EP1154141A2 - Ansteuerschaltung zur Ansteuerung wenigstens eines Magnetventils für die Kraftstoffzumessung in einer Brennkraftmaschine - Google Patents
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- EP1154141A2 EP1154141A2 EP01108229A EP01108229A EP1154141A2 EP 1154141 A2 EP1154141 A2 EP 1154141A2 EP 01108229 A EP01108229 A EP 01108229A EP 01108229 A EP01108229 A EP 01108229A EP 1154141 A2 EP1154141 A2 EP 1154141A2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D2041/2003—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils using means for creating a boost voltage, i.e. generation or use of a voltage higher than the battery voltage, e.g. to speed up injector opening
- F02D2041/2006—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils using means for creating a boost voltage, i.e. generation or use of a voltage higher than the battery voltage, e.g. to speed up injector opening by using a boost capacitor
Definitions
- the invention relates to a control circuit for Control of at least one solenoid valve for the Fuel metering in an internal combustion engine according to the Preamble of claim 1.
- Such a control circuit is such. B. from the German Patent application 195 39 071 of Robert Bosch GmbH known. With this known control circuit, fast Solenoid valves e.g. B. for "common rail injection” or “Direct petrol injection” from internal combustion engines Booster and battery supply voltage FET switches controlled, which at the transition from the starting current to the holding current released energy in a capacitor is saved.
- This circuit arrangement requires a variety of Components and complex driver circuits that it allow the valves to be controlled with large flows heading for.
- the resulting ones are disadvantageous Dependencies of the switch-off edges for quick extinguishing of the solenoid valves from the battery voltage.
- New developments in fast solenoid valves allow one Reduction of the control current and thus that for the Control of the solenoid valves required energy.
- the core of the control circuit according to the invention is a Recharge circuit that with the first and second connection the supply voltage to generate a pre-stabilized recharge voltage for the Storage capacitor from the battery supply voltage and is connected to the first switching means and the Contains storage capacitor and a third switching means, that, driven by the control means, the Recharge circuit for recharging the storage capacitor activated.
- the pre-stabilized voltage can have a wide range include that under or the battery voltage can exceed.
- the second HS switch known from today's control circuits per bank with associated other components omitted without replacement.
- the capacitors on the battery voltage are less stressed because of a current switch between different current branches is eliminated.
- FIG. 1 graphically shows the time course of the Current I (in amps) through a solenoid valve during a control process of the same.
- Figure 2 shows a block diagram of an inventive Control circuit as an example for two banks I and II.
- the bank I contains, for example, three solenoid valves 100, 101 and 102, which are interconnected with their high-side ends and are supplied with current from the recharge circuit 1 via an HS-FET (high-side field-effect transistor) 115.
- the other ends of the solenoid valves 100, 101, 102 are each connected to the recharging circuit 1 via diodes and each via an LS-FET (low-side field-effect transistor) 120, 121, 122 and a measuring resistor R1 to a ground connection GND of the battery supply voltage U BATT .
- the recharging circuit 1 proposed according to the invention has a choke coil 110, a diode 112, a storage capacitor 145, a measuring resistor 111 and, parallel to the series connection of the diode 112 with the storage capacitor 145, between a first connection U BR and the second connection GND of the battery supply voltage U BATT . a field effect transistor 113.
- the switching of the second bank II is identical to that of the first bank I and that the Reload circuit 1 is common to both banks I and II.
- the control terminals of the HS-FETs 115, 116 and the LS-FETs 120, 121, 122 and 220, 221 and 222 of both banks I and II are with (not shown) control lines with Driver circuits 10 and 11 (drive means) connected.
- the function of the control circuit shown in Figure 2 is as follows.
- the solenoid valves 100, 101, 102 of Bank I and 200, 201, 202 of Bank II each via the corresponding LS-FET 120, 121, 122 or 220, 221, 222 selected.
- the HS-FET 115, 116 of the respective bank I, II controls with that of Reload circuit 1 generated pre-stabilized Reload voltage the current flow during the tightening and Hold phase.
- the booster phase of previous control circuits not applicable since it is combined with the starting current phase.
- the solenoid valves of the individual banks I, II exclusively with that of the recharge circuit 1 generated pre-stabilized voltage.
- the transitions from the tightening to the holding phase are at Transition by quick deletion by switching off the respective LS-FET and HS-FET generated or simply as Free running by switching off the respective LS-FET or HS-FET realized.
- the shutdown of the respective solenoid valve takes place via quick delete (SL in Figure 1) switched off LS-FET and HS-FET.
- Quick extinguishing SL is via the quick extinguishing diodes of the respective bank I, II energy in the storage capacitor 145 returned.
- the recharging circuit 1 either clocks continuously and / or is regulated accordingly when the desired voltage is reached.
- a resistor 111 which is connected in series between the storage capacitor 145 and the second connection GND of the supply voltage U BAT , is used to measure the voltage at the storage capacitor.
- the "hot" end of the measuring resistor 111 is connected to the driver circuit 11 or the control means.
- the driver circuit 11 is connected to a higher-level control unit (not shown) via a line system.
- the recharging circuit 1 proposed according to the invention enables the generation of a pre-stabilized voltage with which all the solenoid valves can be controlled in the pull-in and hold phase.
- the pre-stabilized voltage can cover a wide range, which can fall below or exceed the battery voltage U BATT .
- the capacitors located at the battery voltage U BATT which are symbolized in FIG. 2 by a capacitance C, are less stressed, since there is no need to switch current between different current branches. Because the control circuit according to the invention avoids the dependence of the control currents on the battery voltage, the usable operating range can be expanded.
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract
Description
- Figur 1
- zeigt graphisch einen Stromverlauf über der Zeit bei der Ansteuerung eines Magnetventils mit der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung und
- Figur 2
- zeigt schematisch ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung.
Claims (9)
- Schaltungsanordnung zur Ansteuerung wenigstens eines Magnetventils für die Kraftstoffzumessung in einer Brennkraftmaschine, mit ersten Schaltmitteln (115, 116), die mit einem ersten Anschluss des wenigstens einen Magnetventils (100, 101, 102; 200, 201, 202) verbunden sind, zweiten Schaltmitteln (120, 121, 122; 220, 221, 222), die jeweils zwischen einem zweiten Anschluss eines zugeordneten Magnetventils (100, 101, 102; 200, 201, 202) und dem zweiten Anschluss (GND) der Versorgungsspannung (UBATT) angeordnet sind, und mit Ansteuermitteln (10, 11), die die Schaltmittel so ansteuern, dass die beim schnellen Übergang von einem Anzugsstromwert (IA) auf einen Haltestromwert (IH) oder von einem Haltestromwert (IH) auf Stromstärke 0 frei werdende Energie in einem mit einem jeweiligen zweiten Anschluss des Magnetventils oder der Magnetventile verbundenen Speicherkondensator (145) speicherbar und dem oder den Magnetventil(en) in seiner/ihrer Ansteuerphase wieder zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachladeschaltung (110, 111, 112, 113, 145) mit dem ersten und zweiten Anschluss (UBR, GND) der Versorgungsspannung (UBATT) zur Erzeugung einer vorstabilisierten Nachladespannung für den Speicherkondensator (145) aus der Batterieversorgungsspannung (UBATT) und mit den ersten Schaltmitteln (115, 116) verbunden ist, wobei die Nachladeschaltung den Speicherkondensator (145) sowie ein drittes Schaltmittel (113) enthält, welches, angesteuert von den Ansteuermitteln (10, 11), die Nachladeschaltung zum Nachladen des Speicherkondensators (145) aktiviert.
- Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuermittel (10, 11) so eingerichtet sind, dass sie das dritte Schaltmittel (113) kontinuierlich takten.
- Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachladeschaltung weiterhin Messmittel (111) aufweist, die einen am Speicherkondensator (145) gemessenen Spannungswert den Ansteuermitteln (10, 11) zuführen, wobei die Ansteuermittel (10, 11) das dritte Schaltmittel (113) zum Nachladen des Speicherkondensators (145) nur ansteuern, wenn die erfasste Spannung am Speicherkondensator (145) einen bestimmten Sollwert unterschreitet.
- Ansteuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (111) einen Widerstand aufweisen, der in Reihe zwischen dem Speicherkondensator (145) und dem zweiten Anschluss (GND) der Versorgungsspannung (UBATT) geschaltet ist.
- Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachladeschaltung weiterhin eine in Reihe zum Speicherkondensator (145) geschaltete Drosselspule (110) und eine Diode (112) aufweist, die in Reihe zwischen die Drosselspule (110) und den Speicherkondensator (145) geschaltet ist, und dass ein Verbindungspunkt der Diode (112) mit dem Speicherkondensator (145) mit dem zweiten Anschluss oder den zweiten Anschlüssen des Magnetventils bzw. der Magnetventile in Verbindung steht.
- Ansteuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltmittel (113) parallel zur Reihenschaltung der Diode (112) mit dem Speicherkondensator (145) geschaltet ist.
- Ansteuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel FET-Leistungsschalttransistoren oder ähnliche sind.
- Ansteuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventile und die ersten und zweiten Schaltmittel in mehrere Bänke (I, II) gruppiert sind, wobei jede Bank ein oder mehrere Magnetventile, einen FET-Leistungsschalttransistor als erstes Schaltmittel und ein oder mehrere FET-Leistungsschalttransistoren, die jeweils dem oder den Magnetventilen zugeordnet sind, als zweite Schaltmittel aufweisen.
- Ansteuerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Magnetventilen abgewendeten Enden der zweiten Schaltmittel jeder Bank einzeln zusammengeschaltet und gemeinsam mit einem Ende je eines Messwiderstands (R1,R2) verbunden sind, dessen anderes Ende mit dem zweiten Anschluss (GND) der Versorgungsspannung (UBATT) verbunden ist, und dass an dem jeweiligen mit den zweiten Schaltmitteln verbundenen Ende dieser Messwiderstände ein Spannungswert abgreifbar und den Ansteuermitteln (10, 11) zuführbar ist.
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