JP2000100621A - 電磁付勢部材を励起する切換装置および同装置の動作方法 - Google Patents
電磁付勢部材を励起する切換装置および同装置の動作方法Info
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- JP2000100621A JP2000100621A JP11208691A JP20869199A JP2000100621A JP 2000100621 A JP2000100621 A JP 2000100621A JP 11208691 A JP11208691 A JP 11208691A JP 20869199 A JP20869199 A JP 20869199A JP 2000100621 A JP2000100621 A JP 2000100621A
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- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- 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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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御される電磁作動部材の作用時間を減じ、
簡単かつ経済的に構成される切換装置および切換装置の
動作方法を提供する。 【解決手段】 コアを持つ起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ
３、Ｌ３'を持つ電磁作動部材と、エネルギ源との起動
コイルの接続および遮断のための起動スイッチＴ２、Ｔ
２'、Ｔ３、Ｔ３'と、起動コイルにより生じる磁界によ
り起動スイッチが閉路されると静止位置から付勢位置へ
運動可能に支承された強磁性設定要素とを含む切換装
置。補助磁気エネルギを蓄積するため、エネルギ蓄積要
素Ｌ１、Ｌ１'に蓄積される補助エネルギの起動コイル
へ伝達するため起動コイルに接続されるエネルギ蓄積要
素が設けられ、エネルギ伝達時点を制御することができ
る制御装置が更に設けられる。
簡単かつ経済的に構成される切換装置および切換装置の
動作方法を提供する。 【解決手段】 コアを持つ起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ
３、Ｌ３'を持つ電磁作動部材と、エネルギ源との起動
コイルの接続および遮断のための起動スイッチＴ２、Ｔ
２'、Ｔ３、Ｔ３'と、起動コイルにより生じる磁界によ
り起動スイッチが閉路されると静止位置から付勢位置へ
運動可能に支承された強磁性設定要素とを含む切換装
置。補助磁気エネルギを蓄積するため、エネルギ蓄積要
素Ｌ１、Ｌ１'に蓄積される補助エネルギの起動コイル
へ伝達するため起動コイルに接続されるエネルギ蓄積要
素が設けられ、エネルギ伝達時点を制御することができ
る制御装置が更に設けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コイル・コアを持
つ起動コイルと、起動コイルをエネルギ源に接続しかつ
エネルギ源から切り離すための起動スイッチと、起動ス
イッチが閉路されるときに静止位置から作動位置になる
起動コイルにより生成される磁界により運動され得る運
動可能に支承された強磁性設定要素とを含む電磁作動部
材の励起のための切換装置に関する。更に、本発明は、
かかる種類の切換装置の動作のための方法に関する。
つ起動コイルと、起動コイルをエネルギ源に接続しかつ
エネルギ源から切り離すための起動スイッチと、起動ス
イッチが閉路されるときに静止位置から作動位置になる
起動コイルにより生成される磁界により運動され得る運
動可能に支承された強磁性設定要素とを含む電磁作動部
材の励起のための切換装置に関する。更に、本発明は、
かかる種類の切換装置の動作のための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる種類の切換装置は、例えば、自動
車のエンジンで用いられる。このような用途では、電磁
石として設計される作動部材が、設定要素の運動を介し
て燃料噴射ポンプの噴射プロセスを制御する。このよう
な場合、噴射プロセスの原動力に対する大きな需要は、
自動車分野における慣例的な１２ボルトの低電圧と対立
する。特に、燃焼室内への燃料の噴射が高圧下で生じる
ディーゼル・エンジンにおいては、早い応答時間に加え
て大きな力が要求される。
車のエンジンで用いられる。このような用途では、電磁
石として設計される作動部材が、設定要素の運動を介し
て燃料噴射ポンプの噴射プロセスを制御する。このよう
な場合、噴射プロセスの原動力に対する大きな需要は、
自動車分野における慣例的な１２ボルトの低電圧と対立
する。特に、燃焼室内への燃料の噴射が高圧下で生じる
ディーゼル・エンジンにおいては、早い応答時間に加え
て大きな力が要求される。
【０００３】使用されるコイルの誘導性を増すことは、
これにより生成され得る力が明らかに同じように増加さ
れるがコイルに対する充電時間、従って設定要素がそれ
以上に運動させられるコイル電流が更に増加され、その
結果応答速度がひどく低下するので、原則として不可能
である。
これにより生成され得る力が明らかに同じように増加さ
れるがコイルに対する充電時間、従って設定要素がそれ
以上に運動させられるコイル電流が更に増加され、その
結果応答速度がひどく低下するので、原則として不可能
である。
【０００４】要求される電流の強さの取得までコイルの
充電時間を減じる可能性は、コイルの誘導性と抵抗値を
減じることからなり得る。このことは、コイルに対する
動作電圧の印加後に著しく迅速に上昇するコイル電流と
短い時間で達する要求電流値とをまねくことになる。し
かし、この場合、コイル電流は最終的に動作に要求され
るより著しく大きな値となり、その結果これらの人為的
に増加する電流値が再び別の制御回路により制限されね
ばならない。
充電時間を減じる可能性は、コイルの誘導性と抵抗値を
減じることからなり得る。このことは、コイルに対する
動作電圧の印加後に著しく迅速に上昇するコイル電流と
短い時間で達する要求電流値とをまねくことになる。し
かし、この場合、コイル電流は最終的に動作に要求され
るより著しく大きな値となり、その結果これらの人為的
に増加する電流値が再び別の制御回路により制限されね
ばならない。
【０００５】同じことが、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ
を介してコイルに生じる電圧を増す可能性に対して妥当
する。明らかに、この場合はシステムの応答速度もまた
増加されるが、これは再びコイル電流が不当に大きな値
に増加することによって達成される。この場合に再び要
求される電流制限に加えて、ＤＣ−ＤＣコンバータもま
た複雑かつ高価となり、その結果当該解決法もまたコス
ト理由により望ましくない。
を介してコイルに生じる電圧を増す可能性に対して妥当
する。明らかに、この場合はシステムの応答速度もまた
増加されるが、これは再びコイル電流が不当に大きな値
に増加することによって達成される。この場合に再び要
求される電流制限に加えて、ＤＣ−ＤＣコンバータもま
た複雑かつ高価となり、その結果当該解決法もまたコス
ト理由により望ましくない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、制御
される電磁作動部材の作用時間が減じられ、同時に切換
装置が簡単かつ経済的に構成されることが望ましい、最
初に挙げた種類の切換装置を提供することにある。更
に、かかる種類の切換装置の動作方法が提供される。
される電磁作動部材の作用時間が減じられ、同時に切換
装置が簡単かつ経済的に構成されることが望ましい、最
初に挙げた種類の切換装置を提供することにある。更
に、かかる種類の切換装置の動作方法が提供される。
【０００７】最初に挙げた種類の切換装置を起点とし
て、補助磁気エネルギの蓄積のためにエネルギ蓄積要素
が設けられ、エネルギ蓄積要素に蓄積される補助エネル
ギの起動コイルへの伝達のためエネルギ蓄積要素が起動
コイルに接続され、エネルギ伝達時点を制御することが
できる制御装置が設けられることにおいて、前記目的が
達成される。
て、補助磁気エネルギの蓄積のためにエネルギ蓄積要素
が設けられ、エネルギ蓄積要素に蓄積される補助エネル
ギの起動コイルへの伝達のためエネルギ蓄積要素が起動
コイルに接続され、エネルギ伝達時点を制御することが
できる制御装置が設けられることにおいて、前記目的が
達成される。
【０００８】前記方法に関する目的は、補助磁気エネル
ギがエネルギ蓄積要素に蓄積され、蓄積された補助磁気
エネルギが即時起動コイルへ供給され、かつエネルギ供
給の少なくとも初めの時点に起動コイルが起動スイッチ
を介してエネルギ源に接続されることにおいて達成され
る。
ギがエネルギ蓄積要素に蓄積され、蓄積された補助磁気
エネルギが即時起動コイルへ供給され、かつエネルギ供
給の少なくとも初めの時点に起動コイルが起動スイッチ
を介してエネルギ源に接続されることにおいて達成され
る。
【０００９】このように、本発明により、補助磁気エネ
ルギが、補助コイルとして設計されることが望ましいエ
ネルギ蓄積要素に蓄積され、起動コイルの切換え時点に
起動コイルへ即時供給される。このような即時の伝達に
より、起動コイルにおけるコイル電流は同様に即時立上
がり、その結果設定要素の運動に必要なコイル電流の閾
値を非常に短時間に越える。起動コイルにおける補助エ
ネルギの減衰後に、エネルギ源、例えば自動車のバッテ
リによってコイル電流を充分な強さで供給することがで
きる。
ルギが、補助コイルとして設計されることが望ましいエ
ネルギ蓄積要素に蓄積され、起動コイルの切換え時点に
起動コイルへ即時供給される。このような即時の伝達に
より、起動コイルにおけるコイル電流は同様に即時立上
がり、その結果設定要素の運動に必要なコイル電流の閾
値を非常に短時間に越える。起動コイルにおける補助エ
ネルギの減衰後に、エネルギ源、例えば自動車のバッテ
リによってコイル電流を充分な強さで供給することがで
きる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の有利な実施例に
よれば、エネルギ蓄積要素が起動コイルと直列に接続さ
れ、充電スイッチを介して基準電位に接続しあるいはこ
れから切り離すことができる。充電スイッチが閉じられ
ると、エネルギ源からからエネルギ蓄積要素へ電流を供
給し所望のエネルギ量で充電することができる。例えば
時定数、誘導性などの如き対応的なパラメータは、エネ
ルギ蓄積要素に蓄積されたエネルギが起動コイルへの伝
達後に所望の切換えプロセス、即ち設定要素の運動を開
始するために充分であるように、経験的に決定され規定
される。
よれば、エネルギ蓄積要素が起動コイルと直列に接続さ
れ、充電スイッチを介して基準電位に接続しあるいはこ
れから切り離すことができる。充電スイッチが閉じられ
ると、エネルギ源からからエネルギ蓄積要素へ電流を供
給し所望のエネルギ量で充電することができる。例えば
時定数、誘導性などの如き対応的なパラメータは、エネ
ルギ蓄積要素に蓄積されたエネルギが起動コイルへの伝
達後に所望の切換えプロセス、即ち設定要素の運動を開
始するために充分であるように、経験的に決定され規定
される。
【００１１】前記目的のため、所望の補助エネルギに達
した後かあるいはエネルギ蓄積要素に蓄積される補助エ
ネルギが直列に接続される起動コイルへ即時に伝達され
る対応時間後に、それぞれ充電スイッチが開かれる。こ
れにおいては、電流が起動コイルに流れることが可能な
ように、起動コイルおよびエネルギ源と共に電流回路を
形成する起動スイッチが充電スイッチの開路前あるいは
少なくとも開路時に閉じられることだけを必要とする。
した後かあるいはエネルギ蓄積要素に蓄積される補助エ
ネルギが直列に接続される起動コイルへ即時に伝達され
る対応時間後に、それぞれ充電スイッチが開かれる。こ
れにおいては、電流が起動コイルに流れることが可能な
ように、起動コイルおよびエネルギ源と共に電流回路を
形成する起動スイッチが充電スイッチの開路前あるいは
少なくとも開路時に閉じられることだけを必要とする。
【００１２】複数のエネルギ蓄積要素および（または）
複数の起動コイルを設け得ることが望ましい。この場
合、特に、エネルギ蓄積要素にそれぞれ蓄積される補助
エネルギは、並列に接続される複数の起動コイルへ伝達
することができる。
複数の起動コイルを設け得ることが望ましい。この場
合、特に、エネルギ蓄積要素にそれぞれ蓄積される補助
エネルギは、並列に接続される複数の起動コイルへ伝達
することができる。
【００１３】本発明の更に他の望ましい実施の形態によ
れば、エネルギ伝達中に生じる高電圧のバッファリング
のためのコンデンサが、エネルギ蓄積要素と起動コイル
との間の接続場所に設けられる。即時のエネルギ伝達に
より生じる高電圧は、通常は大半の場合に望ましくない
熱へ変換される。本発明により設けられるコンデンサに
より、これら電圧ピークがバッファされ、実際に損失な
く制御されるように対応するエネルギが起動コイルへ伝
達される。この場合、低い容量を持つコンデンサを使用
できる方法で切換装置の応答特性がコンデンサによって
ほとんど劣化されないように電圧ピークの一部のみをバ
ッファすることも可能である。
れば、エネルギ伝達中に生じる高電圧のバッファリング
のためのコンデンサが、エネルギ蓄積要素と起動コイル
との間の接続場所に設けられる。即時のエネルギ伝達に
より生じる高電圧は、通常は大半の場合に望ましくない
熱へ変換される。本発明により設けられるコンデンサに
より、これら電圧ピークがバッファされ、実際に損失な
く制御されるように対応するエネルギが起動コイルへ伝
達される。この場合、低い容量を持つコンデンサを使用
できる方法で切換装置の応答特性がコンデンサによって
ほとんど劣化されないように電圧ピークの一部のみをバ
ッファすることも可能である。
【００１４】本発明の更に有利な実施の形態が特許請求
の範囲において記述される。
の範囲において記述される。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明については、望ましい実施
の形態および添付図面に関して以下に更に詳細に述べ
る。図１において、本発明により設計される切換装置１
が、入力側で２つのリレー２、３を介して、直流電圧源
４として設計されるエネルギ源に接続される。
の形態および添付図面に関して以下に更に詳細に述べ
る。図１において、本発明により設計される切換装置１
が、入力側で２つのリレー２、３を介して、直流電圧源
４として設計されるエネルギ源に接続される。
【００１６】自動車の噴射系統の起動コイルＬ２、Ｌ
２'、Ｌ３、Ｌ３'（以下においては、噴射コイルとも呼
ばれる）は、出力側で切換装置１に接続される。流体圧
作動装置の噴射プロセスの間、起動コイルＬ２、Ｌ
２'、Ｌ３、Ｌ３'を介して、例えばディーゼル・エンジ
ンの噴射系統が図示しない制御装置を介して制御され
る。
２'、Ｌ３、Ｌ３'（以下においては、噴射コイルとも呼
ばれる）は、出力側で切換装置１に接続される。流体圧
作動装置の噴射プロセスの間、起動コイルＬ２、Ｌ
２'、Ｌ３、Ｌ３'を介して、例えばディーゼル・エンジ
ンの噴射系統が図示しない制御装置を介して制御され
る。
【００１７】起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'は、
それぞれ一端部で、トランジスタで具現される起動スイ
ッチＴ２、Ｔ２'、Ｔ３、Ｔ３'を介して接地される。こ
の場合、起動スイッチは同様に、図示しない制御装置に
よってそれぞれオン／オフすることができる。
それぞれ一端部で、トランジスタで具現される起動スイ
ッチＴ２、Ｔ２'、Ｔ３、Ｔ３'を介して接地される。こ
の場合、起動スイッチは同様に、図示しない制御装置に
よってそれぞれオン／オフすることができる。
【００１８】起動コイルＬ２、Ｌ２'およびＬ３、Ｌ３'
は、それぞれ相互に並列に接続され、かつそれぞれそれ
らの共通接続点５、６で抵抗７、８を介して切換装置１
内部のノード点９、１０に接続されている。ノード点９
は、一方でコンデンサＣ１を介して接地され、ダイオー
ド１１を介して充電コイルＬ１とトランジスタで具現さ
れる充電スイッチＴ１との間に配置された接続点１２に
接続され、更にリレー２を介して直流電圧源４に、また
更に他のダイオード１３とこのダイオードに並列に接続
される抵抗１４とを介して接続される。
は、それぞれ相互に並列に接続され、かつそれぞれそれ
らの共通接続点５、６で抵抗７、８を介して切換装置１
内部のノード点９、１０に接続されている。ノード点９
は、一方でコンデンサＣ１を介して接地され、ダイオー
ド１１を介して充電コイルＬ１とトランジスタで具現さ
れる充電スイッチＴ１との間に配置された接続点１２に
接続され、更にリレー２を介して直流電圧源４に、また
更に他のダイオード１３とこのダイオードに並列に接続
される抵抗１４とを介して接続される。
【００１９】前記接続点から離れた位置にある充電コイ
ルＬ１の端部は同様にリレー２を介して直流電圧源４に
接続されるが、充電スイッチＴ１は接地される。ここ
で、充電スイッチＴ１は、起動スイッチＴ２、Ｔ２'、
Ｔ３、Ｔ３'と同様に、図示しない制御装置によりオン
／オフすることができる。
ルＬ１の端部は同様にリレー２を介して直流電圧源４に
接続されるが、充電スイッチＴ１は接地される。ここ
で、充電スイッチＴ１は、起動スイッチＴ２、Ｔ２'、
Ｔ３、Ｔ３'と同様に、図示しない制御装置によりオン
／オフすることができる。
【００２０】ノード点１０とリレー３との間に示される
回路部分は、先に述べたノード点９とリレー２との間に
存在する回路部分と完全に対応している。切換装置１の
動作方法については、図２のａ）ないしｅ）にそれぞれ
示された電流と電圧の関係プロットに関して更に詳細に
以下に述べる。ここで、図２のａ）はトランジスタＴ
１、Ｔ１'のベースに存在する各切換え電圧１５を示
し、図２のｂ）は充電コイルＬ１、Ｌ１'に流れる充電
電流１６を示し、図２のｃ）は起動スイッチＴ２、Ｔ
２'、Ｔ３、Ｔ３'に存在する切換え電圧１７を示し、図
２のｄ）は起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'に流れ
る噴射器電流１８を示し、図２のｅ）は起動コイルＬ
２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'に存在する噴射器電圧１９を示
している。
回路部分は、先に述べたノード点９とリレー２との間に
存在する回路部分と完全に対応している。切換装置１の
動作方法については、図２のａ）ないしｅ）にそれぞれ
示された電流と電圧の関係プロットに関して更に詳細に
以下に述べる。ここで、図２のａ）はトランジスタＴ
１、Ｔ１'のベースに存在する各切換え電圧１５を示
し、図２のｂ）は充電コイルＬ１、Ｌ１'に流れる充電
電流１６を示し、図２のｃ）は起動スイッチＴ２、Ｔ
２'、Ｔ３、Ｔ３'に存在する切換え電圧１７を示し、図
２のｄ）は起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'に流れ
る噴射器電流１８を示し、図２のｅ）は起動コイルＬ
２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'に存在する噴射器電圧１９を示
している。
【００２１】正常な動作状態において、例えば、対応す
る自動車の点火のスイッチ・オン後に、リレー２、３が
閉じられる。充電トランジスタＴ１、Ｔ１'は、パルス
形状の切換え電圧１５で規則的な間隔において、あるい
はエンジンの回転速度に従って、制御装置によりそれぞ
れ励起される。切換え電圧１５のパルス幅により規定さ
れる充電時間ＴLの間、図２のｂ）に示される立上がり
充電電流１６が充電コイルＬ１、Ｌ１'に流れるよう
に、これら充電スイッチＴ１、Ｔ１'が閉じられる。こ
こで、充電電流１６が短時間に非常に大きくなるよう
に、また例えば図２のｂ）に示されるように充電時間Ｔ
Lの間に１２アンペアに達するように、充電コイルＬ
１、Ｌ１'の誘導性が選択される。
る自動車の点火のスイッチ・オン後に、リレー２、３が
閉じられる。充電トランジスタＴ１、Ｔ１'は、パルス
形状の切換え電圧１５で規則的な間隔において、あるい
はエンジンの回転速度に従って、制御装置によりそれぞ
れ励起される。切換え電圧１５のパルス幅により規定さ
れる充電時間ＴLの間、図２のｂ）に示される立上がり
充電電流１６が充電コイルＬ１、Ｌ１'に流れるよう
に、これら充電スイッチＴ１、Ｔ１'が閉じられる。こ
こで、充電電流１６が短時間に非常に大きくなるよう
に、また例えば図２のｂ）に示されるように充電時間Ｔ
Lの間に１２アンペアに達するように、充電コイルＬ
１、Ｌ１'の誘導性が選択される。
【００２２】切換え電圧１７が充電時間ＴLの間ゼロで
あるので、起動スイッチＴ２、Ｔ２'、Ｔ３、Ｔ３′は
前記充電時間中開かれる。起動スイッチＴ２、Ｔ２'、
Ｔ３、Ｔ３'が開いた結果、起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ
３、Ｌ３'における噴射器電流１８は、図２のｄ）に示
されるように、充電時間ＴLの間ゼロである。
あるので、起動スイッチＴ２、Ｔ２'、Ｔ３、Ｔ３′は
前記充電時間中開かれる。起動スイッチＴ２、Ｔ２'、
Ｔ３、Ｔ３'が開いた結果、起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ
３、Ｌ３'における噴射器電流１８は、図２のｄ）に示
されるように、充電時間ＴLの間ゼロである。
【００２３】充電コイルＬ１、Ｌ１′において充電電流
１６の立上がりの結果、エネルギＷ L＝０．５×Ｌ×ｉ2
が充電時間ＴLにおいてこれら充電コイルＬ１、Ｌ１'に
蓄積される。ここで、Ｌはコイルの各誘導性、ｉはコイ
ルに流れる各電流である。
１６の立上がりの結果、エネルギＷ L＝０．５×Ｌ×ｉ2
が充電時間ＴLにおいてこれら充電コイルＬ１、Ｌ１'に
蓄積される。ここで、Ｌはコイルの各誘導性、ｉはコイ
ルに流れる各電流である。
【００２４】充電時間ＴLの開始と長さの両方は、充電
時間ＴLの終り、即ち時点ｔ1に、起動コイルＬ２、Ｌ
２'、Ｌ３、Ｌ３'により切換えプロセスを開始するよう
に、充分なエネルギがそれぞれ充電コイルＬ１、Ｌ１'
に蓄積されるよう選択される。このため、例えば自動車
のエンジンにおける所望の噴射時点に対応する時点ｔ1
に、起動スイッチＴ２、Ｔ２'、Ｔ３、Ｔ３'が閉じられ
るように切換え電圧１７が励起され、かつ略々同時に充
電スイッチＴ１、Ｔ１'が開くように切換え電圧１５が
ゼロに設定される。
時間ＴLの終り、即ち時点ｔ1に、起動コイルＬ２、Ｌ
２'、Ｌ３、Ｌ３'により切換えプロセスを開始するよう
に、充分なエネルギがそれぞれ充電コイルＬ１、Ｌ１'
に蓄積されるよう選択される。このため、例えば自動車
のエンジンにおける所望の噴射時点に対応する時点ｔ1
に、起動スイッチＴ２、Ｔ２'、Ｔ３、Ｔ３'が閉じられ
るように切換え電圧１７が励起され、かつ略々同時に充
電スイッチＴ１、Ｔ１'が開くように切換え電圧１５が
ゼロに設定される。
【００２５】充電スイッチＴ１、Ｔ１'の開路により、
充電コイルＬ１、Ｌ１'に蓄積されるエネルギが起動コ
イルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'へ伝達されるように充電
コイルＬ１、Ｌ１'が即時放電される。起動コイルＬ
２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'が起動スイッチＴ２、Ｔ２'、
Ｔ３、Ｔ３'を介して接地するよう切換えられるので、
噴射器電流１８は、充電コイルＬ１、Ｌ１'の急に降下
する電流カーブ１６に対応して非常に急速に立上がり、
このとき例えばディーゼル・エンジンの噴射ポンプの励
起のため設定要素の運動のために越えなければならない
例えば３アンペアの閾値ＩOを短時間に越える。急速に
立上がる噴射器電流１８に対応して、噴射器電圧１９も
また１００ないし１５０ボルトの値まで急激に上昇す
る。
充電コイルＬ１、Ｌ１'に蓄積されるエネルギが起動コ
イルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'へ伝達されるように充電
コイルＬ１、Ｌ１'が即時放電される。起動コイルＬ
２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'が起動スイッチＴ２、Ｔ２'、
Ｔ３、Ｔ３'を介して接地するよう切換えられるので、
噴射器電流１８は、充電コイルＬ１、Ｌ１'の急に降下
する電流カーブ１６に対応して非常に急速に立上がり、
このとき例えばディーゼル・エンジンの噴射ポンプの励
起のため設定要素の運動のために越えなければならない
例えば３アンペアの閾値ＩOを短時間に越える。急速に
立上がる噴射器電流１８に対応して、噴射器電圧１９も
また１００ないし１５０ボルトの値まで急激に上昇す
る。
【００２６】噴射器電圧の更に高い立上がりは、伝達さ
れた全エネルギあるいはこのエネルギの少なくとも大半
をコンデンサＣ１、Ｃ１'に蓄えることができるように
バッファ要素として容量決定されたコンデンサＣ１、Ｃ
１'によって阻止される。
れた全エネルギあるいはこのエネルギの少なくとも大半
をコンデンサＣ１、Ｃ１'に蓄えることができるように
バッファ要素として容量決定されたコンデンサＣ１、Ｃ
１'によって阻止される。
【００２７】時点ｔ2における充電コイルＬ１、Ｌ１'か
ら起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'への全エネルギ
の伝達後に、時点ｔ3まで噴射器電流１８が実質的に一
定な状態を維持するかあるいは緩やかに降下するように
直流電圧源４により５アンペア以上の取得された噴射器
電流が送られる。
ら起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'への全エネルギ
の伝達後に、時点ｔ3まで噴射器電流１８が実質的に一
定な状態を維持するかあるいは緩やかに降下するように
直流電圧源４により５アンペア以上の取得された噴射器
電流が送られる。
【００２８】時点ｔ3において、起動スイッチＴ２、Ｔ
２'、Ｔ３、Ｔ３'が開いて噴射器電流１８が指数関数的
に減衰するように切換え電圧１７がゼロに設定される。
噴射器電流１８の低減は、−１８０ボルト以上の値まで
の噴射器電圧１９の対応的な負方向への増加と結合され
る。
２'、Ｔ３、Ｔ３'が開いて噴射器電流１８が指数関数的
に減衰するように切換え電圧１７がゼロに設定される。
噴射器電流１８の低減は、−１８０ボルト以上の値まで
の噴射器電圧１９の対応的な負方向への増加と結合され
る。
【００２９】本発明による所望の切換え時点における補
助エネルギの事前蓄積およびこの蓄積された補助エネル
ギの実際の起動コイルへの伝達により、切換えプロセス
に要求される噴射器電流の閾値が更に迅速に実質的に越
えられることが達成される。本発明においては、充電コ
イルＬ１、Ｌ１'の開路により充電電流１６が自動的に
遮断され、起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'におけ
る起動電流１８が直流電圧源４によって所望のレベルに
保持されるので、別の電流制限は不要である。
助エネルギの事前蓄積およびこの蓄積された補助エネル
ギの実際の起動コイルへの伝達により、切換えプロセス
に要求される噴射器電流の閾値が更に迅速に実質的に越
えられることが達成される。本発明においては、充電コ
イルＬ１、Ｌ１'の開路により充電電流１６が自動的に
遮断され、起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'におけ
る起動電流１８が直流電圧源４によって所望のレベルに
保持されるので、別の電流制限は不要である。
【００３０】図３に示された信号プロットは、切換え電
圧１７が時点ｔ1において最初に付勢されるのではなく
切換え電圧１５のスイッチオンによって既に付勢される
という点においてのみ図２による信号プロットとは異な
る。これにより、充電コイルＬ１、Ｌ１'における充電
電流１６が１２アンペアまで上昇する充電時間ＴLの間
に起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'における噴射器
電流１８もまた図示された部分１８′に対応して上昇す
ることが達成される。起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、
Ｌ３'の誘導性の選定される決定の結果として、時点ｔ1
における充電時間ＴLの終りに噴射器電流１８が２アン
ペアより小さな値に達するように、充電時間ＴLの間に
充電電流１６より緩やかに噴射器電流１８'が上昇す
る。この値は、所望の切換えプロセス、例えば噴射プロ
セスをトリガーするためには充分でない。
圧１７が時点ｔ1において最初に付勢されるのではなく
切換え電圧１５のスイッチオンによって既に付勢される
という点においてのみ図２による信号プロットとは異な
る。これにより、充電コイルＬ１、Ｌ１'における充電
電流１６が１２アンペアまで上昇する充電時間ＴLの間
に起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'における噴射器
電流１８もまた図示された部分１８′に対応して上昇す
ることが達成される。起動コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、
Ｌ３'の誘導性の選定される決定の結果として、時点ｔ1
における充電時間ＴLの終りに噴射器電流１８が２アン
ペアより小さな値に達するように、充電時間ＴLの間に
充電電流１６より緩やかに噴射器電流１８'が上昇す
る。この値は、所望の切換えプロセス、例えば噴射プロ
セスをトリガーするためには充分でない。
【００３１】しかし、予め切換え電圧１７のスイッチオ
ンにより、切換え電圧１５のスイッチオフ後にエネルギ
伝達により生じる噴射器電流１８がそのオフセットに付
加されるように、噴射器電流１８のオフセットが生じ
る。これにより、噴射器電流１８は時点ｔ2における前
記オフセットにより増加される図２による電流プロット
と関連する値を有する。このように制限電流ＩOの超過
が図２における電流プロットよりやや早く生じるので、
本発明により設計される切換装置の応答速度をこのよう
に更に改善することができる。
ンにより、切換え電圧１５のスイッチオフ後にエネルギ
伝達により生じる噴射器電流１８がそのオフセットに付
加されるように、噴射器電流１８のオフセットが生じ
る。これにより、噴射器電流１８は時点ｔ2における前
記オフセットにより増加される図２による電流プロット
と関連する値を有する。このように制限電流ＩOの超過
が図２における電流プロットよりやや早く生じるので、
本発明により設計される切換装置の応答速度をこのよう
に更に改善することができる。
【００３２】制御装置により観察されるタイミングに関
しては、切換え電圧１７の低減過程前に充電電流１６の
低減過程が生じる限り、かつ起動時間ＴAが励起プロセ
ス、例えば燃料噴射の開始および終了に対して充分に長
い限り、切換え電圧１７が付勢されることに過ぎない。
しては、切換え電圧１７の低減過程前に充電電流１６の
低減過程が生じる限り、かつ起動時間ＴAが励起プロセ
ス、例えば燃料噴射の開始および終了に対して充分に長
い限り、切換え電圧１７が付勢されることに過ぎない。
【図１】本発明により設計された切換装置を示す概略回
路図である。
路図である。
【図２】図１に関する回路の使用時の電流と電圧の関係
をそれぞれ示す概略プロットである。
をそれぞれ示す概略プロットである。
【図３】図１に関する回路の使用時の電流と電圧の関係
をそれぞれ示す更に他の概略プロットである。
をそれぞれ示す更に他の概略プロットである。
１ 切換装置 ２、３ リレー ４ 直流電圧源 ５、６、１２ 接続点 ７、８、１４ 抵抗 ９、１０ ノード点 １１、１２ ダイオード １５ 切換え電圧 １６ 充電電流 １７ 切換え電圧 １８ 噴射器電流 １９ 噴射器電圧 Ｌ１、Ｌ１' 充電コイル Ｌ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３' 起動（噴射器）コイル Ｔ１、Ｔ１' 充電スイッチ Ｔ２、Ｔ２'、Ｔ３、Ｔ３' 起動スイッチ Ｃ１、Ｃ１' コンデンサ ＴL 充電時間 ＴA 起動時間
Claims (14)
- 【請求項１】 コイル・コアを持つ起動コイル（Ｌ２、
Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'）と、エネルギ源（４）に対する前
記起動コイル（Ｌ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'）の接続およ
び切断のための起動スイッチ（Ｔ２、Ｔ２'、Ｔ３、Ｔ
３'）と、該起動スイッチ（Ｔ２、Ｔ２'、Ｔ３、Ｔ
３'）が閉路されるとき前記起動コイル（Ｌ２、Ｌ２'、
Ｌ３、Ｌ３'）により生成される磁界により静止位置か
ら付勢位置へ運動可能に支承された強磁性設定要素とを
含む電磁付勢部材を励起する切換装置であって、 補助磁気エネルギの蓄積のためのエネルギ蓄積要素（Ｌ
１、Ｌ１'）が設けられ、前記エネルギ蓄積要素（Ｌ
１、Ｌ１'）に蓄積される補助エネルギの伝達のため該
エネルギ蓄積要素（Ｌ１、Ｌ１'）が前記起動コイル
（Ｌ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'）に接続され、エネルギの
伝達時点を制御することができる制御装置が設けられる
ことを特徴とする切換装置。 - 【請求項２】 前記エネルギ蓄積要素（Ｌ１、Ｌ１'）
がコイルとして構成されることを特徴とする請求項１記
載の切換装置。 - 【請求項３】 前記エネルギ蓄積要素（Ｌ１、Ｌ１'）
が前記起動（コイルＬ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'）と直列
に接続され、充電スイッチ（Ｔ１、Ｔ１'）を介して基
準電位に接続しかつ該基準電位から切断することができ
ることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載
の切換装置。 - 【請求項４】 前記エネルギ源（４）が、約３Ｖないし
約５０Ｖの電圧、特に約１２Ｖまたは約２４Ｖの電圧を
供給する電圧源、特に直流電圧源として構成されること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の
切換装置。 - 【請求項５】 前記起動スイッチ（Ｔ２、Ｔ２'、Ｔ
３、Ｔ３'）および（または）充電スイッチ（Ｔ１、Ｔ
１'）がトランジスタとして構成されることを特徴とす
る請求項１ないし４のいずれか一つに記載の切換装置。 - 【請求項６】 前記エネルギ伝達において生成される高
電圧のバッファリングのためのコンデンサ（Ｃ１、Ｃ
１'）が，前記エネルギ蓄積要素（Ｌ１、Ｌ１'）と起動
コイル（Ｌ２、Ｌ２'、Ｌ３、Ｌ３'）との間の接続位置
（９、１０）に設けられることを特徴とする請求項１な
いし５のいずれか一つに記載の切換装置。 - 【請求項７】 前記コンデンサ（Ｃ１、Ｃ１'）が基準
電圧あるいはバッテリ電圧へ切換えられ、特に基準電圧
および（または）バッテリ電圧へ切換えられる複数のコ
ンデンサ（Ｃ１、Ｃ１'）が設けられることを特徴とす
る請求項６記載の切換装置。 - 【請求項８】 複数のエネルギ蓄積要素（Ｌ１、Ｌ
１'）が設けられることを特徴とする請求項１ないし７
のいずれか一つに記載の切換装置。 - 【請求項９】 複数の起動コイル（Ｌ２、Ｌ２'、Ｌ
３、Ｌ３'）が設けられることを特徴とする請求項１な
いし８のいずれか一つに記載の切換装置。 - 【請求項１０】 １つのエネルギ蓄積要素が複数の起動
コイル、特に並列に接続された起動コイルに接続される
ことを特徴とする請求項９記載の切換装置。 - 【請求項１１】 コイル・コアを持つ起動コイルと、エ
ネルギ源に対する前記起動コイルの接続および切断のた
めの起動スイッチと、該起動スイッチが閉路されるとき
前記起動コイルにより生成される磁界により静止位置か
ら付勢位置へ運動可能に支承された強磁性設定要素とを
含む電磁付勢部材を励起する方法であって、補助磁気エ
ネルギがエネルギ蓄積要素に蓄積され、該補助磁気エネ
ルギが前記起動コイルに対して急速に供給され、少なく
ともエネルギ供給時点の初めにおいて前記起動コイルが
起動スイッチを介して前記エネルギ源に接続される方
法。 - 【請求項１２】 伝達された補助エネルギの結果として
起動コイルに流れる電流が磁界を生じ、該磁界内で前記
設定要素が静止位置から付勢位置へ運動させられる大き
さで前記補助エネルギが選定されることを特徴とする請
求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 前記エネルギ伝達の開始前に、特に実
質的にエネルギ蓄積要素における補助エネルギ蓄積の時
点から、前記起動コイルが起動スイッチを介してエネル
ギ源に接続されることを特徴とする請求項１１または１
２のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１４】 燃料噴射装置の励起のための、特にデ
ィーゼル機関、オットー機関あるいは二行程サイクル機
関の燃料噴射装置の液圧作動系統のための請求項１ない
し１０のいずれか一つに記載の装置の使用方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19834204.7 | 1998-07-29 | ||
| DE1998134204 DE19834204A1 (de) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Betätigungsorgans und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Schaltungsanordnung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000100621A true JP2000100621A (ja) | 2000-04-07 |
| JP3094020B2 JP3094020B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=7875744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11208691A Expired - Fee Related JP3094020B2 (ja) | 1998-07-29 | 1999-07-23 | 電磁付勢部材を励起する切換装置および同装置の動作方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0977230A3 (ja) |
| JP (1) | JP3094020B2 (ja) |
| DE (1) | DE19834204A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4960476B2 (ja) * | 2010-05-14 | 2012-06-27 | 三菱電機株式会社 | 車載エンジン制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB2124044B (en) * | 1982-07-10 | 1986-03-05 | Lucas Ind Plc | Power supply circuit |
| JPS61140114A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-27 | Koushinraido Hakuyo Suishin Plant Gijutsu Kenkyu Kumiai | 電磁石駆動装置 |
| IT1182673B (it) * | 1985-11-12 | 1987-10-05 | Iveco Fiat | Dispositivo atto a trasferire in modo rapido una corrente in un carico di tipo induttivo |
| DE3623908A1 (de) * | 1986-07-15 | 1988-01-21 | Spinner Gmbh Elektrotech | Steuerschaltung fuer die magnetspule eines elektromagneten |
| DE3904605A1 (de) * | 1989-02-16 | 1990-08-23 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung und verfahren fuer das beschleunigte schalten von elektromagnetischen verbrauchern |
| JPH0626589A (ja) * | 1992-05-11 | 1994-02-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電磁弁駆動装置 |
| JPH06292398A (ja) * | 1993-02-05 | 1994-10-18 | Komatsu Ltd | 誘導負荷駆動装置 |
| JPH074291A (ja) * | 1993-06-18 | 1995-01-10 | Toyota Motor Corp | 燃料噴射弁駆動装置 |
| JP3596205B2 (ja) * | 1996-03-22 | 2004-12-02 | 株式会社デンソー | 電磁弁駆動装置 |
| JPH1022124A (ja) * | 1996-07-02 | 1998-01-23 | Zexel Corp | 電磁負荷駆動装置 |
| DE19632872C2 (de) * | 1996-08-14 | 1998-08-13 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Ansteuern eines kapazitiven Stellgliedes |
| JPH10288336A (ja) * | 1997-04-16 | 1998-10-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 遮断弁駆動回路 |
| JP3268245B2 (ja) * | 1997-11-04 | 2002-03-25 | 本田技研工業株式会社 | 電磁弁駆動回路 |
-
1998
- 1998-07-29 DE DE1998134204 patent/DE19834204A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-06-09 EP EP99111235A patent/EP0977230A3/de not_active Withdrawn
- 1999-07-23 JP JP11208691A patent/JP3094020B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE19834204A1 (de) | 2000-02-03 |
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| EP0977230A2 (de) | 2000-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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