JP2002542423A - 内燃機関のそれぞれ電気機械式に作動する吸／排気弁のうちの少なくとも１つを制御するための回路 - Google Patents
内燃機関のそれぞれ電気機械式に作動する吸／排気弁のうちの少なくとも１つを制御するための回路Info
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Abstract
(57)【要約】
電気機械式に作動するガス交換弁を制御するために、回路が設けられており、この回路では、当接制御部（２，３）が電気機械式に作動するガス交換弁（５，６）を制御し、ガス交換弁（５，６）がソフトにそれぞれの終端位置に当接するように閉ループ制御する。内燃機関の作動制御装置（９）との通信のために、ディジタル通信コンピュータ（１）が設けられており、この通信コンピュータは当接制御部（２，３）にタイミング信号を供給する。これにより、当接制御部（２，３）は通信タスクから開放され、リアルタイムでの位置閉ループ制御に専念することができる。
Description
【０００１】 本発明は、内燃機関のそれぞれ電気機械式に作動する吸／排気弁を制御するた
めの回路に関する。
めの回路に関する。
【０００２】 電気機械式に作動するガス交換弁を有する内燃機関は公知である。カムシャフ
トにより駆動される弁と比べて、これらの弁はクランクシャフトの回転位置に依
存してその開閉が制御される。クランクシャフトとの固定的な機械的結合は存在
しない。ガス交換弁のための電気機械式アクチュエータは、例えばDE 297 12 50
2 U1号明細書またはEP 0 724 067 A1号明細書から公知である。これらのアクチ
ュエータは、閉成位置と開放位置の間にある静止位置を有しており、この静止位
置から電磁石を用いて振れさせることができる。
トにより駆動される弁と比べて、これらの弁はクランクシャフトの回転位置に依
存してその開閉が制御される。クランクシャフトとの固定的な機械的結合は存在
しない。ガス交換弁のための電気機械式アクチュエータは、例えばDE 297 12 50
2 U1号明細書またはEP 0 724 067 A1号明細書から公知である。これらのアクチ
ュエータは、閉成位置と開放位置の間にある静止位置を有しており、この静止位
置から電磁石を用いて振れさせることができる。
【０００３】 弁を開放または閉成するために、それぞれの巻線が通電される。この場合、復
帰フェーズにおいて必要な電流は、弁が終端位置に保持される保持フェーズにお
いて必要な電流よりも大きい。
帰フェーズにおいて必要な電流は、弁が終端位置に保持される保持フェーズにお
いて必要な電流よりも大きい。
【０００４】 その際、相応する電磁石に無造作に電流が印加されると、弁頭は高速で弁座に
衝突してしまい、騒音が発生し、摩耗が促進されてしまう。これを避けるために
は、衝突速度を低減すべきである。このために、機械的な衝撃の減衰が研究され
ている。
衝突してしまい、騒音が発生し、摩耗が促進されてしまう。これを避けるために
は、衝突速度を低減すべきである。このために、機械的な衝撃の減衰が研究され
ている。
【０００５】 しかしながら、有利には電流は適切に閉ループ制御されるが、この閉ループ制
御は比較的複雑な閉ループ制御アルゴリズムを要求する。というのも、この閉ル
ープ制御はリアルタイムで行わなければならないからである。例えば、衝突速度
の閉ループ制御に使用される時間はたった数ｍｓである。
御は比較的複雑な閉ループ制御アルゴリズムを要求する。というのも、この閉ル
ープ制御はリアルタイムで行わなければならないからである。例えば、衝突速度
の閉ループ制御に使用される時間はたった数ｍｓである。
【０００６】 従来のカムシャフト作動式の弁駆動では、内燃機関の作動制御装置において制
御時間の設定の問題は生じないが、電気機械式に作動する弁では、相応の制御時
間を計算し、予め設定しなければならない。
御時間の設定の問題は生じないが、電気機械式に作動する弁では、相応の制御時
間を計算し、予め設定しなければならない。
【０００７】 本発明の課題は、電気機械式に作動する、内燃機関のそれぞれの吸／排気弁を
制御するための回路を提供することである。この回路は、衝突速度の閉ループ制
御機能を備えた内燃機関の作動制御装置により、設定値に従って、ガス交換弁を
リアルタイムで作動させることを可能とする。
制御するための回路を提供することである。この回路は、衝突速度の閉ループ制
御機能を備えた内燃機関の作動制御装置により、設定値に従って、ガス交換弁を
リアルタイムで作動させることを可能とする。
【０００８】 上記課題は請求項１において規定されている発明により解決される。
【０００９】 本発明は、衝突速度の閉ループ制御を作動制御装置との通信およびタイミング
信号の発生によって作動制御装置の設定から分離することに基づいている。
信号の発生によって作動制御装置の設定から分離することに基づいている。
【００１０】 それぞれが１つまたは複数の電気機械式アクチュエータに割当てられている個
別の当接制御部は、各ガス交換弁がソフトに低ノイズで、すなわち減衰されて終
端位置に当接するように、アクチュエータの運動の経過を閉ループ制御する。通
信コンピュータは、有利にはＣＡＮ−ＢＵＳを介して、内燃機関の作動制御装置
との通信を実行し、同様に供給されたクランクシャフト信号と作動制御装置の要
求から当接制御部のためのタイミング信号を生成する。これらのタイミング信号
のそれぞれは通常はディジタル信号であり、立ち上がりエッジが弁の開放を、立
ち下がりエッジが弁の閉成を表している。各シリンダの吸／排気弁に対して、固
有のタイミング信号が相応の当接制御部に一方向通信で供給される。オプション
として、各コイルに対して固有の制御信号を設け、コイルの作動時に比較的大き
な自由度を得ることもできる。
別の当接制御部は、各ガス交換弁がソフトに低ノイズで、すなわち減衰されて終
端位置に当接するように、アクチュエータの運動の経過を閉ループ制御する。通
信コンピュータは、有利にはＣＡＮ−ＢＵＳを介して、内燃機関の作動制御装置
との通信を実行し、同様に供給されたクランクシャフト信号と作動制御装置の要
求から当接制御部のためのタイミング信号を生成する。これらのタイミング信号
のそれぞれは通常はディジタル信号であり、立ち上がりエッジが弁の開放を、立
ち下がりエッジが弁の閉成を表している。各シリンダの吸／排気弁に対して、固
有のタイミング信号が相応の当接制御部に一方向通信で供給される。オプション
として、各コイルに対して固有の制御信号を設け、コイルの作動時に比較的大き
な自由度を得ることもできる。
【００１１】 内燃機関の作動制御装置との通信を行い、作動制御装置から受け取ったデータ
に依存して当接制御部のためのタイミング信号を生成する通信コンピュータは、
クランクシャフト信号を評価するので、当接制御部は閉ループ制御での使用のた
めにとっておかれ、閉ループ制御が他の（通信の）タスクによって中断されるこ
とはない。さらに、当接制御部のタスクは、複数の当接制御部の使用によって並
列化され、これによって、閉ループ制御アルゴリズムが時間的に比較的余裕をも
って停止する。通信コンピュータに中央通信／タイミングユニットが設けられて
いるために、他の制御装置に対する通信パートナーは１つしか存在しておらず、
個々の当接制御部の誤った同期化がなく、したがって電気機械式に作動するガス
交換弁が可能である。有利には、当接制御部はディジタル式に作動し、付加的に
通信コンピュータと直列インタフェースを介しても接続されており、これを介し
て電気機械式に作動するガス交換弁の状態を通信コンピュータに伝達するので、
すべての状態は中央で知られ、利用されることができる。
に依存して当接制御部のためのタイミング信号を生成する通信コンピュータは、
クランクシャフト信号を評価するので、当接制御部は閉ループ制御での使用のた
めにとっておかれ、閉ループ制御が他の（通信の）タスクによって中断されるこ
とはない。さらに、当接制御部のタスクは、複数の当接制御部の使用によって並
列化され、これによって、閉ループ制御アルゴリズムが時間的に比較的余裕をも
って停止する。通信コンピュータに中央通信／タイミングユニットが設けられて
いるために、他の制御装置に対する通信パートナーは１つしか存在しておらず、
個々の当接制御部の誤った同期化がなく、したがって電気機械式に作動するガス
交換弁が可能である。有利には、当接制御部はディジタル式に作動し、付加的に
通信コンピュータと直列インタフェースを介しても接続されており、これを介し
て電気機械式に作動するガス交換弁の状態を通信コンピュータに伝達するので、
すべての状態は中央で知られ、利用されることができる。
【００１２】 当接制御部の故障時に、通信コンピュータは、シリンダの他の２つの弁を止め
るよう命令する、すなわち閉成位置へ導くよう命令することができる。そして内
燃機関は、緊急時動作モードにおいてこれらのシリンダなしで、燃焼していない
燃料が排気路に達することなく、または燃焼ガスが吸気路に達することなく動作
することができる。
るよう命令する、すなわち閉成位置へ導くよう命令することができる。そして内
燃機関は、緊急時動作モードにおいてこれらのシリンダなしで、燃焼していない
燃料が排気路に達することなく、または燃焼ガスが吸気路に達することなく動作
することができる。
【００１３】 さらに、複数の当接制御部を設けることで、回路内で使用されているすべての
プロセッサ、とりわけ通信コンピュータおよび当接制御部のプロセッサを相互監
視することができる。
プロセッサ、とりわけ通信コンピュータおよび当接制御部のプロセッサを相互監
視することができる。
【００１４】 有利な実施形態では、電気機械式に作動するガス交換弁のコイルは、当接制御
部によりＡＮＤ素子を介して制御され、このＡＮＤ素子の第２の入力側は、当接
制御部が相応のロック素子によりこれをイネーブルした場合、通信コンピュータ
が当接制御部に供給するタイミング信号を用いて制御することができる。これは
、電気機械式に作動するガス交換弁の通電が、各タイミング信号の立ち下がりエ
ッジと同時に終了するという利点を有している。これによって、当接制御部にお
けるプログラム実行時間によって生じうる不整合を選択的に排除することができ
る。
部によりＡＮＤ素子を介して制御され、このＡＮＤ素子の第２の入力側は、当接
制御部が相応のロック素子によりこれをイネーブルした場合、通信コンピュータ
が当接制御部に供給するタイミング信号を用いて制御することができる。これは
、電気機械式に作動するガス交換弁の通電が、各タイミング信号の立ち下がりエ
ッジと同時に終了するという利点を有している。これによって、当接制御部にお
けるプログラム実行時間によって生じうる不整合を選択的に排除することができ
る。
【００１５】 本発明の有利な実施形態は従属請求項に明示されている。
【００１６】 以下の明細書では、本発明を図面を参照してより詳細に説明する。
【００１７】 図１は、４気筒内燃機関のための電気機械式に作動するガス交換弁を有する回
路の概略的な図である。
路の概略的な図である。
【００１８】 図２は、当接制御部と通信コンピュータとの組合せによる、２つのガス交換弁
の制御を概略的に示す図である。
の制御を概略的に示す図である。
【００１９】 図３は、種々の動作状態に関するタイミング信号およびガス交換弁の通電制御
の時間的経過を示す。
の時間的経過を示す。
【００２０】 図１の回路は、電気機械式に駆動可能なガス交換弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの
制御に使用される。このような電気機械式に駆動可能なガス交換弁は、例えばド
イツ実用新案297 12 502 U1号明細書に記載されている。この発明の理解のため
には、電気機械式に作動するガス交換弁が２つのコイルへの通電により作動し、
この場合、一方のコイルはガス交換弁の開放に、他方のコイルはガス交換弁の閉
成に充てられているということだけが重要である。ガス交換弁を開放または閉成
位置に保持するために、それぞれのコイルには保持電流が供給される。ガス交換
弁を開放または閉成位置に移動させるために、それぞれ不可欠のコイルに電流が
印加され、この場合、復帰フェーズの電流は後続の保持フェーズの電流よりも大
きい。
制御に使用される。このような電気機械式に駆動可能なガス交換弁は、例えばド
イツ実用新案297 12 502 U1号明細書に記載されている。この発明の理解のため
には、電気機械式に作動するガス交換弁が２つのコイルへの通電により作動し、
この場合、一方のコイルはガス交換弁の開放に、他方のコイルはガス交換弁の閉
成に充てられているということだけが重要である。ガス交換弁を開放または閉成
位置に保持するために、それぞれのコイルには保持電流が供給される。ガス交換
弁を開放または閉成位置に移動させるために、それぞれ不可欠のコイルに電流が
印加され、この場合、復帰フェーズの電流は後続の保持フェーズの電流よりも大
きい。
【００２１】 図１には、４気筒内燃機関のための回路が概略的に示されているが、このシリ
ンダ個数は単なる例示として理解されるべきものである。この実施例では、シリ
ンダは２つの吸気弁５ａ，５ｂおよび２つの排気弁６ａ，６ｂを有している。吸
／排気弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂに対しては、それぞれ固有の当接制御部２また
は３が設けられている。当接制御部２，３は、ガス交換弁５ａ，５ｂ，６ａ，６
ｂの各コイルへの通電を実行する出力段を制御する。この場合、例えば各コイル
に対して１つの固有の出力段が設けられている。当接制御部２，３と出力段は、
ケーシング内に収納されており、このケーシングは、内燃機関の冷却回路に接続
されており、均一な熱放出を保証する。
ンダ個数は単なる例示として理解されるべきものである。この実施例では、シリ
ンダは２つの吸気弁５ａ，５ｂおよび２つの排気弁６ａ，６ｂを有している。吸
／排気弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂに対しては、それぞれ固有の当接制御部２また
は３が設けられている。当接制御部２，３は、ガス交換弁５ａ，５ｂ，６ａ，６
ｂの各コイルへの通電を実行する出力段を制御する。この場合、例えば各コイル
に対して１つの固有の出力段が設けられている。当接制御部２，３と出力段は、
ケーシング内に収納されており、このケーシングは、内燃機関の冷却回路に接続
されており、均一な熱放出を保証する。
【００２２】 当接制御部２，３は、弁５，６の出力段をタイミング信号ＴＳに依存して制御
し、タイミング信号ＴＳは、いつ弁を開放または閉成すべきか示す。各シリンダ
の吸／排気弁に対して１つの固有のタイミング信号ＴＳがある。シリンダ毎に２
つ以上の弁を有する内燃機関では、それぞれの弁に対して１つの固有のタイミン
グ信号ＴＳを設けてもよい。
し、タイミング信号ＴＳは、いつ弁を開放または閉成すべきか示す。各シリンダ
の吸／排気弁に対して１つの固有のタイミング信号ＴＳがある。シリンダ毎に２
つ以上の弁を有する内燃機関では、それぞれの弁に対して１つの固有のタイミン
グ信号ＴＳを設けてもよい。
【００２３】 タイミング信号ＴＳは例えば矩形信号であり、その立ち下がりエッジは所属す
る弁の閉成を、立ち上がりエッジは開放を表す。これは、当接制御部２，３に対
して一方向通信ライン４を介して通信コンピュータ１から供給される。この通信
コンピュータ１については、後でさらに説明する。当接制御部２，３はディジタ
ルプロセッサを有しており、このプロセッサは、弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂがソ
フトに所望の終端位置に当接するように、出力段によりコイルへの通電を閉ルー
プ制御する。通常は、弁を１つの終端位置から他の終端位置に移動させるために
、離れるべき終端位置のコイルへの通電が遮断され、到達すべき終端位置の電磁
石の巻線への通電がスイッチオンされる。電流は、弁がソフトに新たな終端位置
に当接するように、当接制御部２，３のプロセッサにより閉ループ制御される。
それぞれの弁のこのような閉ループ制御のために、当接制御部２，３は、それぞ
れの弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの位置に関する情報を提供する位置信号を使用す
る。位置信号の生成のために、例えばドイツ特許出願第197 53 275号明細書また
はDE 195 18 956 A1号明細書に記載されているように、電気機械式に作動するそ
れぞれの弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂには１つの固有の位置センサが装備されてい
る。当接制御部の目標／閉ループ制御値は、位置の代わりに、それぞれ任意の他
の量であってもよい。
る弁の閉成を、立ち上がりエッジは開放を表す。これは、当接制御部２，３に対
して一方向通信ライン４を介して通信コンピュータ１から供給される。この通信
コンピュータ１については、後でさらに説明する。当接制御部２，３はディジタ
ルプロセッサを有しており、このプロセッサは、弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂがソ
フトに所望の終端位置に当接するように、出力段によりコイルへの通電を閉ルー
プ制御する。通常は、弁を１つの終端位置から他の終端位置に移動させるために
、離れるべき終端位置のコイルへの通電が遮断され、到達すべき終端位置の電磁
石の巻線への通電がスイッチオンされる。電流は、弁がソフトに新たな終端位置
に当接するように、当接制御部２，３のプロセッサにより閉ループ制御される。
それぞれの弁のこのような閉ループ制御のために、当接制御部２，３は、それぞ
れの弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの位置に関する情報を提供する位置信号を使用す
る。位置信号の生成のために、例えばドイツ特許出願第197 53 275号明細書また
はDE 195 18 956 A1号明細書に記載されているように、電気機械式に作動するそ
れぞれの弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂには１つの固有の位置センサが装備されてい
る。当接制御部の目標／閉ループ制御値は、位置の代わりに、それぞれ任意の他
の量であってもよい。
【００２４】 弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂを回復するためのコイル電流の閉ループ制御は、例
えばDE 195 26 683 A1号明細書において原理的に記載されている。これに関して
、当接制御部は、コイルを通る電流の実際値を測定し、目標値を出力段に出力す
る。しかしながら、電流の代わりに、アクチュエータの作動を表す他の量、例え
ば出力段の駆動電圧を使用してもよい。
えばDE 195 26 683 A1号明細書において原理的に記載されている。これに関して
、当接制御部は、コイルを通る電流の実際値を測定し、目標値を出力段に出力す
る。しかしながら、電流の代わりに、アクチュエータの作動を表す他の量、例え
ば出力段の駆動電圧を使用してもよい。
【００２５】 当接制御部２，３は、巻線への通電の閉ループ制御に加えて、信号、すなわち
位置信号とコイルへの通電の妥当性検査を実行する。DE 195 26 683 A1号明細書
から公知のように、この妥当性検査からさらなる信号が導出され、この信号が、
相応するガス交換弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの位置に関する報告を可能とし、そ
のためこのさらなる信号を用いて位置信号を検査することができる。
位置信号とコイルへの通電の妥当性検査を実行する。DE 195 26 683 A1号明細書
から公知のように、この妥当性検査からさらなる信号が導出され、この信号が、
相応するガス交換弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの位置に関する報告を可能とし、そ
のためこのさらなる信号を用いて位置信号を検査することができる。
【００２６】 当接制御部２，３は、さらなる直列ＳＰＩ−ＢＵＳインタフェースを介して通
信コンピュータ１と接続されており、弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの状態または起
こり得る弁の故障をこのインタフェースを介して伝達する。
信コンピュータ１と接続されており、弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの状態または起
こり得る弁の故障をこのインタフェースを介して伝達する。
【００２７】 通信コンピュータ１はＣＡＮ−ＢＵＳ８に接続されており、これを介して内燃
機関の作動制御装置９との通信を実行する。このようなバス接続は、例えばW.La
wrenz, CAN-Controller Area Network, Huethig Verlag, 1994, ISBN 3-7785-22
63-7に記載されている。通信コンピュータ１は、有利には当接制御部２，３およ
び出力段と同じ冷却されたケーシング内に収納されている。さらに通信コンピュ
ータ１はクランクシャフト信号を受け取り、この信号と作動制御装置の要求とか
ら当接制御部２，３のためのタイミング信号ＴＳを計算し、これを一方向通信ラ
イン４を介して当接制御部２，３に出力する。通信コンピュータ１は、ＳＰＩ−
ＢＵＳ７を介して、付加的に当接制御部２，３と通信し、状態情報またはエラー
情報を交換する。通信コンピュータ１はさらに電気機械式弁の作動全体、すなわ
ちガス交換弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂに対する出力段の温度、これら出力段の給
電電圧（通常は４２Ｖ）、位置センサの給電電圧（通常は１５Ｖ）、および当接
制御部２，３の給電電圧（通常は３．３Ｖ）を監視する。
機関の作動制御装置９との通信を実行する。このようなバス接続は、例えばW.La
wrenz, CAN-Controller Area Network, Huethig Verlag, 1994, ISBN 3-7785-22
63-7に記載されている。通信コンピュータ１は、有利には当接制御部２，３およ
び出力段と同じ冷却されたケーシング内に収納されている。さらに通信コンピュ
ータ１はクランクシャフト信号を受け取り、この信号と作動制御装置の要求とか
ら当接制御部２，３のためのタイミング信号ＴＳを計算し、これを一方向通信ラ
イン４を介して当接制御部２，３に出力する。通信コンピュータ１は、ＳＰＩ−
ＢＵＳ７を介して、付加的に当接制御部２，３と通信し、状態情報またはエラー
情報を交換する。通信コンピュータ１はさらに電気機械式弁の作動全体、すなわ
ちガス交換弁５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂに対する出力段の温度、これら出力段の給
電電圧（通常は４２Ｖ）、位置センサの給電電圧（通常は１５Ｖ）、および当接
制御部２，３の給電電圧（通常は３．３Ｖ）を監視する。
【００２８】 当接制御部、例えばシリンダ１の吸気弁５ａ，５ｂの当接制御部２が、出力段
かまたは弁５ａ，５ｂの故障、またはその他の損傷をＳＰＩ−ＢＵＳ７を介して
通信コンピュータ１に伝達した場合、この当接制御部は、このシリンダの別の当
接制御部、この実施例では当接制御部３に、当該シリンダの別のガス交換弁、こ
の実施例では排気弁６ａ，６ｂを閉成位置に静止させるように促す。これにより
、当該シリンダを通って燃焼されていない燃料が排気路に達することなく、内燃
機関の緊急時動作が可能である。燃焼されていない燃料が排気路に達すると、不
所望の爆発および有害物質排出につながる。
かまたは弁５ａ，５ｂの故障、またはその他の損傷をＳＰＩ−ＢＵＳ７を介して
通信コンピュータ１に伝達した場合、この当接制御部は、このシリンダの別の当
接制御部、この実施例では当接制御部３に、当該シリンダの別のガス交換弁、こ
の実施例では排気弁６ａ，６ｂを閉成位置に静止させるように促す。これにより
、当該シリンダを通って燃焼されていない燃料が排気路に達することなく、内燃
機関の緊急時動作が可能である。燃焼されていない燃料が排気路に達すると、不
所望の爆発および有害物質排出につながる。
【００２９】 図２には、当接制御部３と弁６ａ，６ｂとの間の制御接続の例が比較的詳細に
示されている。ガス交換弁６ａ，６ｂの閉成コイル１１ａ，１１ｂは、当接制御
部２，３内に集積された出力段とそれぞれＡＮＤ素子１６ａ，１６ｂを介して接
続されている。代替的に、ＡＮＤ素子１６ａ，１６ｂは出力段の制御にも設ける
ことことができる。ＡＮＤ素子１６ａ，１６ｂの第２の入力側は、インバータ１
４を介して、通信コンピュータ１が当接制御部３に供給するタイミング信号ＴＳ
のための通信ライン４の分岐１２に接続されている。分岐１２にはさらに１つの
ＡＮＤ素子１３が接続されており、この素子の第２の入力側は当接制御部３によ
り制御される。
示されている。ガス交換弁６ａ，６ｂの閉成コイル１１ａ，１１ｂは、当接制御
部２，３内に集積された出力段とそれぞれＡＮＤ素子１６ａ，１６ｂを介して接
続されている。代替的に、ＡＮＤ素子１６ａ，１６ｂは出力段の制御にも設ける
ことことができる。ＡＮＤ素子１６ａ，１６ｂの第２の入力側は、インバータ１
４を介して、通信コンピュータ１が当接制御部３に供給するタイミング信号ＴＳ
のための通信ライン４の分岐１２に接続されている。分岐１２にはさらに１つの
ＡＮＤ素子１３が接続されており、この素子の第２の入力側は当接制御部３によ
り制御される。
【００３０】 同様にして、ガス交換弁６ａ，６ｂの開放コイル１０ａ，１０ｂは、ＡＮＤ素
子１５ａ，１５ｂを介して、ＡＮＤ素子１３の出力側に接続されており、この場
合、インバータ１４は設けられていない。
子１５ａ，１５ｂを介して、ＡＮＤ素子１３の出力側に接続されており、この場
合、インバータ１４は設けられていない。
【００３１】 この回路の機能の仕方は以下の様である。当接制御部３が適切なハイレベル信
号を介してＡＮＤ素子１３をイネーブルすると、通信ライン４を介して通信コン
ピュータ１から弁６ａ，６ｂのための当接制御部３へ供給されるタイミング信号
ＴＳがＡＮＤ素子１３の出力側に印加される。このタイミング信号ＴＳの立ち下
がりエッジは、図３に示されており、排気弁６ａ，６ｂの閉成を表す。当接制御
部３がタイミング信号ＴＳの立ち下がりエッジを検出すると、通常はその都度の
巻線、この例では閉成コイルの巻線１０への通電が終了するまである程度の時間
ｔ（図３参照）がかかる。この時間幅ｔは、当接制御部３のプロセッサにおける
プログラム実行時間と、制御の時定数とにより決定されている。これにより生じ
る巻線１０への通電の時間経過が、図３において曲線２０で表されている。当接
制御部３がＡＮＤ素子１３をイネーブルすると、タイミング信号ＴＳの立ち下が
りエッジはＡＮＤ素子１５を介して開放コイルへの通電の早めの終了を行う。巻
線１０では、図３において曲線２１で概略的に示されている通電のプロフィール
が生じる。図３から見て取れるように、通電は時間幅ｔなしに終了する。
号を介してＡＮＤ素子１３をイネーブルすると、通信ライン４を介して通信コン
ピュータ１から弁６ａ，６ｂのための当接制御部３へ供給されるタイミング信号
ＴＳがＡＮＤ素子１３の出力側に印加される。このタイミング信号ＴＳの立ち下
がりエッジは、図３に示されており、排気弁６ａ，６ｂの閉成を表す。当接制御
部３がタイミング信号ＴＳの立ち下がりエッジを検出すると、通常はその都度の
巻線、この例では閉成コイルの巻線１０への通電が終了するまである程度の時間
ｔ（図３参照）がかかる。この時間幅ｔは、当接制御部３のプロセッサにおける
プログラム実行時間と、制御の時定数とにより決定されている。これにより生じ
る巻線１０への通電の時間経過が、図３において曲線２０で表されている。当接
制御部３がＡＮＤ素子１３をイネーブルすると、タイミング信号ＴＳの立ち下が
りエッジはＡＮＤ素子１５を介して開放コイルへの通電の早めの終了を行う。巻
線１０では、図３において曲線２１で概略的に示されている通電のプロフィール
が生じる。図３から見て取れるように、通電は時間幅ｔなしに終了する。
【００３２】 この実施形態によれば、当接制御部３が、ＡＮＤ素子１３を介して、巻線１０
，１１への通電に対するタイミング信号ＴＳの直接的作用を与えることが可能に
なる。それゆえ、通信コンピュータ１は、ＳＰＩ−ＢＵＳ７を介して、タイミン
グ信号ＴＳのこの直接的作用をイネーブルするように、動作状態に依存して当接
制御部３に命令する。
，１１への通電に対するタイミング信号ＴＳの直接的作用を与えることが可能に
なる。それゆえ、通信コンピュータ１は、ＳＰＩ−ＢＵＳ７を介して、タイミン
グ信号ＴＳのこの直接的作用をイネーブルするように、動作状態に依存して当接
制御部３に命令する。
【００３３】 インバータ１４により、閉成コイルの巻線１１に対するＡＮＤ素子１６の第２
の入力側のラインにおいて、開放コイルとは逆の特性が生じ、同時に閉成コイル
の巻線１１への通電が遮断される。そして当接制御部３は閉成コイルへの通電を
適切に開始することができる。
の入力側のラインにおいて、開放コイルとは逆の特性が生じ、同時に閉成コイル
の巻線１１への通電が遮断される。そして当接制御部３は閉成コイルへの通電を
適切に開始することができる。
【００３４】 説明した制御はすべての当接制御部２，３で実施することができる。
【００３５】 有利には、各シリンダの吸気弁５ａ，５ｂおよび排気弁６ａ，６ｂに対して、
独立の当接制御部２，３が設けられているが、他の割当ても可能である。とりわ
け、ただ１つの当接制御部によって要求を満たすことも可能である。さらに、通
信コンピュータ１に加えて、あと少なくとも１つの別の通信コンピュータを設け
てもよい。例えば、内燃機関のすべての吸気弁５およびすべての排気弁６に対し
て、１つの固有の通信コンピュータを設けてもよい。この構成により、確実な冗
長性を得ることができる。というのも、１つの通信コンピュータが故障した場合
に、他の通信コンピュータが故障した通信コンピュータのタスクを引き受けるこ
とができるからである。
独立の当接制御部２，３が設けられているが、他の割当ても可能である。とりわ
け、ただ１つの当接制御部によって要求を満たすことも可能である。さらに、通
信コンピュータ１に加えて、あと少なくとも１つの別の通信コンピュータを設け
てもよい。例えば、内燃機関のすべての吸気弁５およびすべての排気弁６に対し
て、１つの固有の通信コンピュータを設けてもよい。この構成により、確実な冗
長性を得ることができる。というのも、１つの通信コンピュータが故障した場合
に、他の通信コンピュータが故障した通信コンピュータのタスクを引き受けるこ
とができるからである。
【図１】 ４気筒内燃機関のための電気機械式に作動するガス交換弁を有する回路の概略
的な図である。
的な図である。
【図２】 当接制御部と通信コンピュータとの組合せによる、２つのガス交換弁の制御を
概略的に示す図である。
概略的に示す図である。
【図３】 種々の動作状態に関するタイミング信号およびガス交換弁の通電制御の時間的
経過を示す。
経過を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレアス ハルトケ ドイツ連邦共和国 ミュンヘン プフィッ ツナーシュトラーセ ７アー (72)発明者 トーマス フォークト ドイツ連邦共和国 レーゲンスブルク リ ガシュトラーセ 22 (72)発明者 マルクス タイナー ドイツ連邦共和国 レーゲンスブルク レ ッテンバッハー シュトラーセ ４ (72)発明者 アーヒム コッホ ドイツ連邦共和国 テーゲルンハイム イ ザールシュトラーセ 15 (72)発明者 フランク クヴァイサー ドイツ連邦共和国 レーゲンスブルク カ イルベルガー シュールヴェーク ９ (72)発明者 ヴォルフガング メンツェル ドイツ連邦共和国 ダッハウ ハッケンエ ンガーシュトラーセ 19 (72)発明者 トーマス ザイデンフス ドイツ連邦共和国 イェッツェンドルフ イェッツェンドルファー シュトラーセ 17 (72)発明者 カール−ハインツ エーベリング ドイツ連邦共和国 ミュンヘン アスガル トシュトラーセ 20 Ｆターム(参考） 3G084 BA23 DA27 DA31 EA05 EB02 EB11 EB22 FA00 FA38 3G092 AA11 DA03 EA14 EB05 EC01 FB05 FB06 HA13Y HA13Z HE03Z 3G301 HA19 JB07 JB09 LA07 LC10 NA07 NB03 ND01 PE03Z PE10B PE10Z
Claims (11)
- 【請求項１】 内燃機関のシリンダの少なくとも１つの電気機械式に作動す
る吸気弁（５）および少なくとも１つの電気機械式に作動する排気弁（６）を制
御するための回路において、 前記回路は、前記電気機械式に作動する弁（５，６）の各電磁石に対する少な
くとも１つの出力段を備えた少なくとも１つの当接制御部（２，３）を有し、 前記当接制御部は、前記弁（５，６）の出力段をタイミング信号に依存して制
御し、前記弁（５，６）の位置を示す位置信号の処理のもとで、前記弁（５，６
）がソフトに低ノイズで終端位置に当接するように、前記電磁石への通電を閉ル
ープ制御し、 前記回路は、ディジタル式に動作する通信コンピュータ（１）を有し、 前記通信コンピュータは、クランクシャフト位置信号を評価し、通信接続路（
８）を介して内燃機関の作動制御装置（９）とデータを交換し、クランクシャフ
ト位置信号と、前記作動制御装置（９）から受け取ったデータとに依存して、前
記当接制御部（２，３）のためのタイミング信号を生成する、ことを特徴とする
回路。 - 【請求項２】 前記吸気弁（５）と前記排気弁（６）に対して、それぞれ１
つの固有の当接制御部（２，３）が存在する、請求項１記載の回路。 - 【請求項３】 前記当接制御部（２，３）は、プロセッサを有しており、 前記通信コンピュータ（１）は、付加的に双方向通信インタフェース（７）を
介して、データ交換のために少なくとも１つの当接制御部（２，３）と接続され
ている、請求項１または２記載の回路。 - 【請求項４】 前記それぞれの当接制御部（２，３）は、弁（５，６）の位
置を検出し、弁（５，６）の誤作動を前記通信コンピュータ（１）に伝達する、
請求項１から３のいずれか１項記載の回路。 - 【請求項５】 前記通信コンピュータ（１）は、前記回路および電気機械式
に作動する弁（５，６）の以下のパラメータのうちの１つ、すなわち、出力段の
温度、出力段の給電電圧、使用される位置センサの給電電圧、すべての当接制御
部（２，３）の給電電圧のうちの１つを監視する、請求項１から４のいずれか１
項記載の回路。 - 【請求項６】 複数の通信コンピュータ（１）を有する、請求項１から５の
いずれか１項記載の回路。 - 【請求項７】 すべての吸気弁（５）に対する固有の通信コンピュータ（１
）およびずべての排気弁（６）に対する固有の通信コンピュータ（１）を有する
、請求項６記載の回路。 - 【請求項８】 前記複数の当接制御部（２，３）は、アクティブ冷却システ
ムに接続されたケーシング内で所属の出力段と共に統合されている、請求項１か
ら７のいずれか１項記載の回路。 - 【請求項９】 前記通信コンピュータ（１）は、弁の故障が知らされると、
当接制御部（２，３）により、当該シリンダの他の弁（６，５）を閉成位置に静
止させる、請求項４と併せて請求項１から８のいずれか１項に記載の回路。 - 【請求項１０】 電磁石の各巻線（１０，１１）への線路に回路（１３，１
４，１５，１６）が設けられており、 前記回路（１３，１４，１５，１６）には相応のタイミング信号が供給され、
これにより前記回路（１３，１４，１５，１６）は、直接前記タイミング信号に
よって相応する巻線（１０，１１）への通電を直接遮断する、請求項２と併せて
請求項１から９のいずれか１項に記載の回路。 - 【請求項１１】 前記回路（１３，１４，１５，１６）のそれぞれは、各巻
線（１０，１１）への線路にＡＮＤ素子（１５，１６）を有しており、 前記ＡＮＤ素子の第２の出力側はそれぞれの巻線（１０，１１）に接続されて
おり、 前記ＡＮＤ素子の一方の入力側は、前記当接制御部（２，３）とＡＮＤ素子（
１３）を介して接続されており、 前記ＡＮＤ素子の他方の入力側は、前記通信コンピュータ（１）が前記当接制
御部（２，３）に供給する相応のタイミング信号のための通信ライン（４）とＡ
ＮＤ素子（１３）を介して接続されており、 前記ＡＮＤ素子（１３）は、付加的に前記当接制御部（２，３）に接続されて
おり、これにより、前記当接制御部（２，３）によって前記ＡＮＤ素子（１３）
がイネーブルされたとき、タイミング信号は相応する巻線（１０，１１）への通
電を直接遮断する、請求項１０記載の回路。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19918095A DE19918095C1 (de) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Schaltung zur Steuerung mindestens eines jeweils elektromechanisch betätigten Ein- und Auslaßventils einer Brennkraftmaschine |
| DE19918095.4 | 1999-04-21 | ||
| PCT/DE2000/001250 WO2000063544A1 (de) | 1999-04-21 | 2000-04-20 | Schaltung zur steuerung mindestens eines jeweils elektromechanisch betätigten ein- und auslassventils einer brennkraftmaschine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002542423A true JP2002542423A (ja) | 2002-12-10 |
Family
ID=7905360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000612610A Withdrawn JP2002542423A (ja) | 1999-04-21 | 2000-04-20 | 内燃機関のそれぞれ電気機械式に作動する吸／排気弁のうちの少なくとも１つを制御するための回路 |
Country Status (5)
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|---|---|
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| EP (1) | EP1171702B1 (ja) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070703 |