.
- a second switching means 120, 121, 122 and 123 are also preferably around field effect transistors.
- the switching means 120 through 123 are used as the lowside switch and the switching means 115 referred to as highside switch.
- the second connection of the Resistance means 125 is connected to the second terminal Power supply in connection.
- Each consumer 100 to 103 is a diode 130, 131, 132 and 133 assigned.
- the anode connection of the diodes is in each case with the connection point between consumer and Lowside switch in contact.
- the cathode connection is with a capacitor 145 and a further switching means 140 in connection.
- the second connection of the switching means 140 stands with the first connections of consumers 100 to 103 in contact.
- Switching means 140 is also involved preferably around a field effect transistor. This Switching means 140 is also referred to as a booster switch.
- the second connection of the capacitor 145 is also available the second connection of the supply voltage 105 in connection.
- the highside switch 115 is operated by a control unit 160 with a control signal AH.
- the switching device 120 is sent by the control unit 160 with a control signal AL1, the switching means 121 with a drive signal AL2, the Switching means 122 with a control signal AL3, the switching means 123 with a control signal AL4 and the switching means 140 applied with a control signal AC.
- Diode 150 switched between the second connection of the voltage supply 105 and the connection point between the switching means 115 and the first connections of consumers 100 to 103 is one Diode 150 switched.
- the anode of the diode is included connected to the second connection of the voltage supply 105.
- a current measurement is over the current measuring resistor 125 only possible if one of the Switching means 120 to 123 is closed.
- the current measuring resistor is also arranged elsewhere become.
- the second connection of the capacitor 145 with the connection point between the current measuring means 125 and the switching means 120 to 123 are connected.
- a current measurement is also in the blocked state Lowside switch possible.
- the current measuring means between the power supply and the highside switch or arranged between the highside switch and the consumers be.
- FIG. A corresponding device is shown in FIG. where consumers 100 to 103 are divided into two groups are.
- the consumers 100 and 101 form a first one Group, and consumers 102 and 103 form a second Group of consumers. Consumers become the individual Groups assigned so that consumers who are under certain operating conditions are to be controlled simultaneously, be assigned to different groups.
- FIG. 1 Elements already described in FIG. 1 are shown in FIG corresponding reference numerals.
- a high-side switch 115 and 116 are provided.
- the Diode 111 corresponds to diode 110 of the first group.
- Corresponding the booster transistor 140 is also double to interpret.
- the booster transistor of the second group is designated 141. Accordingly, the capacitor 145 in the second group designated 146.
- the highside switch 115 of the first group becomes with the signal AH1 and the highside switch 116 of the second Group applied with AH2.
- the booster switch 140 of the first group is with the signal AC1 and Booster switch 141 of the second group comes with the signal AC2 applied.
- the resistor 125 is also corresponding double interpretation, this is in the second group with Designated 126.
- phase 0 before triggering the consumer the output stage is switched off.
- the control signals AC, AH and AL are at low potential. This means, that the highside switch 115, the lowside switch 120 to 123 and the booster switch 140 block the current flow. By no electricity flows to the consumers.
- the capacitor 145 is charged to its maximum voltage UC. This takes for example a value of approx. 80 volts, whereas the Voltage of the power supply assumes a value of approx. 12 V.
- the fuel should measure.
- the Signal AL assumes a high level.
- the line AC issued a high signal that the switch 140 controlled.
- the highside switch 115 is not activated, this continues to block.
- This control of Switching means causes the capacitor 145 through the Booster switch 140, the corresponding consumer, the Lowside switch assigned to consumers and the current measuring means 125 a current flows.
- the Current I very much due to the high voltage at the consumer quickly.
- Phase 1 ends when the capacitor 145 applied voltage falls below a certain value U2.
- the inrush current from the highside switch 115 taken over and the booster deactivated In the second phase, which is referred to as starting current control the inrush current from the highside switch 115 taken over and the booster deactivated.
- the control signal for the booster switch 140 In the second phase the control signal for the booster switch 140 is withdrawn, so that switch 140 locks.
- the control signals AH and AL for the highside switch 115 and the consumer assigned lowside switches are at high levels set so that these switches release the current flow. Consequently a current flows from the voltage supply 105 via the Diode 110, the highside switch 115, the consumer, the corresponding low-side switch, the current measuring resistor 125 back to voltage source 105.
- the current measuring resistor 125 By touching the high-side switch can the current by means of the current measuring resistor 125 is recorded to a predeterminable value for the starting current IA can be regulated. That is, when reached of the target current IA for the starting current is the Highside switch 115 controlled so that it blocks. When falling short another
- the third phase also known as the first quick erase the control signal for the corresponding Lowside switch withdrawn.
- This causes a Electricity from the respective consumer through the consumer associated diode 130 to 133 in capacitor 145 flows and the energy stored in the consumer in the Capacitor 145 is charged.
- the highside switch 115 is controlled in the illustrated embodiment so that it stays closed.
- the sink In this phase the sinks Current from the starting current IA to the holding current IH. At the same time the voltage across capacitor 145 rises, to a value U3, but which is significantly below the value U1 lies.
- the third phase ends when the setpoint IH for the holding current is reached.
- the transition from the pull-in current IA on the holding current IH is released energy stored in the capacitor. It is particularly advantageous here that the transition from the pull-in current to the holding current done quickly due to the quick deletion.
- the third phase is followed by the fourth phase, the is also referred to as holding current control.
- the control signal remains for the Lowside switch at its high level, that is Lowside switches assigned to consumers remain closed.
- the high-side switch 115 By opening and closing the high-side switch 115 the current that flows through the consumer to the setpoint adjusted for the holding current.
- locked Highside switch 115 acts as a freewheeling circuit. The current flows from the consumer through the lowside switch, the resistor 125 and the free-wheeling diode 150.
- Phase 4 has ended, when the injection process is completed.
- the corresponding low-side switch is switched off and the highside switch 115 is turned on.
- this Phase falls the current that flows through the consumer, also quickly decreases to zero.
- the voltage U applied to the capacitor 145 by one smaller value than in the third phase.
- the setpoint for the current I goes from a high to a low value.
- the energy released is transferred to the capacitor 145, 146 reloaded.
- Quick delete This causes the current to flow quickly new setpoint reached.
- the power amplifier is inactive, that is, there is no fuel metering.
- phase 8 in which all control signals withdrawn and all switches in their locked state to be brought. This phase corresponds to phase 0.
- the Capacitor 145 are driven before the next valve can be. If the switch-off points and the switch-on point two valves in quick succession, it is not possible to charge the capacitor 145.
- the device according to the invention was based on the example of a Internal combustion engine shown with four cylinders.
- the method is also on internal combustion engines with others Number of cylinders transferable. There is a corresponding number for this of consumers, switching devices and other elements to provide. It can also be provided that the consumer is divided into a larger number of groups. This is particularly useful with higher numbers of cylinders.
- the Current control phase a transition from a high current level to lower current level, with part of the stored electrical energy is used to partially remove the capacitor charge.
- the capacitor is charged further on Actuation end when the load current is quickly extinguished. Enough then the capacitor is charged for switching on again not yet off, is switched on and off periodically Load current (night clocking) between two injection processes and Another electrical storage Voltage increase reached.
- High engine speeds mean shorter periods of time can be used to increase the voltage by means of night clocking can.
- the step up is in time not possible between two injections, so the Capacitor not charged to the required voltage can be.
- another Embodiment suggested that the voltage step-up is already carried out during the current control and the Capacitor completely again during activation is charged. This allows night clocking in the Control gap is eliminated. Furthermore, the risk is reduced that there is an undesirable injection because the Consumer not energized between the two injection processes becomes.
- phase 0 that before de Control of the consumer is the final stage switched off.
- the control signals AC, AH, AL and the signal AS are at low potential. This means that the High-side switches, 115 the low-side switches 120 - 123 and the Booster switch 140 block the flow of current. By consumers no electricity flows.
- the capacitor 145 is at its maximum Voltage U10 charged. This takes a value of approx. 80 volts on, whereas the voltage supply values of approx. 12 volts assumes.
- the first phase at the start of activation corresponds to the first Phase of the procedure according to FIG. 3.
- the signal AS rises to its high level. This indicates that the voltage drop across the capacitor is less than one predefined threshold value US.
- the 2nd phase which is also called pull-in current control the inrush current from the high-side switch 115 taken over and the booster deactivated.
- the control signal AT for the booster switch 140 is withdrawn so that the switch 140 locks.
- the Control signals AH and AL for the high-side switch 115 and the Low-side switches assigned to consumers take a high one Level on so that these switches enable current flow. Consequently a current flows from the voltage supply 105 via the diode 110, the high-side switch 115, the consumer, the corresponding low-side switch, the current measuring resistor 125 back to voltage source 105.
- phase 2 according to FIG. 3 contacting the Lowside switch the current, which by means of the Current measuring resistor 125 is detected to a predetermined value regulated for the pull-in current IA. That means when the The target current IA for the pull-in current is the low-side switch 120 controlled to 125 so that it locks. When falling below one another threshold, it is released again. This has to Consequence that with open low side switch 120 to 125 on Electricity from the respective consumer through the consumer associated diode 130 to 133 flows in the capacitor 145 and the energy stored in the consumer in the capacitor 145 is reloaded. At the same time, the voltage U rises Capacitor 145 is present.
- the second phase ends when the control unit 160 ends the Recognizes the tightening phase. This can e.g. to be the case if one Switching point detection recognizes that the solenoid valve armature has reached its new end position.
- the control signal for the corresponding Low side switch withdrawn.
- This causes a current from the respective consumer through the to the consumer associated diode 130-133 flows into capacitor 145.
- the in Energy stored in the consumer is transferred to the capacitor 145 reloaded.
- the current drops from the pull-in current IA on the holding current IH.
- the voltage U rises, which is present at capacitor 145.
- the third phase is over when the setpoint for the holding current is reached. The at Transition from the pull-in current to the holding current is stored in the capacitor.
- the fourth phase is followed by the fourth phase, which too is referred to as holding current control.
- the second phase remains the control signal for the High-side switch at its high level, d. H. of the The high-side switch remains closed.
- opening and closing of the low-side switch is the current flowing through the consumer flows to the setpoint for the holding current.
- the current flows from the respective Consumer through the diode 130-133 assigned to the consumer into the capacitor 145. This will result in the consumer stored energy transferred to the capacitor.
- the signal AS changes to low potential.
- the first part 4a is thus the fourth phase ended. From this point on, the Current control no longer using the low-side switch, but instead using the high-side switch. That means the lowside switch is constantly in his managerial position and that High-side switch switches between its locked and its open position. With highside switch 115 locked acts as a free wheel. The current flows through the consumer the low side switch, resistor 125 and the free wheeling diode 150.
- the fourth phase is finished when the injection process is completed.
- the subsequent fifth phase corresponds to the fifth phase the procedure according to FIG. 3. Phases six and seven, 3 are not in this type of control required.
- the output stage arrangement works as a current regulating Boost converter.
- the high-side switch is in this operating state switched through continuously.
- the current regulation takes place through the lowside switch assigned to the individual consumer.
- the periodically on and for current control is turned off.
- the voltage U falling across capacitor 145 has one predetermined value US is reached in another Operating mode switched. In this operating mode no further charging of the capacitor.
- the current regulation takes place correspondingly as in the exemplary embodiment in FIG. 3 using the high-side switch.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens
eines elektromagnetischen Verbrauchers gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates at least to a device for actuation
of an electromagnetic consumer according to
Preamble of
Eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers ist beispielsweise aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 44 13 240 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird die beim Abschalten freiwerdende Energie in einem Kondensator gespeichert. Dabei wird die beim Übergang von einem Haltestrom auf den Strom 0 freiwerdende Energie in einen Kondensator umgeladen.A device for controlling an electromagnetic Consumer is, for example, from the unpublished DE-OS 44 13 240 known. With this device the energy released when switching off in a capacitor saved. The transition from a holding current energy released on current 0 into a capacitor reloaded.
Die beim Übergang auf den Anzugstrom auf den Haltestrom freiwerdende Energie geht bei dieser Einrichtung verloren.The one when switching from the pull-in current to the holding current released energy is lost in this facility.
Die WO-A-89 03579 beschreibt eine Schaltungsanordnung zur Versorgung eines elektromagnetischen Verbrauchers mit einer Versorgungsspannung und einer zusätzlich in Reihe zum Verbraucher angeordneten Treiberschaltung, die von einem Löschkreis zur Abschaltung des Verbrauchers überbrückbar ist. Im Löschkreis ist ein Energiespeicher in Form eines Kondensators zur Aufnahme der im Verbraucher gespeicherten Energie vorgesehen. Die beim Abschalten des Verbrauchers freiwerdende Energie wird immer in den Kondensator umgeladen. Ein Freilauf während einer Stromregelung ist mit dieser Einrichtung nicht realisierbar. Bei einem Defekt des Schaltmittels wird der Verbraucher ständig bestromt.WO-A-89 03579 describes a circuit arrangement for Supply of an electromagnetic consumer with a Supply voltage and one in series to the consumer arranged driver circuit by an erase circuit can be bridged to switch off the consumer. in the The quenching circuit is an energy storage device in the form of a capacitor to absorb the energy stored in the consumer intended. The one released when the consumer is switched off Energy is always transferred to the capacitor. A Free running during a current control is with this device not feasible. If the switching device is defective the consumer is constantly energized.
Die US-A-4,862,866 zeigt eine Einrichtung um einen Kondensator auf eine erhöhte Spannung aufzuladen. Hierzu wird eine zusätzliche Spule bestromt. Die beim Abschalten freiwerdende Energie dient zur Ladung des Kondensator. Diese Schaltung ist sehr aufwendig, da neben der zusätzlichen Spule noch weitere Schaltmittel erforderlich sind.US-A-4,862,866 shows a device around a capacitor to charge to an increased tension. For this, a additional coil energized. The one released when switching off Energy is used to charge the capacitor. This circuit is very expensive because in addition to the additional coil further switching means are required.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers eine möglichst einfache aufgebaute Einrichtung bereitzustellen, bei der der Einschaltvorgang beschleunigt und der Gesamtenergieverbrauch minimiert wird. The invention has for its object in a device to control an electromagnetic consumer to provide the simplest possible set-up, which accelerates the start-up process and the total energy consumption is minimized.
Die erfindungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche weist den Vorteil auf, daß die beim Übergang von dem Anzugsstrom auf den Haltestrom freiwerdende Energie zurückgewonnen werden kann. Einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist es möglich, daß mit der gleichen Endstufe zwei Verbraucher gleichzeitig in unterschiedlicher Weise angesteuert werden. Das heißt, es sind zeitlich überlappende Einspritzungen möglich.The arrangement according to the invention with the features of the independent Claims has the advantage that the transition released from the pull-in current to the holding current Energy can be recovered. A particularly beneficial one Embodiment it is possible that with the same Power amplifier two consumers at the same time in different Be controlled in a way. This means that they overlap in time Injections possible.
Die erfindungsgemäße Einrichtung wird nachstehend anhand den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Figur 1 eine erste Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung, Figur 2 eine zweite Schaltungsanordnung und Figur 3 verschiedene über der Zeit aufgetragene Signale.The device according to the invention is based on the Embodiments illustrated in the drawing. FIG. 1 shows a first circuit arrangement of the invention Device, Figure 2 shows a second circuit arrangement and FIG. 3 different plots plotted over time Signals.
Die erfindungsgemäße Einrichtung wird bevorzugt bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen, eingesetzt. Dort wird die Kraftstoffzumessung mittels elektromagnetischer Ventile gesteuert. Diese elektromagnetischen Ventile werden im folgenden als Verbraucher bezeichnet. Die Erfindung ist nicht auf diese Anwendung beschränkt, sie kann überall dort eingesetzt werden, wo schnell schaltende elektromagnetische Verbraucher benötigt werden. The device according to the invention is preferred for internal combustion engines, especially with self-igniting internal combustion engines, used. There is the fuel metering controlled by electromagnetic valves. This electromagnetic Valves are referred to below as consumers designated. The invention is not limited to this application, it can be used wherever Fast switching electromagnetic consumers are required become.
Bei der Anwendung bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen legen der Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Magnetventils den Einspritzbeginn bzw. das Einspritzende des Kraftstoffs in den Zylinder fest.When used in internal combustion engines, especially in Auto-ignition internal combustion engines set the opening and Closing time of the solenoid valve the start of injection or the injection end of fuel in the cylinder firmly.
In Figur 1 sind die wesentlichsten Elemente der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt. Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine Vierzylinderbrennkraftmaschine. Hierbei ist jedem Verbraucher ein Einspritzventil und jedem Einspritzventil ein Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet. Bei höheren Zylinderzahlen der Brennkraftmaschine sind entsprechend mehr Ventile, Schaltmittel und Dioden vorzusehen.In Figure 1 are the most important elements of the invention Facility shown. In the illustrated embodiment it is a four-cylinder internal combustion engine. Every consumer has an injection valve and a cylinder of the internal combustion engine for each injection valve assigned. With higher numbers of cylinders of the internal combustion engine are accordingly more valves, switching means and To provide diodes.
Mit 100, 101, 102 und 103 sind vier Verbraucher dargestellt.
Jeweils ein Anschluß der Verbraucher 100 bis 103 stehen über
ein Schaltmittel 115 und eine Diode 110 mit einer Spannungsversorgung
105 in Verbindung.Four consumers are shown at 100, 101, 102 and 103.
In each case a connection of the
Die Diode 110 ist so angeordnet, daß sie mit ihrer Anode mit
dem Pluspol und mit ihrer Kathode mit dem Schaltmittel 115
in Verbindung steht. Bei dem Schaltmittel 115 handelt es
sich vorzugsweise um einen Feldeffekttransistor.The
Jeweils der zweite Anschluß der Verbraucher 100 bis 103
steht über jeweils ein zweites Schaltmittel 120, 121, 122
und 123 mit einem Widerstandsmittel 125 in Verbindung. Bei
dem Schaltmittel 120 bis 123 handelt es sich ebenfalls vorzugsweise
um Feldeffekttransistoren. Die Schaltmittel 120
bis 123 werden als Lowside-Schalter und das Schaltmittel 115
als Highside-Schalter bezeichnet. Der zweite Anschluß des
Widerstandsmittels 125 steht mit dem zweiten Anschluß der
Spannungsversorgung in Verbindung. In each case the second connection for
Jedem Verbraucher 100 bis 103 ist eine Diode 130, 131, 132
und 133 zugeordnet. Der Anodenanschluß der Dioden steht jeweils
mit dem.Verbindungspunkt zwischen Verbraucher und
Lowside-Schalter in Kontakt. Der Kathodenanschluß steht mit
einem Kondensator 145 sowie einem weiteren Schaltmittel 140
in Verbindung. Der zweite Anschluß des Schaltmittels 140
steht mit den ersten Anschlüssen der Verbraucher 100 bis 103
in Kontakt. Bei dem Schaltmittel 140 handelt es sich ebenfalls
vorzugsweise um einen Feldeffekttransistor. Dieses
Schaltmittel 140 wird auch als Booster-Schalter bezeichnet.
Der zweite Anschluß des Kondensators 145 steht ebenfalls mit
dem zweiten Anschluß der Versorgungsspannung 105 in Verbindung.Each
Der Highside-Schalter 115 wird von einer Steuereinheit 160
mit einem Ansteuersignal AH beaufschlagt. Das Schaltmittel
120 wird von der Steuereinheit 160 mit einem Ansteuersignal
AL1, das Schaltmittel 121 mit einem Ansteuersignal AL2, das
Schaltmittel 122 mit einem Ansteuersignal AL3, das Schaltmittel
123 mit einem Ansteuersignal AL4 und das Schaltmittel
140 mit einem Ansteuersignal AC beaufschlagt.The
Zwischen dem zweiten Anschluß der Spannungsversorgung 105
und dem Verbindungspunkt zwischen dem Schaltmittel 115 und
den ersten Anschlüssen der Verbraucher 100 bis 103 ist eine
Diode 150 geschaltet. Hierbei ist die Anode der Diode mit
dem zweiten Anschluß der Spannungsversorgung 105 verbunden.Between the second connection of the
Mittels des Widerstandes 125 kann der durch den Verbraucher
fließende Strom ermittelt werden.The
Mit der dargestellten Anordnung ist eine Strommessung über
den Strommeßwiderstand 125 nur möglich, wenn eines der
Schaltmittel 120 bis 123 geschlossen ist. Um den Strom auch
bei geöffneten Lowside-Schaltern erfassen zu können, kann
der Strommeßwiderstand auch an anderer Stelle angeordnet
werden. Beispielsweise kann der zweite Anschluß des Kondensators
145 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Strommeßmittel
125 und dem Schaltmittel 120 bis 123 verbunden werden.
In diesem Fall ist auch eine Strommessung bei gesperrtem
Lowside-Schalter möglich. Ferner kann das Strommeßmittel
zwischen der Spannungsversorgung und dem Highside-Schalter
bzw. zwischen dem Highside-Schalter und den Verbrauchern angeordnet
sein.With the arrangement shown, a current measurement is over
the
In Figur 2 ist eine entsprechende Vorrichtung dargestellt,
bei der die Verbraucher 100 bis 103 in zwei Gruppen aufgeteilt
sind. Die Verbraucher 100 und 101 bilden eine erste
Gruppe, und die Verbraucher 102 und 103 bilden eine zweite
Gruppe von Verbrauchern. Die Verbraucher werden den einzelnen
Gruppen derart zugeordnet, daß Verbraucher, die unter
bestimmten Betriebszuständen gleichzeitig anzusteuern sind,
unterschiedlichen Gruppen zugeordnet werden.A corresponding device is shown in FIG.
where
Bereits in Figur 1 beschriebene Elemente sind in Figur 2 mit
entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Für jede Gruppe ist
jeweils ein Highside-Schalter 115 und 116 vorgesehen. Die
Diode 111 entspricht der Diode 110 der ersten Gruppe. Entsprechend
ist der Booster-Transistor 140 ebenfalls doppelt
auszulegen. Der Booster-Transistor der zweiten Gruppe ist
mit 141 bezeichnet. Entsprechend ist der Kondensator 145 in
der zweiten Gruppe mit 146 bezeichnet. Desweiteren sind zwei
weitere Ansteuerleitungen für die Schaltmittel 116 und 141
vorgesehen. Der Highside-Schalter 115 der ersten Gruppe wird
mit dem Signal AH1 und der Highside-Schalter 116 der zweiten
Gruppe mit AH2 beaufschlagt. Der Booster-Schalter 140 der
ersten Gruppe wird mit dem Signal AC1 und der
Booster-Schalter 141 der zweiten Gruppe wird mit dem Signal
AC2 beaufschlagt. Entsprechend ist auch der Widerstand 125
doppelt auszulegen, dieser wird in der zweiten Gruppe mit
126 bezeichnet.Elements already described in FIG. 1 are shown in FIG
corresponding reference numerals. For each group is
A high-
In Figur 3a ist das Ansteuersignal AC für den
Booster-Transistor 140 bzw. 141 aufgetragen. In Figur 3b ist
das Ansteuersignal AH für die Highside-Schalter 115, 116
aufgetragen. Figur 3c zeigt das Ansteuersignal AL eines der
Lowside-Schalter. In Figur 3d ist der durch den Verbraucher
fließende Strom I und in Figur 3e die am Kondensator 145 anliegende
Spannung UC über der Zeit aufgetragen. Hierbei ist
ein Zumeßzyklus für ein Magnetventil dargestellt.In Figure 3a, the drive signal AC for the
In jedem Zumeßzyklus werden verschiedene Phasen unterschieden.
In einer Phase 0, vor der Ansteuerung des Verbrauchers
ist die Endstufe abgeschaltet. Die Ansteuersignale AC, AH
und AL befinden sich auf niederem Potential. Dies bedeutet,
daß der Highside-Schalter 115, die Lowside-Schalter 120 bis
123 und der Boosterschalter 140 den Stromfluß sperren. Durch
die Verbraucher fließt kein Strom. Der Kondensator 145 ist
auf seine maximale Spannung UC aufgeladen. Diese nimmt beispielsweise
einen Wert von ca. 80 Volt an, wohingegen die
Spannung der Spannungsversorgung einen Wert von ca. 12 V annimmt.Different phases are distinguished in each metering cycle.
In
In der ersten Phase zu Beginn der Ansteuerung, die als
Boosterbetrieb bezeichnet wird, wird der Lowside-Schalter
angesteuert, der dem Verbraucher zugeordnet ist, der Kraftstoff
zumessen soll. Dies bedeutet, daß ab der Phase 1 das
Signal AL einen hohen Pegel annimmt. Gleichzeitig wird auf
die Leitung AC ein hohes Signal ausgegeben, das den Schalter
140 durchsteuert. Der Highside-Schalter 115 wird nicht angesteuert,
dieser sperrt weiterhin. Diese Ansteuerung der
Schaltmittel bewirkt, daß vom Kondensator 145 über den
Boosterschalter 140, den entsprechenden Verbraucher, den dem
Verbraucher zugeordneten Lowside-Schalter und das Strommeßmittel
125 ein Strom fließt. In dieser Phase steigt der
Strom I bedingt durch die hohe Spannung am Verbraucher sehr
schnell an. Die Phase 1 endet, wenn die am Kondensator 145
anliegende Spannung einen bestimmten Wert U2 unterschreitet.In the first phase at the beginning of the control, which as
Booster mode is called the lowside switch
controlled, which is assigned to the consumer, the fuel
should measure. This means that from
In der zweiten Phase, die als Anzugsstromregelung bezeichnet
wird, wird der Einschaltstrom von dem Highside-Schalter 115
übernommen und der Booster inaktiviert. In der zweiten Phase
wird das Ansteuersignal für den Boosterschalter 140 zurückgenommen,
so daß der Schalter 140 sperrt. Die Ansteuersignale
AH und AL für den Highside-Schalter 115 und dem Verbraucher
zugeordneten Lowside-Schalter werden auf hohen Pegel
gesetzt, damit diese Schalter den Stromfluß freigeben. Somit
fließt ein Strom von der Spannungsversorgung 105 über die
Diode 110, den Highside-Schalter 115, den Verbraucher, den
entsprechenden Lowside-Schalter, den Strommeßwiderstand 125
zurück zur Spannungsquelle 105. Durch Antakten des High-Side-Schalters
kann der Strom, der mittels des Strommeßwiderstandes
125 erfaßt wird, auf einen vorgebbaren Wert für
den Anzugsstrom IA geregelt werden. Das heißt, bei Erreichen
des Sollstroms IA für den Anzugsstrom wird der
Highside-Schalter 115 so angesteuert, daß er sperrt. Bei Unterschreiten
einer weiteren Schwelle wird er wieder freigegeben.In the second phase, which is referred to as starting current control
the inrush current from the
Bei gesperrten Highside-Schalter 115 wirkt ein Freilaufkreis.
Der Strom fließt vom Verbraucher durch den
Lowside-Schalter, den Widerstand 125 und die Freilaufdiode
150.When the
Die zweite Phase endet, wenn von der Steuereinheit 160 das
Ende der Anzugsphase erkannt wird. Dies kann z.B. der Fall
sein, wenn eine Schaltzeitpunkterkennung erkennt, daß der
Magnetventilanker seine neue Endlage erreicht hat. Erkennt
die Schaltzeitpunkterkennung nicht innerhalb einer vorgegeben
Zeit, daß der Magnetventilanker seine neue Endlage erreicht
hat, so wird auf Fehler erkannt.The second phase ends when the
In der dritten Phase, die auch als erste Schnellöschung bezeichnet
wird, wird das Ansteuersignal für den entsprechenden
Lowside-Schalter zurückgenommen. Dies bewirkt, daß ein
Strom von dem jeweiligen Verbraucher durch die dem Verbraucher
zugeordnete Diode 130 bis 133 in den Kondensator 145
fließt und die im Verbraucher gespeicherte Energie in den
Kondensator 145 umgeladen wird. Der Highside-Schalter 115
wird dabei in der dargestellten Ausführungsform so angesteuert,
daß er geschlossen bleibt. In dieser Phase sinkt der
Strom vom Anzugsstrom IA auf den Haltestrom IH ab. Gleichzeitig
steigt die Spannung, die am Kondensator 145 anliegt,
auf einen Wert U3, der aber deutlich unter dem Wert U1
liegt. Die dritte Phase ist beendet, wenn der Sollwert IH
für den Haltestrom erreicht wird. Die beim Übergang vom Anzugsstrom
IA auf den Haltestrom IH freiwerdende Energie wird
in dem Kondensator gespeichert. Besonders vorteilhaft ist
hierbei, daß der Übergang vom Anzugsstrom auf den Haltestrom
auf Grund der Schnellöschung schnell erfolgt.In the third phase, also known as the first quick erase
the control signal for the corresponding
Lowside switch withdrawn. This causes a
Electricity from the respective consumer through the consumer
associated
An die dritte Phase schließt sich die vierte Phase an, die
auch als Haltestromregelung bezeichnet wird. Entsprechend
wie in der zweiten Phase bleibt das Ansteuersignal für den
Lowside-Schalter auf seinem hohen Niveau, das heißt der dem
Verbraucher zugeordnete Lowside-Schalter bleibt geschlossen.
Durch Öffnen und Schließen des High-Side-Schalters 115 wird
der Strom, der durch den Verbraucher fließt, auf den Sollwert
für den Haltestrom eingeregelt. Bei gesperrten
Highside-Schalter 115 wirkt ein Freilaufkreis. Der Strom
fließt vom Verbraucher durch den Lowside-Schalter, den Widerstand
125 und die Freilaufdiode 150. Die Phase 4 ist beendet,
wenn der Einspritzvorgang abgeschlossen ist.The third phase is followed by the fourth phase, the
is also referred to as holding current control. Corresponding
as in the second phase, the control signal remains for the
Lowside switch at its high level, that is
Lowside switches assigned to consumers remain closed.
By opening and closing the high-
In der anschließenden fünften Phase, die auch als zweite
Schnellöschung und Schnellöschungsüberprüfung bezeichnet
wird, wird der entsprechende Lowside-Schalter abgeschaltet
und der Highside-Schalter 115 durchgesteuert. In dieser
Phase fällt der Strom, der durch den Verbraucher fließt,
ebenfalls schnell auf den Wert Null ab. Gleichzeitig steigt
die Spannung U, die am Kondensator 145 anliegt, um einen
kleineren Wert an, als in der dritten Phase.In the subsequent fifth phase, which is also called the second
Quick Erase and Quick Erase Verification
the corresponding low-side switch is switched off
and the
In der 3 und 5 Phase geht der Sollwert für den Strom I von
einem hohen auf einen niederen Wert über. In diesen Phasen
wird jeweils der dem Verbraucher zugeordnete
Low-Sideschalter derart angesteuert, daß er den Stromfluß
sperrt. Die frei werdende Energie wird dabei in den Kondensator
145, 146 umgeladen. In diesen Phasen erfolgt eine
Schnellöschung. Dies bewirkt, daß der Strom rasch seinen
neuen Sollwert erreicht.In the 3 and 5 phase the setpoint for the current I goes from
a high to a low value. In these phases
is the one assigned to the consumer
Low-side switch controlled in such a way that the current flow
locks. The energy released is transferred to the
In den Phasen zwei und vier erfolgt eine Stromregelung durch
Antakten des High-Side-Schalters. Bei gesperrtem
Highside-Schalter ist die Freilaufdiode 150 aktiv. In diesen
Phasen fällt der Strom langsam ab. Dies führt zu einer geringeren
Schaltfrequenz.Current control takes place in phases two and four
Starting the high-side switch. When locked
Highside switch, the free-wheeling
In der sechsten Phase, ist die Endstufe inaktiv, das heißt,
es erfolgt keine Kraftstoffzumessung. Dies bedeutet, das Ansteuersignal
AC für den Booster-Schalter 140, das Ansteuersignal
AH für den Highside-Schalter und das Ansteuersignal
AL für die Lowside-Schalter nehmen alle niedriges Niveau an
und alle Schalter sperren. Der Strom, der durch den Verbraucher
fließt, bleibt auf 0 und die Spannung am Kondensator
145 bleibt auf ihrem Wert.In the sixth phase, the power amplifier is inactive, that is,
there is no fuel metering. This means the control signal
AC for the
In der siebten Phase nach der Ansteuerung, die auch als
Nachtaktung bezeichnet wird, wird der Highside-Schalter 115
durch das Ansteuersignal AH wieder in seinen leitenden Zustand
gebracht. Durch Schließen eines Lowside-Schalters wird
ein Stromfluß in einem der Verbraucher initialisiert. Der
Strom fließt beispielsweise über die Diode 110, den Schalter
115, den Verbraucher 100, das Schaltmittel 120 und das
Strommeßmittel 125 zurück in die Spannungsquelle. Bei Erreichen
eines Sollwertes für den Strom, der so gewählt ist, daß
das Magnetventil noch nicht reagiert, wird der
Lowside-Schalter so angesteuert, daß er öffnet. Dies bewirkt
wiederum eine Schnellöschung für den Strompfad bestehend aus
dem Verbraucher, einem der Dioden 130 bis 133 und dem Kondensator
145. Dadurch steigt die am Kondensator 145 anliegende
Spannung an. Sobald der Strom seinen Nullwert wieder
erreicht, wird der Lowside-Schalter 120 wieder aktiviert.
Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die Spannung am
Kondensator 145 schrittweise wieder den Wert U1 erreicht.In the seventh phase after the control, which is also called
Is designated, the
Anschließend erfolgt die Phase 8, in der alle Ansteuersignale
zurückgenommen und alle Schalter in ihrem gesperrten Zustand
gebracht werden. Diese Phase entspricht der Phase 0.This is followed by
Ist vorgesehen, daß pro Zumeßzyklus jeder Zylinder nur ein
Einspritzintervall aufweist, so treten bei einer Einrichtung
gemäß Figur 1 keine Schwierigkeiten auf. Ist dagegen vorgesehen,
daß eine Voreinspritzung vor der eigentlichen Haupteinspritzung
bzw. eine Nacheinspritzung nach der eigentlichen
Haupteinspritzung erfolgt, so kann der Fall eintreten,
daß die Magnetventile zweier Zylinder gleichzeitig anzusteuern
sind. Insbesondere die Haupteinspritzung und die Voreinspritzung
des nachfolgenden Zylinders bzw. die Nacheinspritzung
und die Voreinspritzung des nachfolgenden Zylinders
können sich zeitlich überlappen. Dies führt bei einer
Schaltungsanordnung gemäß Figur 1 dazu, daß über die
Lowside-Schalter zwei Verbraucher ausgewählt werden, mittels
des High-Side-Schalters 115 aber nur eine gemeinsame
Stromregelung möglich ist. Mit dieser Anordnung können zwei
Ventile nicht gleichzeitig unterschiedlich angesteuert
werden. So ist es beispielsweise nicht möglich, bei einem
Magnetventil den Strom auf den Haltestrom und beim anderen
Magnetventil auf den Anzugsstrom zu regeln. Ferner muß der
Kondensator 145 werden, bevor das nächste Ventil angesteuert
werden kann. Wenn die Ausschaltpunkte und die Einschaltpunkt
zweier Ventile sehr kurz aufeinander folgen, ist es nicht
möglich den Kondensator 145 zu laden.It is envisaged that only one cylinder per metering cycle
Has injection interval, so occur in a device
no difficulties according to FIG. On the other hand,
that a pre-injection before the main injection
or a post-injection after the actual one
Main injection takes place, the case can occur,
that to control the solenoid valves of two cylinders simultaneously
are. In particular, the main injection and the pre-injection
of the following cylinder or the post-injection
and the pre-injection of the following cylinder
can overlap in time. This leads to a
Circuit arrangement according to Figure 1 that the
Lowside switch can be selected using two consumers
of the high-
Eine solche Ansteuerung, bei dem zwei Magnetventile gleichzeitig
unterschiedlich bestromt werden bzw. daß der Kondensator
145 geladen wird, ist dagegen mit einer Einrichtung
gemäß Figur 2 möglich. Bei dieser Anordnung werden die Verbraucher
in zwei Gruppen aufgeteilt. Jeder Gruppe von Verbrauchern
ist ein Highside-Schalter 115, 116, ein
Booster-Schalter 140, 141, ein Meßwiderstand 125, 126 und
ein Kondensator 145, 146 zugeordnet. Jeweils eine Gruppe von
Verbrauchern kann mittels des jeweiligen Highside-Schalter
115 bzw. 116 ausgewählt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß jeweils die Verbraucher unterschiedlichen Gruppen
zugeordnet werden, die den Zylindern zugeordnet sind, in die
nacheinander Kraftstoff zugemessen wird.Such control, in which two solenoid valves simultaneously
are powered differently or that the
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde am Beispiel einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern dargestellt. Die Vorgehensweise ist auch auf Brennkraftmaschinen mit anderer Zylinderzahl übertragbar. Hierzu ist eine entsprechende Anzahl von Verbrauchern, Schaltmitteln und weiteren Elementen vorzusehen. Auch kann vorgesehen sein, daß die Verbraucher in eine größere Anzahl von Gruppen aufgeteilt wird. Dies ist insbesondere bei höheren Zylinderzahlen sinnvoll.The device according to the invention was based on the example of a Internal combustion engine shown with four cylinders. The method is also on internal combustion engines with others Number of cylinders transferable. There is a corresponding number for this of consumers, switching devices and other elements to provide. It can also be provided that the consumer is divided into a larger number of groups. This is particularly useful with higher numbers of cylinders.
Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform erfolgt nach der Stromregelphase ein Übergang von einem hohen Stromniveau auf niedrigeres Stromniveau, wobei ein Teil der gespeicherten elektrischen Energie benützt wird, um den Kondensator teilweise aufzuladen. Ein weitere Aufladung des Kondensators erfolgt am Ansteuerende bei der Schnellöschung des Laststroms. Reicht danach die Ladung des Kondensators für ein erneutes Einschalten noch nicht aus, wird durch periodisches Ein- und Ausschalten des Laststroms (Nachtakten) zwischen zwei Einspritzvorgängen und Speicherung der elektrischen Energie eine weitere Spannungserhöhung erreicht.In the embodiment described so far, the Current control phase a transition from a high current level to lower current level, with part of the stored electrical energy is used to partially remove the capacitor charge. The capacitor is charged further on Actuation end when the load current is quickly extinguished. Enough then the capacitor is charged for switching on again not yet off, is switched on and off periodically Load current (night clocking) between two injection processes and Another electrical storage Voltage increase reached.
Hohe Motordrehzahlen bedingen kürzer werdende Zeitspannen, die zur Spannungshochsetzung mittels Nachtaktung genutzt werden können. Bei hohen Drehzahlen ist die Hochsetzung in der Zeit zwischen zwei Einspritzungen nicht möglich, so daß der Kondensator nicht auf die erforderliche Spannung aufgeladen werden kann. Erfindungsgemäß wird daher bei einer weiteren Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Spannungshochsetzung bereits während der Stromregelung durchgeführt wird und der Kondensator während der Ansteuerung wieder vollständig aufgeladen wird. Dadurch kann das Nachtakten in der Ansteuerlücke entfallen. Desweiteren wird das Risiko verringert, daß es zu einer unerwünschten Einspritzung kommt, da der Verbraucher zwischen den zwei Einspritzvorgängen nicht bestromt wird.High engine speeds mean shorter periods of time can be used to increase the voltage by means of night clocking can. At high speeds, the step up is in time not possible between two injections, so the Capacitor not charged to the required voltage can be. According to the invention, therefore, another Embodiment suggested that the voltage step-up is already carried out during the current control and the Capacitor completely again during activation is charged. This allows night clocking in the Control gap is eliminated. Furthermore, the risk is reduced that there is an undesirable injection because the Consumer not energized between the two injection processes becomes.
In Figur 4 sind entsprechend wie in Figur 3 die Ansteuersignale AC für den Booster-Transistor 41, in Figur 4b das Ansteuersignal AH für den High-Side-Schalter, in Figur 4c das Ansteuersignal AL eines Low-Side-Schalters, in Figur 4d ein Steuersignal AS das den Ladezustand des Kondensators berücksichtigt, in Figur 4e der durch den Verbraucher fließende Strom I und in Figur 4f die an Kondensator abfallende Spannung U über der Zeit aufgetragen.In FIG. 4, as in FIG. 3, the control signals are AC for the booster transistor 41, the drive signal in Figure 4b AH for the high-side switch, the control signal AL in FIG. 4c a low-side switch, a control signal AS in FIG. 4d takes the state of charge of the capacitor into account, in FIG current I flowing through the consumer and in FIG. 4f Capacitor falling voltage U plotted over time.
Entsprechend wie bei dem Ansteuerverfahren gemäß Figur 3 werden
verschiedene Phasen unterschieden. In einer Phase 0, die vor de
Ansteuerung des Verbrauchers liegt, ist die Endstufe
abgeschaltet. Die Ansteuersignale AC, AH, AL und das Signal AS
befinden sich auf niederem Potential. Dies bedeutet, daß der
High-Side-Schalter, 115 die Low-Side-Schalter 120 - 123 und der
Boosterschalter 140 den Stromfluß sperren. Durch die Verbraucher
fließt kein Strom. Der Kondensator 145 ist auf seine maximale
Spannung U10 aufgeladen. Diese nimmt einen Wert von ca. 80 Volt
an, wohingegen die Sannungsversorgung Werte von ca. 12 Volt
annimmt.Corresponding to the control method according to FIG. 3
different phases. In a
Die erste Phase zu Beginn der Ansteuerung entspricht der ersten
Phase der Vorgehensweise gemäß Figur 3. Während der Phase 1
steigt das Signal AS auf seinen hohen Pegel an. Dies zeigt an,
daß die am Kondensator abfallende Spannung kleiner als ein
vorgegebener Schwellwert US ist.The first phase at the start of activation corresponds to the first
Phase of the procedure according to FIG. 3. During
In der 2. Phase, die auch als Anzugstromregelung bezeichnet
werden kann, wird der Einschaltstrom vom High-Side-Schalter 115
übernommen und der Booster inaktiviert. Dies bedeutet, daß in
der 2. Phase das Ansteuersignal AT für den Booster-Schalter 140
zurückgenommen wird, so daß der Schalter 140 sperrt. Die
Ansteuersignale AH und AL für den High-Side-Schalter 115 und dem
Verbraucher zugeordneten Low-Side-Schalter nehmen einen hohen
Pegel an, damit diese Schalter den Stromfluß freigeben. Somit
fließt ein Strom von der Spannungsversorgung 105 über die Diode
110, den High-Side-Schalter 115, den Verbraucher, den
entsprechenden Low-Side-Schalter, den Strommeßwiderstand 125
zurück zur Spannungsquelle 105.In the 2nd phase, which is also called pull-in current control
the inrush current from the high-
Im Unterschied zur Phase 2 gemäß Figur 3 wird durch Antakten des
Lowside-Schalters der Strom, der mittels des
Strommeßwiderstandes 125 erfaßt wird, auf einen vorgebbaren Wert
für den Anzugstrom IA geregelt. Das heißt bei Erreichen des
Sollstromes IA für den Anzugstrom wir der Low-Side-Schalter 120
bis 125 so angesteuert, daß er sperrt. Bei unterschreiten einer
weiteren Schwelle wird er wieder freigegeben. Dies hat zur
Folge, daß bei geöffnetem Low-Side-Schalter 120 bis 125 ein
Strom vom jeweiligen Verbraucher durch die dem Verbraucher
zugeordnete Diode 130 bis 133 in den Kondensator 145 fließt und
die im Verbraucher gespeicherte Energie in den Kondensator 145
umgeladen wird. Gleichzeitig steigt die Spannung U, die am
Kondensator 145 anliegt, an.In contrast to
Die zweite Phase endet, wenn die Steuereinheit 160 das Ende der
Anzugsphase erkennt. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn eine
Schaltzeitpunkterkennung erkennt, daß der Magnetventilanker
seine neue Endlage erreicht hat.The second phase ends when the
In der dritten Phase, die auch als erste Schnellöschung
bezeichnet wir, wird entsprechend der dritten Phase gemäß der
ersten Ausführungsform das Ansteuersignal für den entsprechenden
Low-Side-Schalter zurückgenommen. Dies bewirkt, daß ein Strom
von dem jeweiligen Verbraucher durch die dem Verbraucher
zugeordnete Diode 130-133 in den Kondensator 145 fließt. Die im
Verbraucher gespeicherte Energie wird dabei in den Kondensator
145 umgeladen. In dieser Phase sinkt der Strom vom Anzugstrom IA
auf den Haltestrom IH ab. Gleichzeitig steigt die Spannung U,
die am Kondensator 145 anliegt an. Die dritte Phase ist beendet,
wenn der Sollwert für den Haltestrom erreicht wird. Die beim
Übergang vom Anzugstrom auf den Haltestrom frei werdende Energie
wird im Kondensator gespeichert.In the third phase, which is also called the first quick delete
is referred to, is corresponding to the third phase according to the
first embodiment, the control signal for the corresponding
Low side switch withdrawn. This causes a current
from the respective consumer through the to the consumer
associated diode 130-133 flows into
An die dritte Phase schließt sich die vierte Phase an, die auch
als Haltestromregelung bezeichnet wird. Entsprechend wie in der
zweiten Phase bleibt das Ansteuersignal für den
High-Side-Schalter auf seinem hohe Niveau, d. h. der
High-Side-Schalter bleibt geschlossen. Beim Öffnen und Schließen
des Low-Side-Schalters wird der Strom, der durch den Verbraucher
fließt auf den Sollwert für den Haltestrom eingeregelt. Bei
gesperrtem Lowside-Schalter fließt der Strom vom jeweiligen
Verbraucher durch die dem Verbraucher zugeordnete Diode 130-133
in den Kondensator 145. Dadurch wird die im Verbraucher
gespeicherte Energie in den Kondensator umgeladen.The fourth phase is followed by the fourth phase, which too
is referred to as holding current control. As in the
The second phase remains the control signal for the
High-side switch at its high level, d. H. of the
The high-side switch remains closed. When opening and closing
of the low-side switch is the current flowing through the consumer
flows to the setpoint for the holding current. At
locked low side switch, the current flows from the respective
Consumer through the diode 130-133 assigned to the consumer
into the
Sobald die am Kondensator abfallende Spannung U einen
vorgegebenen Schwellwert US erreicht hat, wechselt das Signal AS
auf niederes Potential ab. Damit ist der erste Teil 4a der
vierten Phase beendet. Ab diesem Zeitpunkt erfolgt die
Stromregelung nicht mehr mittels des Low-Side-Schalters sondern
mittels des High-Side-Schalters. Das bedeutet, der Lowside-Schalter
ist ständig in seiner leitenden Position und der
High-Side-Schalter wechselt zwischen seiner gesperrten und
seiner geöffneten Stellung. Bei gesperrtem Highside-Schalter 115
wirkt ein Freilaufkreis. Der Strom fließt vom Verbraucher durch
den Lowside-Schalter, den Widerstand 125 und die Freilaufdiode
150. Die vierte Phase ist beendet, wenn der Einspritzvorgang
abgeschlossen ist.As soon as the voltage drop across the capacitor U a
has reached the predetermined threshold value US, the signal AS changes
to low potential. The
Die sich anschließende fünfte Phase entspricht der fünften Phase der Vorgehensweise gemäß Figur 3. Die Phasen sechs und sieben, gemäß Figur 3 sind bei dieser Art der Ansteuerung nicht erforderlich. The subsequent fifth phase corresponds to the fifth phase the procedure according to FIG. 3. Phases six and seven, 3 are not in this type of control required.
Solange das Signal AS auf seinem hohen Pegel liegt, d.h. die Spannung am Kondensator den vorgegebenen Sollwert US noch nicht erreicht hat, arbeitet die Endstufenanordnung als stromregelnder Hochsetzsteller. In diesem Betriebszustand wird der High-Side-Schalter dauernd durchgeschaltet. Die Stromregelung erfolgt durch den dem einzelnen Verbraucher zugeordneten Lowside-Schalter. Der zur Stromregelung periodisch ein- und ausgeschaltet wird.As long as the signal AS is at its high level, i.e. the Voltage on the capacitor does not yet meet the specified setpoint US has reached, the output stage arrangement works as a current regulating Boost converter. The high-side switch is in this operating state switched through continuously. The current regulation takes place through the lowside switch assigned to the individual consumer. The periodically on and for current control is turned off.
Hat die am Kondensator 145 abfallende Spannung U einen
vorgegebenen Wert US erreicht, wird in einem anderen
Betriebsmodus umgeschaltet. In diesem Betriebsmodus erfolgt
keine weitere Aufladung des Kondensators. Die Stromregelung
erfolgt entsprechend wie in dem Ausführungsbeispiel bei Figur 3
mittels des High-Side-Schalters.The voltage U falling across
Der Schwellwert US für die Kondensatorspannung wird vorzugsweise
so gewählt, daß die Spannung zum Ende der Phase 4a zusammen mit
dem Spannungsanstieg in der fünften Phase einen Spannungswert
ergibt, der zum schnellen Einschalten erforderlich ist. In der
Phase 4a arbeitet die Schaltungsanordnung als Hochsetzsteller.
Die Stromregelung erfolgt in der Phase 4b mittels des High-Side-Schalters.The threshold value US for the capacitor voltage is preferred
chosen so that the voltage at the end of
Claims (8)
- Device for driving at least one electromagnetic load, in particular a solenoid valve for controlling the metering of fuel into an internal combustion engine, having a first switching means (115, 116), which is arranged between a first terminal of a supply voltage and a first terminal of at least one load (100, 101, 102, 103), having second switching means (120, 121, 122, 123), which are arranged between a second terminal of an associated load (100, 101, 102, 103) and the second terminal of the voltage supply, characterized in that means are provided which drive the second switching means (120, 121, 122, 123) in such a way that at least the energy which is released during the transition from a pull-in current value (IA) to a holding current value (IH) can be stored in a storage means (145, 146), and in that means are provided which drive the first switching means (115, 116) in such a way that, in a phase during which the current can be regulated to a set point, a free-wheeling diode (150, 151), which is connected between the first terminal of the load and the second terminal of the voltage supply, is acting.
- Device according to Claim 1, characterized in that, in a first phase of the driving, the first terminal of the load can be connected to the storage means (145, 146) by means of a third switching means (140, 141).
- Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the energy which is released when the second switching means is opened can be stored in the storage means.
- Device according to one of the preceding claims, characterized in that the energy which is released during transition from the holding current value (IA) to the value zero can be stored in the storage means (145).
- Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that, in a phase in which the current can be regulated to a set point, the energy which is released can be stored in the storage means (145).
- Device according to one of the preceding claims, characterized in that, in a phase which follows the driving, the second switching means are briefly driven in such a way that the load does not react, and in that the energy which is released when the second switching means is opened can be stored in the storage means.
- Device according to one of the preceding claims, characterized in that the storage means is connected in parallel with the second switching means.
- Device according to one of the preceding claims, characterized in that the loads can be divided up into at least two groups, to which in each case a first switching means (115, 116), a third switching means (140, 141) and/or a storage means (145, 146) are assigned.
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