JP2001336441A - 内燃機関の燃料調量のための少なくとも1つの電磁弁を制御するための制御回路 - Google Patents

内燃機関の燃料調量のための少なくとも1つの電磁弁を制御するための制御回路

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ヘルツォーク アーヒム
Bernhard Valouch
ヴァルーフ ベルンハルト
Harald Schueler
シューラー ハラルト
Traugott Degler
デグラー トラウゴット
Andreas Dr Koch
コッホ アンドレアス
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    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 迅速な消去の際の遮断電流エッジがバッテリ
電圧の変化に依存せず、制御回路の利用可能な動作領域
が拡大され、制御電流の発生に必要なエネルギを低減で
きる、内燃機関の燃料調量のための少なくとも1つの電
磁弁を制御するための制御回路を可能にすることであ
る。 【解決手段】 上記課題は、再充電回路は、蓄積コンデ
ンサに対する予め安定化された再充電電圧をバッテリ給
電電圧から発生するために、給電電圧の第1及び第2の
端子に接続されており、再充電回路は第1のスイッチ手
段に接続されており、再充電回路は蓄積コンデンサなら
びに第3のスイッチ手段を含み、この第3のスイッチ手
段は、制御手段により制御されて、再充電回路を蓄積コ
ンデンサの再充電のために活性化することによって解決
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料調
量のための少なくとも1つの電磁弁を制御するための制
御回路であって、第1のスイッチ手段を有し、この第1
のスイッチ手段は少なくとも1つの電磁弁の第1の端子
と接続されており、第2のスイッチ手段を有し、この第
2のスイッチ手段はそれぞれ割り当てられた電磁弁の第
2の端子と給電電圧の第2の端子との間に配置されてお
り、制御手段を有し、投入電流値から保持電流値への迅
速な移行又は保持電流値から電流強度ゼロへの迅速な移
行の際に解放されるエネルギが1つ又は複数の電磁弁の
各第2の端子に接続された蓄積コンデンサに蓄積可能で
ありかつ1つ又は複数の電磁弁にその制御フェーズにお
いて再び供給可能であるように制御手段はスイッチ手段
を制御する、内燃機関の燃料調量のための少なくとも1
つの電磁弁を制御するための制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】このような制御回路は例えばRobert Bos
ch GmbHのドイツ特許出願19539071号から公知
である。この公知の制御回路によって例えば内燃機関の
「コモンレールインジェクション」又は「ガソリン直接
噴射」に対する迅速な電磁弁がブースタ及びバッテリ給
電電圧FETスイッチを介して制御され、投入電流から
保持電流への移行の際に解放されるエネルギがコンデン
サに蓄積される。
【0003】この回路装置は多数の構成部材及び制御す
べきバルブに大きな電流を導通制御することを可能にす
る複雑なドライバ回路を必要とする。この場合、不利な
ことは、電磁弁の迅速な消去の際の遮断電流エッジ(Ab
schaltflanke)がバッテリ電圧に依存することが生じて
しまうことである。迅速な電磁弁の新開発により、制御
電流の低下が可能であり、従って、電磁弁の導通制御に
必要なエネルギの低下が可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、迅速
な消去の際の遮断電流エッジがバッテリ電圧の変化に依
存せず、制御回路の利用可能な動作領域が拡大され、制
御電流の発生に必要なエネルギを低減できる、内燃機関
の燃料調量のための少なくとも1つの電磁弁を制御する
ための制御回路を可能にすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は、再充電回路
は、蓄積コンデンサに対する予め安定化された再充電電
圧をバッテリ給電電圧から発生するために、給電電圧の
第1及び第2の端子に接続されており、さらに再充電回
路は第1のスイッチ手段に接続されており、再充電回路
は蓄積コンデンサならびに第3のスイッチ手段を含み、
この第3のスイッチ手段は、制御手段により制御され
て、再充電回路を蓄積コンデンサの再充電のために活性
化することによって解決される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の制御回路の中心は再充電
回路であり、この再充電回路は蓄積コンデンサに対する
予め安定化された再充電電圧をバッテリ給電電圧から発
生するために給電電圧の第1及び第2の端子に接続され
ており、さらにこの再充電回路は第1のスイッチ手段に
接続されており、さらにこの再充電回路は蓄積コンデン
サならびに第3のスイッチ手段を含み、この第3のスイ
ッチ手段は、制御手段により制御されて、再充電回路を
蓄積コンデンサの再充電のために活性化する。
【0007】従って、専ら再充電回路により発生された
予め安定化された電圧によって迅速な電磁弁を制御する
ことが可能である。
【0008】予め安定化された電圧は広い領域を含み得
る。この広い領域はバッテリ電圧を下回るか又は上回り
得る。
【0009】所属のその他の構成部材を有するバンク毎
の、今日の制御回路から周知の第2のHSスイッチは代
わりの部材なしに完全に省略される。
【0010】バッテリ電圧にあるコンデンサにかかる負
荷は比較的小さい。なぜなら、異なる電流分岐路の間の
電流スイッチングが無くて済むからである。
【0011】バッテリ電圧変化への電磁弁制御の依存性
はきわめて大幅に無くなる。従って、利用可能な動作領
域は拡大され、この利用可能な動作領域は自動車搭載電
源電圧に依存しない。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
しく説明する。
【0013】図1は電磁弁の制御過程の間の電磁弁を導
通する電流強度I(単位アンペア)の時間経過を線図で
示している。まず最初に本発明の制御回路が投入フェー
ズの間に投入電流調整ARを比較的高い投入電流強度に
おいて実施する。ブースタフェーズは省略される。なぜ
なら、このブースタフェーズは投入フェーズと組み合わ
されているからである。その後で、電流強度の保持電流
強度への低減が行われる。この保持電流は投入電流強度
よりも小さい。保持フェーズの間には本発明の制御回路
は保持電流調整HRを実施する。その後で、電流強度0
への迅速な消去SLが行われる。
【0014】図2は2つのバンクI及びIIに対する例
示的な本発明の制御回路のブロック回路図を示す。
【0015】バンクIは例として3つの電磁弁100、
101及び102を含む。これらの3つの電磁弁10
0、101及び102はそのハイサイド端部によって統
合接続されており、HS-FET(high-side 電界効果
トランジスタ)115を介して再充電回路から通電され
る。これらの電磁弁100、101及び102の他方の
端部はそれぞれダイオードを介して再充電回路1に接続
され、それぞれLS-FET(low-side 電界効果トラン
ジスタ)120、121、122及び測定抵抗R1を介
してバッテリ給電電圧UBATTの測定端子GNDに接
続されている。
【0016】本発明において提案される再充電回路1
は、バッテリ給電電圧UBATTの第1の端子UBR
第2の端子GNDとの間にチョークコイル110、ダイ
オード112、蓄積コンデンサ145、測定抵抗111
を有し、さらにダイオード112及び蓄積コンデンサ1
45の直列回路に対して並列に電界効果トランジスタ1
13を有する。
【0017】第2のバンクIIの回路は第1のバンクI
の回路と同一であり、再充電回路1は両方のバンクに対
して共通であることが分かる。両方のバンクI及びII
のHS-FET115、116及びLS-FET120、
121、122ならびに220、221及び222の制
御端子は(ここには図示されていない)制御線路によっ
てドライバ回路10及び11(制御手段)に接続されて
いる。
【0018】図2に図示された制御回路の機能は次のよ
うなものである。バンクIの制御すべき電磁弁100、
101、102ならびにバンクIIの制御すべき電磁弁
200、201、202はそれぞれ相応のLS-FET
120、121、122乃至は220、221、222
を介して選択される。投入及び保持フェーズの間に、各
バンクI、IIのHS-FET115乃至HS-FET1
16が再充電回路1により発生された予め安定化された
再充電電圧によって電流経過を制御する。従来の制御回
路のブースタフェーズは無くても済む。なぜなら、ブー
スタフェーズは投入電流フェーズに組み合わされている
からである。従って、個々のバンクI、IIの電磁弁は
専ら再充電回路1により発生された予め安定化された電
圧によって制御される。
【0019】投入フェーズから保持フェーズへの移行
は、迅速な消去による移行において各LS-FET及び
HS-FETの遮断切換によって発生されるか、又は、
単にフリーホイール(Freilauf)として各LS-FET
又はHS-FETの遮断切換によって実現される。各電
磁弁の遮断切換は、遮断切換されるLS-FET及びH
S-FETにおける迅速な消去(図1のSL)を介して
行われる。この迅速な消去SLの間に、各バンクI、I
Iの迅速消去ダイオードを介してエネルギが蓄積コンデ
ンサ145に導き戻される。
【0020】この再充電回路1は持続的にタイミング制
御される及び/又は所望の電圧に到達する際に相応に調
整される。蓄積コンデンサの電圧の測定のために、蓄積
コンデンサ145と給電電圧UBATTの第2の端子G
NDとの間に直列に接続されている抵抗111が使用さ
れる。この測定抵抗111の「ホットな」端部はドライ
バ回路11乃至は制御手段に接続されている。このドラ
イバ回路11は線路システムを介して(ここには図示さ
れていない)上位制御ユニットに接続されている。
【0021】本発明の提案された再充電回路1は予め安
定化された電圧の発生を可能にし、この予め安定化され
た電圧によって全ての電磁弁が投入及び保持フェーズに
おいて制御可能である。この予め安定化された電圧はバ
ッテリ電圧UBATTを下回るか又は上回ることができ
る広い領域を含み得る。このバッテリ電圧UBATT
ある図2でキャパシタンスCにより示されているコンデ
ンサにかかる負荷は比較的小さい。なぜなら、異なる電
流分岐路の間の電流スイッチングが無くて済むからであ
る。この本発明の制御回路はバッテリ電圧への制御電流
の依存性を回避することによって、利用可能な動作領域
が拡大する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御回路による電磁弁の制御における
時間と電流経過の関係を示す線図である。
【図2】本発明の制御回路の実施例の回路図を概略的に
示す。
【符号の説明】
AR 投入電流調整 SL 迅速な消去 HR 保持電流調整 R1 測定抵抗 UBR 第1のバッテリ給電電圧端子 GND バッテリ給電電圧の第2の端子 1 再充電回路 10、11 ドライバ回路(制御手段) 100、101、102;200、201、202 電
磁弁 115、116 HS-FET 120、121、122;220、221、222 L
S-FET 145 蓄積コンデンサ 110 チョークコイル 111 測定抵抗 112 ダイオード 113 電界効果トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルンハルト ヴァルーフ ドイツ連邦共和国 エッピンゲン レルヒ ェンヴェーク 2 (72)発明者 ハラルト シューラー ドイツ連邦共和国 バックナング ブリア ントシュトラーセ 7 (72)発明者 トラウゴット デグラー ドイツ連邦共和国 コルンタール−ミュン ヒンゲン ミュンヒンガー シュトラーセ 12 (72)発明者 アンドレアス コッホ ドイツ連邦共和国 ビーティッヒハイム− ビッシンゲン フリードリッヒ−ジルヒャ ーシュトラーセ 12 Fターム(参考) 3G066 AA02 AA07 AB02 AC09 AD12 BA00 BA19 CC06T CC06U CC08T CC68U CD26 CE22 CE29 3G301 HA01 HA06 JA10 LB02 LC01 MA11 NB20 PB00 PG01Z

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の燃料調量のための少なくとも
    1つの電磁弁を制御するための制御回路であって、 第1のスイッチ手段(115、116)を有し、該第1
    のスイッチ手段(115、116)は少なくとも1つの
    電磁弁(100、101,102;200、201、2
    02)の第1の端子と接続されており、第2のスイッチ
    手段(120、121、122;220、221、22
    2)を有し、該第2のスイッチ手段(120、121、
    122;220、221、222)はそれぞれ割り当て
    られた前記電磁弁(100、101、102;200、
    201、202)の第2の端子と給電電圧
    (UBATT)の第2の端子(GND)との間に配置さ
    れており、制御手段(10、11)を有し、投入電流値
    (I)から保持電流値(I)への迅速な移行又は該
    保持電流値(I)から電流強度ゼロへの迅速な移行の
    際に解放されるエネルギが1つ又は複数の電磁弁の各第
    2の端子に接続された蓄積コンデンサ(145)に蓄積
    可能でありかつ1つ又は複数の電磁弁にその制御フェー
    ズにおいて再び供給可能であるように、前記制御手段
    (10、11)は前記スイッチ手段を制御する、内燃機
    関の燃料調量のための少なくとも1つの電磁弁を制御す
    るための制御回路において、 再充電回路(110、111、112、113、14
    5)は、前記蓄積コンデンサ(145)に対する予め安
    定化された再充電電圧をバッテリ給電電圧
    (U ATT)から発生するために、前記給電電圧(U
    BATT)の第1及び第2の端子(UBR、GND)に
    接続されており、さらに前記再充電回路は前記第1のス
    イッチ手段(115、116)に接続されており、前記
    再充電回路は前記蓄積コンデンサ(145)ならびに第
    3のスイッチ手段(113)を含み、該第3のスイッチ
    手段(113)は、前記制御手段(10、11)により
    制御されて、前記再充電回路を前記蓄積コンデンサ(1
    45)の再充電のために活性化することを特徴とする、
    内燃機関の燃料調量のための少なくとも1つの電磁弁を
    制御するための制御回路。
  2. 【請求項2】 制御手段(10、11)は第3のスイッ
    チ手段(113)を連続的にタイミング制御するように
    構成されていることを特徴とする、請求項1記載の制御
    回路。
  3. 【請求項3】 再充電回路はさらに測定手段(111)
    を有し、該測定手段(111)は蓄積コンデンサ(14
    5)で測定された電圧値を制御手段(10、11)に供
    給し、前記蓄積コンデンサ(145)で検出された電圧
    が所定の目標値を下回る場合にのみ前記制御手段(1
    0、11)は前記蓄積コンデンサ(145)を再充電す
    るために第3のスイッチ手段(113)を制御すること
    を特徴とする、請求項1記載の制御回路。
  4. 【請求項4】 測定手段(111)は抵抗を有し、該抵
    抗は蓄積コンデンサ(145)と給電電圧
    (UBATT)の第2の端子(GND)との間に直列に
    接続されていることを特徴とする、請求項3記載の制御
    回路。
  5. 【請求項5】 再充電回路はさらに蓄積コンデンサ(1
    45)に直列に接続されたチョークコイル(110)及
    びダイオード(112)を有し、該ダイオード(11
    2)は前記チョークコイル(110)と前記蓄積コンデ
    ンサ(145)との間に接続されており、前記ダイオー
    ド(112)と前記蓄積コンデンサ(145)との接続
    点は1つ乃至は複数の電磁弁の1つ又は複数の第2の端
    子に接続されていることを特徴とする、請求項1〜4の
    うちの1項記載の制御回路。
  6. 【請求項6】 第3のスイッチ手段(113)はダイオ
    ード(112)と蓄積コンデンサ(145)との直列回
    路に対して並列に接続されていることを特徴とする、請
    求項1〜5のうちの1項記載の制御回路。
  7. 【請求項7】 スイッチ手段はFET電力スイッチング
    トランジスタ又は類似のものであることを特徴とする、
    請求項1〜6のうちの1項記載の制御回路。
  8. 【請求項8】 電磁弁及び第1及び第2のスイッチ手段
    は複数のバンク(I,II)にグループ分けされ、各バ
    ンクは1つ又は複数の電磁弁、第1のスイッチ手段とし
    てFET電力スイッチングトランジスタ、第2のスイッ
    チ手段としてそれぞれ前記1つ又は複数の電磁弁に割り
    当てられている1つ又は複数のFET電力スイッチング
    トランジスタを有することを特徴とする、請求項1〜7
    のうちの1項記載の制御回路。
  9. 【請求項9】 各バンクの第2のスイッチ手段の、電磁
    弁とは反対側の端部が個々に統合接続されておりかつ共
    通して各測定抵抗(R1、R2)の一方の端部に接続さ
    れており、該測定抵抗(R1、R2)の他方の端部は給
    電電圧(U ATT)の第2の端子(GND)に接続さ
    れており、前記第2のスイッチ手段に接続されたこれら
    の測定抵抗の各端部からは電圧値を取り出すことがで
    き、制御手段(10、11)に供給可能であることを特
    徴とする、請求項8記載の制御回路。
JP2001137671A 2000-05-11 2001-05-08 内燃機関の燃料調量のための少なくとも1つの電磁弁を制御するための制御回路 Pending JP2001336441A (ja)

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