JPH04233706A - 電磁負荷を駆動する回路装置 - Google Patents

電磁負荷を駆動する回路装置

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JPH04233706A
JPH04233706A JP3170275A JP17027591A JPH04233706A JP H04233706 A JPH04233706 A JP H04233706A JP 3170275 A JP3170275 A JP 3170275A JP 17027591 A JP17027591 A JP 17027591A JP H04233706 A JPH04233706 A JP H04233706A
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voltage
current
circuit
solenoid valve
transformer
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JP3170275A
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Andrew Kingston
キングストン アンドリュー
Ralf Noltemeyr
ラルフ　ノルテマイヤー
Siegbert Schwab
ジークベルト　シュヴァープ
Wolfgang Vogel
ヴォルフガング　フォーゲル
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/30—Controlling fuel injection
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁負荷を駆動する回
路装置、更に詳細には、電磁負荷、特に電磁弁を駆動す
る回路装置で、起動電圧を電磁負荷に印加させる第１の
制御素子と、起動電圧より低い駆動電圧を電磁負荷に印
加させる第２の制御素子を有する、電磁負荷を駆動する
回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁負荷を高速にその定格励磁状態にす
るために動作時に短時間定格励磁状態よりも大きな電圧
を印加させることが知られている。種々の技術分野、特
に自動車技術分野において電磁負荷を可能な限り短時間
で動作させ、続いて可能な限り僅かなエネルギーで動作
状態に保持させる必要性が発生している。このために電
磁負荷として電磁弁が用いられている場合には、まず起
動電圧（始動電圧）を電磁弁に印加し、続いて始動モー
ドが終わった後始動電圧を駆動電圧（保持電圧）に減少
させている。始動電圧ないし保持電圧を供給するために
、ドイツ特許出願第３９２００６４号には二つの制御素
子が設けられており、これらの制御素子によりまず対応
する電磁弁が高い電圧（始動電圧）と接続され、続いて
低い電圧（保持電圧）と接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電磁弁の保持モードに
必要な保持電流は電磁弁の温度に従って顕著に変動する
。温度が低いとかなり大きな保持電流が必要となる。 従って回路の構成素子はこの大きな電流を考えて設計し
なければならない。それによりコストが増大する。
【０００４】従って、本発明の課題は、保持電流が所定
の限界値を越えることがなく簡単な構成で電磁負荷に流
れる電流を調節できる電磁負荷を駆動する回路装置を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために、起動電圧を電磁負荷に印加させる
第１の制御素子と、起動電圧より低い駆動電圧を電磁負
荷に印加させる第２の制御素子を有する、電磁負荷、特
に電磁弁を駆動する回路装置において、駆動回路に電流
センサが設けられ、この電流センサにより検出された駆
動電流に従って駆動電圧の大きさが調節される構成を採
用した。
【０００６】
【作用】このような構成により保持電流が所定の限界値
を越えることがない、という利点が得られる。例えば電
磁弁が比較的冷えていた場合にも駆動電圧（保持電圧）
を調節することにより所定の保持電流値を超えないよう
にすることが可能になる。電磁弁の温度が上昇すると、
それに対応して駆動電圧が調節される。その場合、電磁
弁の保持状態は保たれたままになっている。このように
して駆動電圧の大きさを調節することにより保持電流の
開ループないし閉ループ制御が行なわれる。その場合セ
ンサとして上述した電流センサが用いられる。回路は全
体として閉ループ制御回路として構成される。好ましく
は電磁弁は、車両、特に乗用車の車台制御装置に用いら
れる高速なセミアクティブダンパ制御装置の電磁弁が用
いられる。もちろんこのような装置では複数の電磁弁も
本発明により、駆動させることができる。
【０００７】本発明の好ましい実施例によれば、駆動電
圧は変圧器、特にＤＣーＤＣコンバータにより得られる
。
【０００８】好ましくは、電磁負荷が電磁弁として構成
される場合には駆動電圧は電磁弁の保持電圧となる。こ
の場合、上述した起動電圧が電磁弁の始動電圧となる。
【０００９】本発明が自動車の技術分野に使用される場
合には、起動電圧は車両電源電圧、特に自動車のバッテ
リ電圧であり、この車両電源電圧から変圧器により保持
電圧が形成される。
【００１０】本発明の好ましい実施例によれば、電流セ
ンサにより変圧器が制御され保持電圧を形成する変圧器
の出力電圧が調節される。従って、電流センサが例えば
温度が低いことにより保持電流が比較的大きなものであ
ることを検知すると、保持電流に比例する操作量により
変圧器はそれに対応して変化する出力電圧を発生させる
。これにより保持電流が減少されるので、補償された状
態ではより小さな保持電流が流れることになる。従って
回路装置の構成素子はこの電流の大きさを考えて設計す
るだけでよくなる。電流が比較的小さなことにより熱損
失も比較的小さくなるので、各回路素子、場合によって
筺体内部にまとめられた回路素子にかかる熱負荷は少な
くなる。閉ループ制御回路を構成する場合、変圧器の出
力電流（従って保持電流）が電流センサにより行なわれ
る変圧器の目標値の設定により調節されるように構成さ
れる。
【００１１】従ってまず電磁弁の温度に従って所定の保
持電流が発生し、この電流が電流センサにより実際値と
して検出される。それにより変圧器が駆動され、対応し
た出力電圧が出力される。例えば比較的大きな保持電流
が生じると、変圧器の出力電圧が変化し、変圧器の出力
電流が減少する。すなわち全体として電流消費が減少す
る。
【００１２】これにより、回路装置ないし自動車の内燃
機関の制御装置でこの制御装置の回路構成となっている
回路装置の熱損失を最小にすることができる。
【００１３】好ましくは変圧器の出力電流を制限する電
流制限回路が設けられる。この電流制限回路は負荷の通
常動作時に機能するのではなく、故障により発生した短
絡による過剰電流を所定の量に減少させるためのもので
ある。電流制限回路が過剰電流ないし短絡電流を検出す
ると、変圧器はその出力電流が所定の値を超えないよう
に駆動される。
【００１４】また第２の制御素子を制御して電磁弁の電
流を制限する電流制限装置とすることも可能である。こ
の場合には第２の制御素子は電磁弁をオン、オフさせて
保持動作させるだけでなく電流制限機能も行なう。従っ
てこの場合には二重の機能が得られる。本発明の好まし
い実施例では温度測定値に従って変圧器の出力電圧を調
節する温度検出回路が設けられる。従ってこの場合には
上述したのと異なり変圧器の制御は電磁弁電流によって
行なわれるのではなく、直接温度検出回路によって測定
された温度により制御される。
【００１５】もちろん電流センサにより行なわれる電磁
弁の電流あるいは電磁弁の電圧の検出により電磁弁の温
度を検出することも可能である。検出された温度値は診
断の目的のために、あるいは車台制御を調節するために
あるいは制御装置の動作状態を調節するために用いるこ
とができる。車台制御においてはダンパ特性値の温度補
償を行ない、制御特性を向上させることも可能になる。
【００１６】
【実施例】以下図面に示す実施例にしたがい、本発明を
詳細に説明する。
【００１７】図１には、電磁弁ＭＶ１より構成される電
磁負荷を駆動する回路装置１が図示されている。この回
路装置１は給電用に自動車の車両電源電圧ＵＢに接続さ
れたマイクロコントローラＭＣを有している。車両電源
電圧ＵＢは自動車のバッテリ電圧である。ＤＣーＤＣコ
ンバータとして構成される変圧器２はリード線３を介し
て車両電源電圧ＵＢに接続されている。変圧器２の出力
４は電流センサ５を介してトランジスタＴ１として構成
された制御素子６に接続される。制御素子６の出力７は
、電磁弁ＭＶ１の一方の端子９と接続された減結合回路
８と接続される。電磁弁ＭＶ１の他方の端子１０はアー
ス１１と接続されている。
【００１８】電流センサ５は特に分路として構成される
。電流センサの出力１２は電流制限回路１３に導かれ、
この制限回路の出力１４は変圧器２の入力１５と接続さ
れている。更にリード線１６によりマイクロコントロー
ラＭＣの出力が変圧器２の入力１７と接続される。 マイクロコントローラＭＣはリード線１６上に保持電圧
の目標値ＵＨｓｏｌｌを発生し、それを変圧器２に供給
する。マイクロコントローラＭＣと変圧器２間に設けら
れたリード線１８により変圧器２が必要に応じて遮断（
シャットダウン）される。
【００１９】電流センサ５の出力１２には処理装置１９
が接続される。この処理装置は電流センサ５の測定値か
らトランジスタＴ１に流れる電流Ｉの実際値Ｉｉｓｔを
検出する。オンオフ線２０を介してマイクロコントロー
ラＭＣが処理装置１９と接続される。処理装置１９の出
力２１は制御線２２を介して制御素子６と接続される。 他のオンオフ線２３を介してマイクロコントローラＭＣ
がトランジスタＴ２として構成された他の制御素子２５
の制御入力２４と接続される。制御素子２５はリード線
２６を介して車両電源電圧ＵＢと接続される。また制御
素子２５の他方の端子はリード線２７を介して減結合ダ
イオードを設けた減結合回路８と接続されている。更に
制御素子２５はフィードバック線２８を介してマイクロ
コントローラＭＣと接続されている。変圧器２の出力４
はリード線２９を介してマイクロコントローラＭＣと接
続される。
【００２０】なお、点線で図示したのは回路装置が他の
電磁弁を駆動するのにも拡張できることを示したもので
ある。以下に動作を説明する。
【００２１】電磁弁ＭＶ１が作動される場合には、マイ
クロコントローラＭＣがトランジスタＴ２を駆動し、そ
れによりトランジスタが導通し車両電源電圧ＵＢが減結
合回路８を介して電磁弁ＭＶ１に供給される。従って電
磁弁ＭＶ１には起動電圧（始動電圧）が供給される。電
磁弁ＭＶ１が吸引された状態になると、電磁弁ＭＶ１へ
の供給電圧は車両電源電圧ＵＢではなく車両電源電圧Ｕ
Ｂよりも小さい保持電圧ＵＨとなることにより減少する
。 保持電圧ＵＨは変圧器２の出力電圧として供給される。 切り換えはトランジスタＴ２を遮断し、トランジスタＴ
１をオンにすることにより行なわれる。切り換え時短絡
は減結合回路８により防止できる。
【００２２】保持電圧ＵＨで駆動するとき発生する電流
Ｉは電流センサ５により検出され、その測定値が電流制
限回路１３に入力される。故障、例えば短絡が発生する
と、過剰電流が流れ、これが電流制限回路１３により検
出され、変圧器２の出力電圧（保持電圧ＵＨ）が変化さ
れ許容電流値を超えないように調節される。電流センサ
５により得られる測定値から処理回路１９を介して保持
電流の実際値Ｉｉｓｔが形成され、これがマイクロコン
トローラＭＣに入力される。保持電流Ｉが所定値を上回
ると、マイクロコントローラＭＣは保持電圧の目標値Ｕ
Ｈｓｏｌｌを変化させる。すなわち変圧器２には対応し
た操作量が入力され、その出力電圧（保持電圧ＵＨ）が
変化される。これにより電流Ｉが減少するので、保持電
流回路における電流負荷（ジュール熱など）が減少する
。従って回路素子はこの保持電流を考えて設計するだけ
でよくなる。トランジスタＴ１、Ｔ２の駆動はオンオフ
線２０、２３を介して行なわれる。制御素子２５のそれ
ぞれの状態はフィードバック線２８を介してマイクロコ
ントローラＭＣに入力される。
【００２３】図１の実施例では電磁弁ＭＶが複数設けら
れていても電流センサ５は一つだけしか用いられていな
いが、個々の電磁弁に流れる電流を論理回路、例えばテ
ーブルを介してマイクロコントローラＭＣで検出するこ
とが必要となる。これは電磁弁が互いに無関係に動作さ
れることにより可能になる。電流センサ５を一つだけ用
いた場合全体の電流制限は変圧器２をハードウェア的に
シャットダウン（遮断）するかあるいはマイクロコント
ローラＭＣにより実現することができる。
【００２４】図２の実施例では、各電磁弁ＭＶに対して
独自の電流センサ５が設けられている。すなわち、各電
流センサ５は対応するリード線を介して処理回路１９と
接続されている。その他は図２の回路装置の構成は図１
の構成と同様であるので、その詳細な説明は省略する。 図１と図２の実施例の他の相違としては、図１の実施例
では過剰電流が変圧器２を駆動する電流制限回路１３に
より制限されているが、図２の実施例では処理回路１９
が電流制限回路３０を有することである。この電流制限
回路は、個々の電磁弁ＭＶ１、ＭＶ２並びにそれに関連
した制御素子６の個々の制御端子を駆動し個々に電流制
限が行なわれるようにする。あるいは、処理回路１９に
より個々の電流から全電流値を形成しこの値をマイクロ
コントローラＭＣに供給するようにすることもできる。 マイクロコントローラＭＣは保持電圧の目標値ＵＨｓｏ
ｌｌに作用し、電流制限に従い変圧器２の出力電圧（保
持電圧ＵＨ）を調節する。
【００２５】図３には回路装置１の他の実施例が図示さ
れている。図２の実施例と比較して電流センサ５がなく
、また処理回路１９が設けられていないことが相違する
。各電磁弁ＭＶ１、ＭＶ２の端子９は、基準電圧Ｕｒｅ
ｆと接続された測定用抵抗Ｒと接続されている。また個
々の端子９はリード線３１を介して評価回路３２と接続
されている。この評価回路３２はリード線３３を介して
マイクロコントローラＭＣと接続されている。測定用抵
抗Ｒは、各電磁弁ＭＶ１、ＭＶ２等の全抵抗の内それぞ
れのオーム抵抗成分ＲＭＶ１、ＲＭＶ２等とともに分圧
器を構成する。その場合、リード線３１を介して評価回
路３２に入力される分圧電圧は、個々の電磁弁ＭＶ１、
ＭＶ２等の温度Ｔ１、Ｔ２を示す値になっている。従っ
て温度検出回路３４が形成される。温度Ｔ１、Ｔ２等は
リード線３３を介してマイクロコントローラＭＣに入力
される。検出された温度に従って変圧器２が駆動され、
その出力電圧（保持電圧ＵＨ）が検出された温度に従っ
て調節される。
【００２６】他の実施例として、一つの電磁弁（例えば
ＭＶ１）だけで温度検出を行ない全ての電磁弁の保持電
圧ＵＨを調節するようにすることもできる。
【００２７】また図１、図２と同様にそれぞれの保持電
流回路において電流制限を行なうようにし、マイクロコ
ントローラＭＣにより個々の電磁弁ＭＶ１、ＭＶ２等を
対応して駆動するようにすることもできる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では駆動回
路に電流センサが設けられ、この電流センサにより検出
された駆動電流に従って駆動電圧の大きさが調節される
ので、保持電流が所定の限界値を越えることがなく、例
えば電磁弁が比較的冷えていた場合にも駆動電圧を調節
することにより所定の保持電流値を超えないようにする
ことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁弁を駆動する回路装置のブロック回路図で
ある。
【図２】複数の電磁弁を設けた場合の電磁弁を駆動する
回路装置のブロック回路図である。
【図３】温度測定を行なう場合の電磁弁を駆動する回路
装置のブロック回路図である。
【符号の説明】
２　　変圧器 ５　　電流センサ ６　　制御素子 ８　　減結合回路 ＭＶ１　　電磁弁 ＭＣ　　マイクロコントローラ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　起動電圧を電磁負荷に印加させる第１
    の制御素子と、起動電圧より低い駆動電圧を電磁負荷に
    印加させる第２の制御素子を有する、電磁負荷、特に電
    磁弁を駆動する回路装置において、駆動回路に電流セン
    サ（５）が設けられ、この電流センサにより検出された
    駆動電流（Ｉ）に従って駆動電圧（ＵＨ）の大きさが調
    節されることを特徴とする電磁負荷を駆動する回路装置
    。
  2. 【請求項２】　　駆動電圧が変圧器（２）により得られ
    ることを特徴とする請求項１に記載の回路装置。
  3. 【請求項３】　　電磁負荷が電磁弁（ＭＶ１、ＭＶ２）
    として構成される場合、駆動電圧が電磁弁の保持電圧（
    ＵＨ）であることを特徴とする請求項１または２に記載
    の回路装置。
  4. 【請求項４】　　起動電圧が電磁弁の始動電圧であるこ
    とを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記
    載の回路装置。
  5. 【請求項５】　　起動電圧が車両電源電圧、特にバッテ
    リ電圧であり、この車両電源電圧から変圧器（２）によ
    り保持電圧（ＵＨ）が形成されることを特徴とする請求
    項１から４までのいずれか１項に記載の回路装置。
  6. 【請求項６】　　電流センサ（５）により変圧器（２）
    が制御され保持電圧（ＵＨ）を形成する変圧器の出力電
    圧が調節されることを特徴とする請求項１から４までの
    いずれか１項に記載の回路装置。
  7. 【請求項７】　　電流センサ（５）により変圧器（２）
    の目標値（ＵＨｓｏｌｌ）を設定することにより変圧器
    の出力電流（Ｉ）が調節されることを特徴とする請求項
    １から６までのいずれか１項に記載の回路装置。
  8. 【請求項８】　　変圧器（２）の出力電流（Ｉ）を制限
    する電流制限回路（１３）が設けられることを特徴とす
    る請求項１から７までのいずれか１項に記載の回路装置
    。
  9. 【請求項９】　　第２の制御素子（６）を駆動し電磁弁
    電流（Ｉ）を制限する制限装置が設けられることを特徴
    とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の回路
    装置。
  10. 【請求項１０】　　温度測定値に従って変圧器（２）の
    出力電圧（ＵＨ）を調節する温度検出回路（３４）が設
    けられることを特徴とする請求項１から９までのいずれ
    か１項に記載の回路装置。
  11. 【請求項１１】　　電流センサ（５）により行なわれる
    電磁弁電流（Ｉ）あるいは電磁弁電圧（ＵＨ）の検出に
    より電磁弁の温度（Ｔ１、Ｔ２）が検出されることを特
    徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の
    回路装置。
  12. 【請求項１２】　　検出された温度により車台制御の調
    整が行なわれることを特徴とする請求項１から１１まで
    のいずれか１項に記載の回路装置。
JP3170275A 1990-08-02 1991-07-11 電磁負荷を駆動する回路装置 Pending JPH04233706A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4024496A DE4024496A1 (de) 1990-08-02 1990-08-02 Schaltungsanordnung zum betrieb von elektromagnetischen verbrauchern
DE4024496.2 1990-08-02

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JPH04233706A true JPH04233706A (ja) 1992-08-21

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DE (1) DE4024496A1 (ja)

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