EP0972134A1 - Device for regulating the flow of electricity through a consumer - Google Patents

Device for regulating the flow of electricity through a consumer

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EP0972134A1
EP0972134A1 EP98925406A EP98925406A EP0972134A1 EP 0972134 A1 EP0972134 A1 EP 0972134A1 EP 98925406 A EP98925406 A EP 98925406A EP 98925406 A EP98925406 A EP 98925406A EP 0972134 A1 EP0972134 A1 EP 0972134A1
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EP
European Patent Office
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voltage
measuring
computing unit
line
consumer
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EP98925406A
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EP0972134B1 (en
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Alfons Fisch
Ralf Förster
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP0972134B1 publication Critical patent/EP0972134B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
    • F02P3/051—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/053—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques

Definitions

  • the invention relates to a device for regulating the current flow according to the preamble of claims 1 and 2.
  • DE 39 08 558 discloses a signal transmission system in which an analog signal and a digital signal are transmitted from a transmitter to a receiver via a data line. The analog and digital signals are evaluated independently of each other at the receiver.
  • DE 38 26 663 AI discloses a method and a circuit for the simultaneous transmission of operating data, in which operating data and voice signals are transmitted via a line.
  • the peak values of the operating data are selected to be greater than the maximum peak values of the voice signals so that the signals can be mixed and the operating data can be determined again from the voice signal at the receiving location using a comparison voltage.
  • the voice signal is obtained from the mixed signal by subtracting the separated operating data.
  • DE 195 11 140 AI discloses a device for serial data exchange between two stations via a common data transmission line.
  • the first station recognizes the different bit states on the data line due to different voltage levels.
  • the second station recognizes the different bit states on the data transmission line due to the presence or absence of a specific current flow.
  • the voltage levels are evaluated differently by the stations, so that simultaneous data transmission in both directions is possible.
  • the object of the invention is to provide a simply constructed device for regulating the current flow through a device
  • FIG. 1 shows a device for regulating the current flow
  • FIG. 2 shows a voltage profile on the measuring line
  • FIG. 3 shows a current profile on the measuring line
  • the invention is described below using the example of a current control for a consumer in a motor vehicle.
  • application of the invention is not restricted to this exemplary embodiment, but can be applied to any circuit arrangement.
  • FIG. 1 shows an electronic circuit arrangement for regulating the current flow through a primary coil 1, which represents a consumer.
  • the primary coil 1 is connected to an input via an input line 18 with a battery 17.
  • Ignition line 19 is guided to a spark plug 3, which in turn is connected to ground with its output.
  • the spark plug 3 is arranged in the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the primary coil 1 is connected to the output via an output line 20 to the collector terminal C of a first transistor 4.
  • the emitter terminal E of the transistor 4 leads via a measuring line 21 to a first measuring resistor 5, which is connected to ground.
  • the input of a voltage-dependent current source 8 is connected to the measuring line 21, the output of which is connected to an output line 9.
  • the measuring line 21 is also connected to a first input 22 of an operational amplifier 6.
  • the second input 23 of the operational amplifier 6 is connected to a reference voltage source 24, which preferably outputs a constant voltage.
  • the output 26 of the operational amplifier 6 is connected to the base connection B of a second transistor 7, the emitter connection E of which is connected to ground and the collector connection C of which is connected to an output line 9.
  • the output line 9 is connected to a predetermined potential, in this case +5 V, via a second measuring resistor 16.
  • an analog line leads from the output line 9 to an analog input 12 of a computing unit 10 and a digital line leads to a digital input 11 of the computing unit 10.
  • the computing unit 10 has a control output 13 on, which is connected via a control line 27 and a first resistor 14 to the gate terminal G of the first transistor 4.
  • the computing unit 10 turns on the first transistor 4 at the time TE, so that the current through the primary coil as a result increases and the voltage drop between the collector terminal and the emitter terminal of the first transistor 4 drops from a first voltage UA at time TE to a second voltage UE.
  • a primary current ICE flows through the primary coil 1, which starts at the time TE and which increases with the time t, as shown in FIG.
  • the voltage on the measuring line 21 changes proportionally, so that the voltage-dependent current source 8 outputs a second current on the output line 9, which is proportional to the primary current and which increases linearly with time.
  • the operational amplifier 6 only opens the second transistor 7 when the primary current exceeds the limit current ICL at the time TL.
  • the voltage at the analog input 12 and at the digital input 11 thus behaves as a function of the primary current IC in accordance with the curve shown in FIG.
  • the voltage at the analog input 12 and at the digital input 11 drops from the predetermined potential of +5 V. proportionally down to a value of just below 3 V. This voltage drop is caused by the second current, which is supplied by the voltage-dependent current source 8.
  • the operational amplifier 6 detects this, since the voltage on the measuring line 21 rises above the voltage of the reference voltage source 24. As a result, the operational amplifier 6 drives the base terminal B of the second transistor 7 via its output 26, so that the second transistor 7 becomes conductive and thus a third current flows through the second transistor 7 and the output line 9.
  • the second transistor 7 and the second resistor 16 are designed such that, in the case of a conductive second transistor 7, the voltage on the output line 9 drops below a predetermined limit value, in this case 0.8 V. This is shown in FIG. 4 for the specified limit current ICL with 11 A.
  • the computing unit 10 regulates the current flow through the primary coil 1 via the transistor 4. At the same time, the computing unit 10 monitors the current flow through the primary coil 1 with an analog input 12 and a digital input 11. An analog / digital converter is provided at the analog input 12 , which converts the voltage present on the output line 9 into a corresponding digital value, which the computing unit 10 then uses to regulate the transistor 4.
  • the computing unit 10 monitors the voltage present at the digital input 11. If the voltage at the digital input 11 is in the high range, that is to say above 2.4 volts, the computing unit 10 regulates the current flow through the primary coil 1 via the voltage values which are received by the analog input 12. However, if the computing unit 10 recognizes that a low signal is present at the digital input 11, which is below 0.8 volts, the computing unit 10 actuates the first transistor 4, preferably at a calculated ignition time, in such a way that the current flows through the primary coil 1 is interrupted and thus a high ignition voltage is generated in the secondary coil 2, so that the spark plug 3 ignites.
  • connection of an analog and a digital input 12, 11 with a single output line 9 has the advantage that both analog information and digital information can be transmitted via the output line 9.
  • the analog information is used to regulate the current flowing through the primary coil 1 and the digital information is used as protection against overcurrent and as a sign that the primary coil 1 is sufficiently charged to carry out ignition of the spark plug 3 .
  • the analog information in the form of a voltage change on the output line 9 is to be selected such that the value range for a high signal or the value range for a low signal is not left, so that the analog information does not indicate a high Signal changes to a low signal or vice versa.
  • the monitoring of an overcurrent via a digital input 11 is advantageous since the digital input 11 is scanned faster and more often than with the analog input 12 and thus when an excessive current occurs that could damage the primary coil 1, quickly Primary current can be reduced.
  • the computing unit 10 knows the voltage value which the digital signal assumes in the high state and in the low state. The computing unit thus calculates the value of the analog signal from the voltage present at the analog input 12.
  • the analog signal is advantageously dimensioned such that when the analog and digital signals are superimposed, the computing unit 10 always recognizes the value of the digital signal.
  • the first transistor 4 represents a second switch and the second transistor 7 represents a first switch.

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Abstract

The invention relates to a device for regulating the flow of electricity through a consumer, wherein the flow of electricity is monitored in the form of a reference voltage by an analog input and a digital input of a computer unit. The voltage which is measured on the analog input is used to regulate the flow of electricity. The voltage at the digital input is measured as a low or high signal and used to interrupt the flow of electricity when a low signal is available.

Description

Beschreibungdescription
Vorrichtung zur Regelung des Stromflusses durch einen VerbraucherDevice for regulating the flow of current through a consumer
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Stromflusses gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 2.The invention relates to a device for regulating the current flow according to the preamble of claims 1 and 2.
Aus DE 39 08 558 ist ein Signalübertragungssystem bekannt, bei dem von einem Sender über eine Datenleitung ein analoges Signal und ein digitales Signal zu einem Empfänger übertragen werden. Beim Empfänger werden das analoge und das digitale Signal unabhängig voneinander ausgewertet.DE 39 08 558 discloses a signal transmission system in which an analog signal and a digital signal are transmitted from a transmitter to a receiver via a data line. The analog and digital signals are evaluated independently of each other at the receiver.
Aus DE 38 26 663 AI ist ein Verfahren und eine Schaltung zum gleichzeitigen Übertragen von Betriebsdaten bekannt, bei dem Betriebsdaten und Sprachsignale über eine Leitung übertragen werden. Dabei werden die Scheitelwerte der Betriebsdaten größer als die maximalen Scheitelwerte der Sprachsignale ge- wählt, damit die Signale gemischt werden können und am Empfangsort aus dem Sprachsignal mit Hilfe einer Vergleichsspannung die Betriebsdaten wieder ermittelt werden können. Das Ξprachsignal wird durch Subtraktion der ausgesonderten Betriebsdaten aus dem Signalgemisch gewonnen.DE 38 26 663 AI discloses a method and a circuit for the simultaneous transmission of operating data, in which operating data and voice signals are transmitted via a line. The peak values of the operating data are selected to be greater than the maximum peak values of the voice signals so that the signals can be mixed and the operating data can be determined again from the voice signal at the receiving location using a comparison voltage. The voice signal is obtained from the mixed signal by subtracting the separated operating data.
Aus DE 195 11 140 AI ist eine Vorrichtung bekannt zum seriellen Datenaustausch zwischen zwei Stationen über eine gemeinsame Datenübertragungsleitung. Die erste Station erkennt aufgrund unterschiedlicher Spannungspegel die unterschiedlichen Bit-Zustände auf der Datenleitung. Die zweite Station erkennt aufgrund des Vorliegens beziehungsweise des nicht Vorliegens eines bestimmten Stromflusses die unterschiedlichen Bit- Zustände auf der Datenübertragungsleitung. Die Spannungspegel werden von den Stationen unterschiedlich ausgewertet, so daß eine gleichzeitige Datenübertragung in beiden Richtungen möglich ist.DE 195 11 140 AI discloses a device for serial data exchange between two stations via a common data transmission line. The first station recognizes the different bit states on the data line due to different voltage levels. The second station recognizes the different bit states on the data transmission line due to the presence or absence of a specific current flow. The voltage levels are evaluated differently by the stations, so that simultaneous data transmission in both directions is possible.
Aus DE 40 05 813 AI ist bereits eine Vorrichtung zur Regelung des Stromflusses durch einen Verbraucher bekannt, bei der der Verbraucher mit einem Transistor und einem Meßwiderstand in Reihe geschaltet ist. Der am Meßwiderstand durch den Laststrom verursachte Spannungsabfall wird mit einem Operationsverstärker mit einer Referenzspannung verglichen. Ist der Spannungsabfall am Meßwiderstand größer als ein vorgegebener Wert, so wird ein Ausgangssignal abgegeben, das zur Steuerung des Laststromes verwendet wird.From DE 40 05 813 AI a device for regulating the current flow through a consumer is already known, in which the consumer is connected in series with a transistor and a measuring resistor. The voltage drop at the measuring resistor caused by the load current is compared with an operational amplifier with a reference voltage. If the voltage drop across the measuring resistor is greater than a predetermined value, an output signal is emitted which is used to control the load current.
Die Aufgabe der Erfindung beruht darin, eine einfach aufge- baute Vorrichtung zum Regeln des Stromflusses durch einenThe object of the invention is to provide a simply constructed device for regulating the current flow through a device
Verbraucher anzugeben, mit der eine genaue und einfache Regelung des Stromflusses ermöglicht wird.Specify consumers with which a precise and simple regulation of the current flow is made possible.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An- spruchs 1 und 2 gelöst.The object of the invention is achieved by the features of claims 1 and 2.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the figures; show it:
Figur 1 eine Vorrichtung zum Regeln des Stromflusses, Figur 2 einen Spannungsverlauf auf der Meßleitung, Figur 3 einen Stromverlauf auf der Meßleitung und1 shows a device for regulating the current flow, FIG. 2 shows a voltage profile on the measuring line, FIG. 3 shows a current profile on the measuring line and
Figur 4 die Spannung VM auf der Ausgangsleitung in Abhängigkeit vom Stromfluß IC auf der Meßleitung.4 shows the voltage VM on the output line as a function of the current flow IC on the measuring line.
Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel einer Stromrege- lung für einen Verbraucher im Kraftfahrzeug beschrieben. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern auf jede Schaltungsanordnung anwendbar.The invention is described below using the example of a current control for a consumer in a motor vehicle. The However, application of the invention is not restricted to this exemplary embodiment, but can be applied to any circuit arrangement.
Figur 1 zeigt eine elektronische Schaltungsanordnung zum Regeln des Stromflusses durch eine Primärspule 1, die einen Verbraucher darstellt. Die Primärspule 1 ist mit einem Eingang über eine Eingangsleitung 18 mit einer Batterie 17 verbunden. Parallel zur Primärspule 1 ist eine Sekundärspule 2 an die Batterie 17 angeschlossen, deren Ausgang über eineFIG. 1 shows an electronic circuit arrangement for regulating the current flow through a primary coil 1, which represents a consumer. The primary coil 1 is connected to an input via an input line 18 with a battery 17. Parallel to the primary coil 1, a secondary coil 2 is connected to the battery 17, the output of which is via a
Zündleitung 19 an eine Zündkerze 3 geführt ist, die wiederum mit ihrem Ausgang an Masse angeschlossen ist. Die Zündkerze 3 ist im Brennraum einer Brennkraftmaschine angeordnet.Ignition line 19 is guided to a spark plug 3, which in turn is connected to ground with its output. The spark plug 3 is arranged in the combustion chamber of an internal combustion engine.
Die Primärspule 1 ist mit dem Ausgang über eine Ausgangsleitung 20 an den Kollektoranschluß C eines ersten Transistors 4 angeschlossen. Der Emitteranschluß E des Transistors 4 führt über eine Meßleitung 21 zu einem ersten Meßwiderstand 5, der an Masse angeschlossen ist. Mit der Meßleitung 21 ist der Eingang einer spannungsabhängigen Stromquelle 8 verbunden, dessen Ausgang an eine Ausgangsleitung 9 angeschlossen ist. Die Meßleitung 21 ist zudem mit einem ersten Eingang 22 eines Operationsverstärkers 6 verbunden. Der zweite Eingang 23 des Operationsverstärkers 6 ist an eine Referenzspannungsquelle 24 angeschlossen, die vorzugsweise eine konstante Spannung abgibt. Der Ausgang 26 des Operationsverstärkers 6 ist an den Basisanschluß B eines zweiten Transistors 7 angeschlossen, dessen Emitteranschluß E mit Masse und dessen Kollektoranschluß C mit einer Ausgangsleitung 9 in Verbindung steht. Die Ausgangsleitung 9 ist über einen zweiten Meßwiderstand 16 an ein vorgegebenes Potential, in diesem Fall +5 V, angeschlossen. Zudem führen von der Ausgangsleitung 9 eine Analogleitung zu einem Analogeingang 12 einer Recheneinheit 10 und eine Digitalleitung zu einem Digitaleingang 11 der Rechenein- heit 10. Die Recheneinheit 10 weist einen Steuerausgang 13 auf, der über eine Steuerleitung 27 und einen ersten Widerstand 14 mit dem Gateanschluß G des ersten Transistors 4 verbunden ist.The primary coil 1 is connected to the output via an output line 20 to the collector terminal C of a first transistor 4. The emitter terminal E of the transistor 4 leads via a measuring line 21 to a first measuring resistor 5, which is connected to ground. The input of a voltage-dependent current source 8 is connected to the measuring line 21, the output of which is connected to an output line 9. The measuring line 21 is also connected to a first input 22 of an operational amplifier 6. The second input 23 of the operational amplifier 6 is connected to a reference voltage source 24, which preferably outputs a constant voltage. The output 26 of the operational amplifier 6 is connected to the base connection B of a second transistor 7, the emitter connection E of which is connected to ground and the collector connection C of which is connected to an output line 9. The output line 9 is connected to a predetermined potential, in this case +5 V, via a second measuring resistor 16. In addition, an analog line leads from the output line 9 to an analog input 12 of a computing unit 10 and a digital line leads to a digital input 11 of the computing unit 10. The computing unit 10 has a control output 13 on, which is connected via a control line 27 and a first resistor 14 to the gate terminal G of the first transistor 4.
Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung der Figur 1 wird im folgenden anhand der Figuren 2 bis 4 näher erläutert: Für die Vorbereitung einer Zündung der Zündkerze 3 steuert die Recheneinheit 10 den ersten Transistor 4 zum Zeitpunkt TE auf, so daß als Folge davon der Strom durch die Primärspule zunimmt und der Spannungsabfall zwischen dem Kollektoranschluß und dem Emitteranschluß des ersten Transistors 4 von einer ersten Spannung UA zum Zeitpunkt TE auf eine zweite Spannung UE abfällt. Als Folge davon fließt durch die Primärspule 1 ein Primärstrom ICE, der zum Zeitpunkt TE einsetzt, und der mit der Zeit t ansteigt, wie in Figur 3 dargestellt ist .The mode of operation of the circuit arrangement of FIG. 1 is explained in more detail below with reference to FIGS. 2 to 4: For the preparation of an ignition of the spark plug 3, the computing unit 10 turns on the first transistor 4 at the time TE, so that the current through the primary coil as a result increases and the voltage drop between the collector terminal and the emitter terminal of the first transistor 4 drops from a first voltage UA at time TE to a second voltage UE. As a result of this, a primary current ICE flows through the primary coil 1, which starts at the time TE and which increases with the time t, as shown in FIG.
Als Folge davon verändert sich die Spannung, die auf der Meßleitung 21 anliegt, proportional, so daß die spanungsabhängi- ge Stromquelle 8 einen zweiten Strom auf die Ausgangsleitung 9 ausgibt, der proportional zum Primärstrom ist, und der mit der Zeit linear zunimmt.As a result, the voltage on the measuring line 21 changes proportionally, so that the voltage-dependent current source 8 outputs a second current on the output line 9, which is proportional to the primary current and which increases linearly with time.
Liegt der Primärstrom unter einem vorgegebenen Grenzstrom ICL, so bleibt auch der Spannungsabfall auf der Meßleitung 21 unter einem vorgegebenen Wert. Der Operationsverstärker 6 steuert den zweiten Transistor 7 erst auf, wenn der Primärstrom den Grenzstrom ICL zum Zeitpunkt TL übersteigt. Somit verhält sich die Spannung am Analogeingang 12 und am Digital- eingang 11 in Abhängigkeit vom Primärstrom IC entsprechend dem in Figur 4 dargestellten Verlauf.If the primary current is below a predetermined limit current ICL, the voltage drop on the measuring line 21 also remains below a predetermined value. The operational amplifier 6 only opens the second transistor 7 when the primary current exceeds the limit current ICL at the time TL. The voltage at the analog input 12 and at the digital input 11 thus behaves as a function of the primary current IC in accordance with the curve shown in FIG.
Fließt ein Primärstrom und ist der Primärstrom unter dem Grenzstrom ICL, so sinkt die Spannung am Analogeingang 12 und am Digitaleingang 11 von dem vorgegebenen Potential von +5 V proportional bis auf einen Wert von knapp unter 3 V ab. Dieser Spannungsabfall wird durch den zweiten Strom, der durch die spannungsabhängige Stromquelle 8 geliefert wird, hervorgerufen.If a primary current flows and the primary current is below the limit current ICL, the voltage at the analog input 12 and at the digital input 11 drops from the predetermined potential of +5 V. proportionally down to a value of just below 3 V. This voltage drop is caused by the second current, which is supplied by the voltage-dependent current source 8.
Überschreitet nun der Primärstrom IC den vorgegebenen Grenzwert ICL, so erkennt dies der Operationsverstärker 6, da die Spannung auf der Meßleitung 21 über die Spannung der Referenzspannungsquelle 24 steigt. Als Folge davon steuert der Operationsverstärker 6 über seinen Ausgang 26 den Basisanschluß B des zweiten Transistors 7 an, so daß der zweite Transistor 7 leitend wird und damit ein dritter Strom über den zweiten Transistor 7 und die Ausgangsleitung 9 fließt. Der zweite Transistor 7 und der zweite Widerstand 16 sind derart ausgebildet, daß bei einem leitenden zweiten Transistor 7 die Spannung auf der Ausgangsleitung 9 unter einen vorgegebenen Grenzwert, in diesem Fall 0,8 V abfällt. Dies ist in Figur 4 für den vorgegebenen Grenzstrom ICL mit 11 A dargestellt .If the primary current IC now exceeds the predetermined limit value ICL, the operational amplifier 6 detects this, since the voltage on the measuring line 21 rises above the voltage of the reference voltage source 24. As a result, the operational amplifier 6 drives the base terminal B of the second transistor 7 via its output 26, so that the second transistor 7 becomes conductive and thus a third current flows through the second transistor 7 and the output line 9. The second transistor 7 and the second resistor 16 are designed such that, in the case of a conductive second transistor 7, the voltage on the output line 9 drops below a predetermined limit value, in this case 0.8 V. This is shown in FIG. 4 for the specified limit current ICL with 11 A.
Die Recheneinheit 10 regelt zum einen über den Transistor 4 den Stromfluß durch die Primärspule 1. Zugleich überwacht die Recheneinheit 10 mit einem Analogeingang 12 und einem Digitaleingang 11 den Stromfluß durch die Primärspule 1. Am Ana- logeingang 12 ist ein Analog/Digital-Wandler vorgesehen, der die auf der Ausgangsleitung 9 anliegende Spannung in einen entsprechenden digitalen Wert umwandelt, den dann die Recheneinheit 10 zur Regelung des Transistors 4 verwendet.The computing unit 10 regulates the current flow through the primary coil 1 via the transistor 4. At the same time, the computing unit 10 monitors the current flow through the primary coil 1 with an analog input 12 and a digital input 11. An analog / digital converter is provided at the analog input 12 , which converts the voltage present on the output line 9 into a corresponding digital value, which the computing unit 10 then uses to regulate the transistor 4.
Zugleich überwacht die Recheneinheit 10 die am Digitaleingang 11 anliegende Spannung. Liegt die Spannung am Digitaleingang 11 im High-Bereich, das heißt über 2,4 Volt, so regelt die Recheneinheit 10 den Stromfluß durch die Primärspule 1 über die Spannungswerte, die vom Analogeingang 12 aufgenommen wer- den. Erkennt jedoch die Recheneinheit 10, daß am Digitaleingang 11 ein Low-Signal anliegt, das unter 0,8 Volt liegt, so wird von der Recheneinheit 10, vorzugsweise zu einem berechneten Zünd- Zeitpunkt, der erste Transistor 4 derart angesteuert, daß der Stromfluß durch die Primärspule 1 unterbrochen wird und somit in der Sekundärspule 2 eine hohe Zündspannung erzeugt wird, so daß die Zündkerze 3 zündet.At the same time, the computing unit 10 monitors the voltage present at the digital input 11. If the voltage at the digital input 11 is in the high range, that is to say above 2.4 volts, the computing unit 10 regulates the current flow through the primary coil 1 via the voltage values which are received by the analog input 12. However, if the computing unit 10 recognizes that a low signal is present at the digital input 11, which is below 0.8 volts, the computing unit 10 actuates the first transistor 4, preferably at a calculated ignition time, in such a way that the current flows through the primary coil 1 is interrupted and thus a high ignition voltage is generated in the secondary coil 2, so that the spark plug 3 ignites.
Die Verbindung eines analogen und eines digitalen Einganges 12, 11 mit einer einzigen Ausgangsleitung 9, hat den Vorteil, daß über die Ausgangsleitung 9 sowohl eine analoge Information als auch eine digitale Information übertragen werden kann. Die analoge Information wird für die Regelung der Stromstär- ke, die durch die Primärspule 1 fließt, verwendet und die digitale Information wird als Schutz gegen Überstrom und als Zeichen dafür verwendet, daß die Primärspule 1 ausreichend aufgeladen ist, um eine Zündung der Zündkerze 3 durchzuführen.The connection of an analog and a digital input 12, 11 with a single output line 9 has the advantage that both analog information and digital information can be transmitted via the output line 9. The analog information is used to regulate the current flowing through the primary coil 1 and the digital information is used as protection against overcurrent and as a sign that the primary coil 1 is sufficiently charged to carry out ignition of the spark plug 3 .
Die analoge Information in Form einer Spannungsänderung auf der Ausgangsleitung 9 ist so zu wählen, daß der Wertebereich für ein High-Signal bzw. der Wertebereich für ein Low-Signal nicht verlassen wird, damit die analoge Information die digi- tale Information nicht von einem High-Signal zu einem Low- Signal oder umgekehrt ändert.The analog information in the form of a voltage change on the output line 9 is to be selected such that the value range for a high signal or the value range for a low signal is not left, so that the analog information does not indicate a high Signal changes to a low signal or vice versa.
Zudem ist die Überwachung eines Überstromes über einen digitalen Eingang 11 vorteilhaft, da eine Abtastung des digitalen Eingangs 11 schneller und öfter durchgeführt wird, als bei dem analogen Eingang 12 und somit bei Auftreten eines zu großen Stromes, der die Primärspule 1 beschädigen könnte, schnell der Primärstrom reduziert werden kann. Die Recheneinheit 10 kennt den Spannungswert, den das digitale Signal im High-Zustand und im Low-Zustand einnimmt. Damit berechnet die Recheneinheit aus der am Analogeingang 12 anliegenden Spannung den Wert des analogen Signals. Zudem ist das analoge Signal vorteilhafterweise derart dimensioniert, daß bei der Überlagerung zwischen dem analogen und dem digitalen Signal die Recheneinheit 10 immmer den Wert des digitalen Signals erkennt. Der erste Transistor 4 stellt einen zweiten Schalter und der zweite Tansistor 7 stellt einen er- sten Schalter dar. In addition, the monitoring of an overcurrent via a digital input 11 is advantageous since the digital input 11 is scanned faster and more often than with the analog input 12 and thus when an excessive current occurs that could damage the primary coil 1, quickly Primary current can be reduced. The computing unit 10 knows the voltage value which the digital signal assumes in the high state and in the low state. The computing unit thus calculates the value of the analog signal from the voltage present at the analog input 12. In addition, the analog signal is advantageously dimensioned such that when the analog and digital signals are superimposed, the computing unit 10 always recognizes the value of the digital signal. The first transistor 4 represents a second switch and the second transistor 7 represents a first switch.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Regeln des Stromflusses durch einen Verbraucher (1) , der über eine Meßleitung (21) mit Masse verbun- den ist,1. Device for regulating the current flow through a consumer (1), which is connected to ground via a measuring line (21),
■ mit Mitteln, die mit der Meßleitung (21) verbunden sind, und die in Abhängigkeit von der auf der Meßleitung (21) vorliegenden Meßspannung einen ersten Strom auf eine Ausgangsleitung (9) ausgeben, dadurch gekennzeichnet, daß■ by means which are connected to the measuring line (21) and which, depending on the measuring voltage present on the measuring line (21), output a first current to an output line (9), characterized in that
■ eine Recheneinheit (10) vorgesehen ist, die über einen Analogeingang (12) und über einen Digitaleingang (11) mit der Ausgangsleitung (9) verbunden ist,A computing unit (10) is provided which is connected to the output line (9) via an analog input (12) and via a digital input (11),
■ daß die Recheneinheit (10) über den Analogeingang den Wert der Spannung auf der Ausgangsleitung erfaßt, daß die Recheneinheit in Abhängigkeit von der über den Analogeingang ermittelten Spannung über einen zweiten Schalter (4) den Stromfluß durch den Verbraucher regelt,■ that the computing unit (10) detects the value of the voltage on the output line via the analog input, that the computing unit controls the current flow through the consumer via a second switch (4) as a function of the voltage determined via the analog input,
■ daß die Recheneinheit (10) über den Digitaleingang die Spannung auf der Ausgangsleitung dahingehend erfaßt, ob ein Low-Signal anliegt, und■ that the computing unit (10) detects the voltage on the output line via the digital input to determine whether a low signal is present, and
■ daß die Recheneinheit bei einem Low-Signal auf dem Digitaleingang den zweiten Schalter (4) in einem vorgebbaren Zeitbereich öffnet und dadurch den Stromfluß durch den Verbrau- eher (1) unterbricht.■ that the computing unit opens the second switch (4) in a predefinable time range when there is a low signal on the digital input and thereby interrupts the current flow through the consumer (1).
2. Vorrichtung zum Regeln des Stromflusses durch einen Verbraucher (1), der zwischen einem positiven Potential (17) und einem ersten Meßwiderstand (5) geschaltet ist, der über eine Meßleitung (21) mit Masse verbunden ist,2. Device for regulating the current flow through a consumer (1), which is connected between a positive potential (17) and a first measuring resistor (5), which is connected to ground via a measuring line (21),
■ mit ersten Mitteln, die mit der Meßleitung (21) verbunden sind und in Abhängigkeit von der auf der Meßleitung (21) vorliegenden Meßspannung einen ersten Strom auf eine Ausgangsleitung (9) ausgeben, die über einen zweiten Meßwider- stand (16) mit einem vorgegebenen Potential verbunden ist,■ with first means, which are connected to the measuring line (21) and, depending on the measuring voltage present on the measuring line (21), output a first current to an output line (9) which is connected to a via a second measuring resistor (16) predetermined potential is connected,
■ dadurch gekennzeichnet, daß zweite Mittel vorgesehen sind, die mit der Meßleitung (21) verbunden sind, und die einen zweiten von der Meßspannung abhängigen Strom auf die Ausgangsleitung (9) geben, wenn die Meßspannung kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist, wobei der zweite Stromfluß so groß ist, daß die Spannung auf der Ausgangsleitung (9) unter einen vorgegebenen Wert fällt, mit■ characterized in that second means are provided which are connected to the measuring line (21) and which give a second current dependent on the measuring voltage to the output line (9) if the measuring voltage is less than a predetermined limit value, the second current flow being so great, that the voltage on the output line (9) falls below a predetermined value with
■ einer Recheneinheit (10), die über einen Analogeingang (12) und über einen Digitaleingang (11) mit der Ausgangsleitung (9) verbunden ist,A computing unit (10) which is connected to the output line (9) via an analog input (12) and via a digital input (11),
■ daß die Recheneinheit (10) über eine Steuerleitung (27) mit einem zweiten Schalter (4) verbunden ist, der zwischen den Verbraucher (1) und die Meßleitung eingebracht ist,■ that the computing unit (10) is connected via a control line (27) to a second switch (4) which is inserted between the consumer (1) and the measuring line,
■ daß die Recheneinheit (10) über den Analogeingang den Wert der Spannung auf der Ausgangsleitung erfaßt, daß die Recheneinheit in Abhängigkeit von der über den Analogeingang ermittelten Spannung den zweiten Schalter (4) steuert und dadurch den Stromfluß durch den Verbraucher regelt,■ that the computing unit (10) detects the value of the voltage on the output line via the analog input, that the computing unit controls the second switch (4) as a function of the voltage determined via the analog input and thereby regulates the current flow through the consumer,
■ daß die Recheneinheit (10) über den Digitaleingang die Spannung auf der Ausgangsleitung dahingehend erfaßt, ob ein Low-Signal anliegt, und■ that the computing unit (10) detects the voltage on the output line via the digital input to determine whether a low signal is present, and
■ daß die Recheneinheit bei einem Low-Signal auf dem Digitaleingang den zweiten Schalter (4) in einem vorgebbaren Zeitbereich öffnet und dadurch den Stromfluß durch den Verbrau- eher (1) unterbricht.■ that the computing unit opens the second switch (4) in a predefinable time range when there is a low signal on the digital input and thereby interrupts the current flow through the consumer (1).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Mittel eine spannungsabhängige Stromquelle (8) verwendet wird.3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that a voltage-dependent current source (8) is used as the first means.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Mittel ein Operationsverstärker (6) vorgesehen ist, der mit einem ersten Eingang mit der Meßleitung (21) und mit einem zweiten Eingang mit einer konstanten Spannungsquelle (24) verbunden ist, und der mit einem Ausgang an einen ersten Schalter (7) geführt ist, über den die Ausgangsleitung (9) mit Masse verbindbar ist, wobei der Operationsverstärker die Meßspannung mit der Referenzspannung der Spannungsquelle4. Apparatus according to claim 2, characterized in that an operational amplifier (6) is provided as second means, which is connected to a first input with the measuring line (21) and to a second input with a constant voltage source (24), and is led with an output to a first switch (7), via which the output line (9) can be connected to ground, the operational amplifier measuring voltage with the reference voltage of the voltage source
(24) vergleicht und den ersten Schalter (7) öffnet, wenn die Meßspannung kleiner als die Referenzspannung ist und den er- sten Schalter (7) schließt, wenn die Meßspannung größer als die Referenzspannung ist.(24) compares and opens the first switch (7) when the measuring voltage is less than the reference voltage and closes the first switch (7) when the measuring voltage is greater than the reference voltage.
5. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbraucher (1) eine Zündspule angeordnet ist, die von der Recheneinheit (10) gegen Überstrom geschützt wird. 5. The device according to claim 6, characterized in that an ignition coil is arranged as a consumer (1), which is protected by the computing unit (10) against overcurrent.
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