JPH11329831A - インダクタンスのスイッチング方法及び装置 - Google Patents
インダクタンスのスイッチング方法及び装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可及的に速やかなスイッチング過程を達成
し、ここで各部品のコストを可及的にわずかに抑え、コ
スト上有利な構成部品を使用可能にすること。 【解決手段】 インダクタンスの第１の端子が第１のス
イッチング素子を介してアースと接続可能であり、イン
ダクタンスの第２の端子が給電電圧と接続されており、
第２のインダクタンスが第２のスイッチング素子を介し
てアースと接続されるようにしここで、第２のインダク
タンスにおける通電電流の遮断の際解放されるエネルギ
が第１のインダクタンスのスイッチングのために使用さ
れること。
し、ここで各部品のコストを可及的にわずかに抑え、コ
スト上有利な構成部品を使用可能にすること。 【解決手段】 インダクタンスの第１の端子が第１のス
イッチング素子を介してアースと接続可能であり、イン
ダクタンスの第２の端子が給電電圧と接続されており、
第２のインダクタンスが第２のスイッチング素子を介し
てアースと接続されるようにしここで、第２のインダク
タンスにおける通電電流の遮断の際解放されるエネルギ
が第１のインダクタンスのスイッチングのために使用さ
れること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１及び５の
上位概念にて特定されたインダクタンスのスイッチング
方法及び装置に関する。
上位概念にて特定されたインダクタンスのスイッチング
方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インダクタンスのスイッチング方法及び
装置は、ＤＥ３７０２６８０から公知である。ここで
は、磁石弁のコイルがインダクタンスを形成する。磁石
弁では精確な燃料噴射を達成するため一層迅速なスイッ
チング過程が求められる。このために、インダクタンス
の遮断の際、解放されるエネルギが、コンデンサ中に充
放電ないしリチャージされる。同じインダクタンスの次
のスイッチング過程の際又は他のインダクタンスのスイ
ッチング過程の際蓄積されたエネルギにより迅速な電流
上昇が生ぜしめられる。
装置は、ＤＥ３７０２６８０から公知である。ここで
は、磁石弁のコイルがインダクタンスを形成する。磁石
弁では精確な燃料噴射を達成するため一層迅速なスイッ
チング過程が求められる。このために、インダクタンス
の遮断の際、解放されるエネルギが、コンデンサ中に充
放電ないしリチャージされる。同じインダクタンスの次
のスイッチング過程の際又は他のインダクタンスのスイ
ッチング過程の際蓄積されたエネルギにより迅速な電流
上昇が生ぜしめられる。
【０００３】上述の手段において欠点となるのは、著し
く高価か、又は自動車に使用するのに制約、制限を受け
てしか使用できないことである、それというのは、振動
的にも、温度、熱的にも耐久性がないからである。
く高価か、又は自動車に使用するのに制約、制限を受け
てしか使用できないことである、それというのは、振動
的にも、温度、熱的にも耐久性がないからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎を成す課
題とするところは、冒頭に述べた形式のインダクタンス
のスイッチング方法及び装置において、可及的に速やか
なスイッチング過程を達成し、ここで各部品のコストを
可及的にわずかに抑えるものである。殊に、コスト上有
利な構成部品を使用できるようにするものである。
題とするところは、冒頭に述べた形式のインダクタンス
のスイッチング方法及び装置において、可及的に速やか
なスイッチング過程を達成し、ここで各部品のコストを
可及的にわずかに抑えるものである。殊に、コスト上有
利な構成部品を使用できるようにするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明によ
れば、特許請求の範囲の構成要件により解決される。
れば、特許請求の範囲の構成要件により解決される。
【０００６】本発明の手段により、迅速なスイッチング
過程を達成でき、ここで、回路部品素子のコストをわず
かにできるという効果が奏される。
過程を達成でき、ここで、回路部品素子のコストをわず
かにできるという効果が奏される。
【０００７】本発明の有利な構成及び発展形態が引用請
求項に記載されている。
求項に記載されている。
【０００８】
【実施例】次に図示の実施例に即して、本発明を説明す
る。
る。
【０００９】以下、本発明の手段、手法を磁石弁のコイ
ルの例に即して説明する。前記磁石弁は、内燃機関、例
えば、ディーゼル機関において、噴射されるべき燃料量
の制御のため使用されるものである。噴射されるべき燃
料量の制御の場合、噴射される燃料量の供給が可及的に
精確に、そして、ディーゼル機関の場合、可及的に所定
の時点で行われるために、使用される磁石弁は、極めて
精確に所定の時点でスイッチングしなければならない。
そのための回路を図１に示す。
ルの例に即して説明する。前記磁石弁は、内燃機関、例
えば、ディーゼル機関において、噴射されるべき燃料量
の制御のため使用されるものである。噴射されるべき燃
料量の制御の場合、噴射される燃料量の供給が可及的に
精確に、そして、ディーゼル機関の場合、可及的に所定
の時点で行われるために、使用される磁石弁は、極めて
精確に所定の時点でスイッチングしなければならない。
そのための回路を図１に示す。
【００１０】図１中、磁石弁のスイッチングされるべき
インダクタンスをＬ１で示す。Ｌ１の第１端子は、スイ
ッチング素子Ｔ１を介してアースと接続されている。第
１スイッチング素子Ｔ１とアースとの間に抵抗Ｒ１を設
けてもよい。
インダクタンスをＬ１で示す。Ｌ１の第１端子は、スイ
ッチング素子Ｔ１を介してアースと接続されている。第
１スイッチング素子Ｔ１とアースとの間に抵抗Ｒ１を設
けてもよい。
【００１１】インダクタンスＬ１の第１端子と、第１ス
イッチング素子Ｔ１との接続点Ｃに、第１ツェナーダイ
オードＵＺ１のカソードが接続されている。第１ツェナ
ーダイオードＵＺ１のアノードは、ダイオードＤＺ１の
アノードに接続されている。ダイオードＤＺ１のカソー
ドは、第１スイッチング素子Ｔ１の制御端子に接続され
ている。更に、ダイオードＤＺ１のカソード、ひいて
は、亦第１スイッチング素子Ｔ１の制御端子は抵抗素子
Ｒ３を介して制御部１００に接続されている。ツェナー
ダイオードＵＺ１及びダイオードＤＺ１は、第１の電圧
制限素子を成す。
イッチング素子Ｔ１との接続点Ｃに、第１ツェナーダイ
オードＵＺ１のカソードが接続されている。第１ツェナ
ーダイオードＵＺ１のアノードは、ダイオードＤＺ１の
アノードに接続されている。ダイオードＤＺ１のカソー
ドは、第１スイッチング素子Ｔ１の制御端子に接続され
ている。更に、ダイオードＤＺ１のカソード、ひいて
は、亦第１スイッチング素子Ｔ１の制御端子は抵抗素子
Ｒ３を介して制御部１００に接続されている。ツェナー
ダイオードＵＺ１及びダイオードＤＺ１は、第１の電圧
制限素子を成す。
【００１２】インダクタンスＬ１の第２端子は、接続点
Ｂを介して給電電圧Ｕｂａｔと接続されている。有利に
は当該の接続経路中、に、ダイオードＤ１が設けられて
おり、ここで給電電圧は、ダイオードＤ１のカソードの
アノードに接続され、インダクタンスＬ１はダイオード
Ｄ１のカソードに接続されている。
Ｂを介して給電電圧Ｕｂａｔと接続されている。有利に
は当該の接続経路中、に、ダイオードＤ１が設けられて
おり、ここで給電電圧は、ダイオードＤ１のカソードの
アノードに接続され、インダクタンスＬ１はダイオード
Ｄ１のカソードに接続されている。
【００１３】更に、第２インダクタンスＬ２の第２端子
は、同様に給電電圧Ｕｂａｔに接続されている。第２イ
ンダクタンスＬ２の第１端子は、接続点Ａに接続されて
いる。接続点Ａは、第２スイッチング素子Ｔ２を介して
同様にアースに接続されている。
は、同様に給電電圧Ｕｂａｔに接続されている。第２イ
ンダクタンスＬ２の第１端子は、接続点Ａに接続されて
いる。接続点Ａは、第２スイッチング素子Ｔ２を介して
同様にアースに接続されている。
【００１４】第２インダクタンスＬ２の第２端子は、第
３スイッチング素子Ｔ３及びダイオードＤ３を介して第
２インダクタンス、Ｌ２の第１端子と接続されている。
ここで、ダイオードＤ３のアノードは、Ｌ２の第１端子
と接続されている。第３スイッチング素子Ｔ３とダイオ
ードＤ３との直列接続は、第２インダクタンスＬ２に対
するスイッチング可能なフリーホイール回路を形成す
る。第３のスイッチング素子Ｔ３は、同様に制御部１０
０により制御信号で作動される。インダクタンスに並列
に、それぞれフリーホイール回路が設けられている。第
２インダクタンスの第２のフリーホイール回路は、スイ
ッチング可能である。
３スイッチング素子Ｔ３及びダイオードＤ３を介して第
２インダクタンス、Ｌ２の第１端子と接続されている。
ここで、ダイオードＤ３のアノードは、Ｌ２の第１端子
と接続されている。第３スイッチング素子Ｔ３とダイオ
ードＤ３との直列接続は、第２インダクタンスＬ２に対
するスイッチング可能なフリーホイール回路を形成す
る。第３のスイッチング素子Ｔ３は、同様に制御部１０
０により制御信号で作動される。インダクタンスに並列
に、それぞれフリーホイール回路が設けられている。第
２インダクタンスの第２のフリーホイール回路は、スイ
ッチング可能である。
【００１５】接続点Ａは、接続点Ｃと同様に、第２ツェ
ナーダイオードＵＺ２及びダイオードＤＳを介して第２
スイッチング素子Ｔ２の制御端子と接続されている。更
に、第２スイッチング素子Ｔ２の制御端子は、抵抗素子
Ｒ２を介して制御部１００と接続されている。ツェナー
ダイオードＵＺ２、ダイオードＤＺ２は第２の電圧制御
素子を形成する。スイッチングの制御端子と、スイッチ
ング素子とインダクタンスとのそれぞれの接続点との間
に、電圧を制限する手段が設けられている。
ナーダイオードＵＺ２及びダイオードＤＳを介して第２
スイッチング素子Ｔ２の制御端子と接続されている。更
に、第２スイッチング素子Ｔ２の制御端子は、抵抗素子
Ｒ２を介して制御部１００と接続されている。ツェナー
ダイオードＵＺ２、ダイオードＤＺ２は第２の電圧制御
素子を形成する。スイッチングの制御端子と、スイッチ
ング素子とインダクタンスとのそれぞれの接続点との間
に、電圧を制限する手段が設けられている。
【００１６】接続点Ａと接続点Ｂとの間に第２のダイオ
ードＤ２が設けられている。第２ダイオードＤ２のアノ
ードは、接続点Ａと接続され、そして、第２ダイオード
Ｄ２のカソードは、接続点Ｂと接続されている。図示の
実施例では第２ツェナーダイオードＵＺ２のカソード
は、第２ダイオードＤ２のカソードと接続されている。
代替選択的実施形態では、第２ツェナーダイオードＵＺ
２のカソードは、第２ダイオードのアノードと接続され
てもよい。第２インダクタンスＬ２と第２スイッチング
素子Ｔ２との接続点Ａは、ダイオードＤ２を介して、接
続点Ｂに、ひいてはインダクタンスＬ１の第２端子に接
続されている。
ードＤ２が設けられている。第２ダイオードＤ２のアノ
ードは、接続点Ａと接続され、そして、第２ダイオード
Ｄ２のカソードは、接続点Ｂと接続されている。図示の
実施例では第２ツェナーダイオードＵＺ２のカソード
は、第２ダイオードＤ２のカソードと接続されている。
代替選択的実施形態では、第２ツェナーダイオードＵＺ
２のカソードは、第２ダイオードのアノードと接続され
てもよい。第２インダクタンスＬ２と第２スイッチング
素子Ｔ２との接続点Ａは、ダイオードＤ２を介して、接
続点Ｂに、ひいてはインダクタンスＬ１の第２端子に接
続されている。
【００１７】第１スイッチング素子Ｔ１，第２スイッチ
ング素子Ｔ２，第３スイッチング素子は、有利にトラン
ジスタ、殊に、ＦＥＴトランジスタとして構成されてい
る。
ング素子Ｔ２，第３スイッチング素子は、有利にトラン
ジスタ、殊に、ＦＥＴトランジスタとして構成されてい
る。
【００１８】第３スイッチング素子は、有利にトランジ
スタ、殊に、ＦＥＴとして構成されている。
スタ、殊に、ＦＥＴとして構成されている。
【００１９】抵抗Ｒ１を用いて、インダクタンスＬ１を
流れる電流が測定され、そして、場合により制御部１０
０により制御され得る。
流れる電流が測定され、そして、場合により制御部１０
０により制御され得る。
【００２０】代替選択的に第１のダイオードＤ１がツェ
ナーダイオードとして構成されるようにしてもよい。こ
の場合において、第２の電圧制限素子ＵＺ２及びＤＺ２
を節減できる。さらに有利には損失電力がスイッチング
素子Ｔ２にて熱に変換されるのではなく、給電電圧に戻
されるとよい。
ナーダイオードとして構成されるようにしてもよい。こ
の場合において、第２の電圧制限素子ＵＺ２及びＤＺ２
を節減できる。さらに有利には損失電力がスイッチング
素子Ｔ２にて熱に変換されるのではなく、給電電圧に戻
されるとよい。
【００２１】前記回路の動作を図２を用いて説明する。
【００２２】図２には、種々の信号が時間ｔに関してプ
ロットしてある。図２−ａ中には第２スイッチング素子
Ｔ２に対する制御信号が示してある。図２−ｂ中には、
第２インダクタンスＬ２を流れる電流ＩＬ２が示してあ
る。図２−ｃ中には接続点Ａにおける電圧ＵＡが示して
ある。図２−ｄ中には接続点Ｂにおける電圧ＵＢが示し
てある。図２−ｅには、第１スイッチング素子Ｔ１に対
する制御信号が示してある。図２−ｆには第１インダク
タンスを流れる電流ＩＬ１が示してある。
ロットしてある。図２−ａ中には第２スイッチング素子
Ｔ２に対する制御信号が示してある。図２−ｂ中には、
第２インダクタンスＬ２を流れる電流ＩＬ２が示してあ
る。図２−ｃ中には接続点Ａにおける電圧ＵＡが示して
ある。図２−ｄ中には接続点Ｂにおける電圧ＵＢが示し
てある。図２−ｅには、第１スイッチング素子Ｔ１に対
する制御信号が示してある。図２−ｆには第１インダク
タンスを流れる電流ＩＬ１が示してある。
【００２３】時点ＴＶＯＲでは、第２スイッチング素子
Ｔ２は、次のように制御される、即ち、電流通電をイネ
ーブリングートリガするように制御される。それによ
り、当該時点から、第２インダクタンスＬ２を流れる電
流ＩＬ２が上昇するようになる。その電流は、給電電圧
Ｕｂａｔから第２インダクタンスＬ２及び第２スイッチ
ング素子Ｔ２を介してアースへ流れる。その際エネルギ
はインダクタンスＬ２へ蓄積される。磁石弁の本来の制
御前に位置する第１のフェーズにて、第２インダクタン
スＬ２が電流通電される。第１のフェーズは、時点ＴＶ
ＯＲで始まり、時点ＴＥＩＮにて、本来の制御と共に終
わる。
Ｔ２は、次のように制御される、即ち、電流通電をイネ
ーブリングートリガするように制御される。それによ
り、当該時点から、第２インダクタンスＬ２を流れる電
流ＩＬ２が上昇するようになる。その電流は、給電電圧
Ｕｂａｔから第２インダクタンスＬ２及び第２スイッチ
ング素子Ｔ２を介してアースへ流れる。その際エネルギ
はインダクタンスＬ２へ蓄積される。磁石弁の本来の制
御前に位置する第１のフェーズにて、第２インダクタン
スＬ２が電流通電される。第１のフェーズは、時点ＴＶ
ＯＲで始まり、時点ＴＥＩＮにて、本来の制御と共に終
わる。
【００２４】時点ＴＥＩＮにて、本来の制御、ひいては
第２フェーズが始まる。時点ＴＥＩＮにて、第２スイッ
チング素子Ｔ２は、次のように制御される、即ち、電流
通電を遮断するように制御される。第１スイッチング素
子Ｔ１は、次のように制御される、即ち、電流通電をイ
ネーブリング、トリガするように制御される。第２フェ
ーズの始まりと同時に第１フェーズの終わりにて同時
に、第２スイッチング素子が開かれる。
第２フェーズが始まる。時点ＴＥＩＮにて、第２スイッ
チング素子Ｔ２は、次のように制御される、即ち、電流
通電を遮断するように制御される。第１スイッチング素
子Ｔ１は、次のように制御される、即ち、電流通電をイ
ネーブリング、トリガするように制御される。第２フェ
ーズの始まりと同時に第１フェーズの終わりにて同時
に、第２スイッチング素子が開かれる。
【００２５】その結果、接続点Ｂにおける電圧がほぼ給
電電圧Ｕｂａｔに相応する値から、ツェナーダイオード
ＵＺ２のツェナー電圧ＵＺ２に相応する値へ上昇する。
第２電圧制限素子により、接続点Ａにおける電圧ＵＡ及
び接続点Ｂにおける電圧ＵＢがその値に一定に保たれる
ようになる。そのような電圧制限はスイッチング素子の
最大許容電圧を越えないようにするために必要なことで
ある。
電電圧Ｕｂａｔに相応する値から、ツェナーダイオード
ＵＺ２のツェナー電圧ＵＺ２に相応する値へ上昇する。
第２電圧制限素子により、接続点Ａにおける電圧ＵＡ及
び接続点Ｂにおける電圧ＵＢがその値に一定に保たれる
ようになる。そのような電圧制限はスイッチング素子の
最大許容電圧を越えないようにするために必要なことで
ある。
【００２６】電圧上昇は、第２インダクタンス内に蓄積
されたエネルギにより惹起される。その電圧は、今やイ
ンダクタンスＬ１のため利用される。特に有利にはイン
ダクタンスＬ２がインダクタンスＬ１より遙かに大であ
るようにする。時点ＴＥＩＮと時点ＴＵＥとの間の第２
フェーズにて、第２インダクタンス内に蓄積されたエネ
ルギが第１インダクタンス内へ放、充電、リチャージさ
れる。
されたエネルギにより惹起される。その電圧は、今やイ
ンダクタンスＬ１のため利用される。特に有利にはイン
ダクタンスＬ２がインダクタンスＬ１より遙かに大であ
るようにする。時点ＴＥＩＮと時点ＴＵＥとの間の第２
フェーズにて、第２インダクタンス内に蓄積されたエネ
ルギが第１インダクタンス内へ放、充電、リチャージさ
れる。
【００２７】時点ＴＥＩＮからはインダクタンスＬ１を
流れる電流ＩＬ１が接続点Ｂにおける電圧に基づき著し
く迅速に値ＩＵＥへ上昇する。それと同時に第２インダ
クタンスＬ２を流れる電流ＩＬ２は値ＩＵＥへ低下す
る。
流れる電流ＩＬ１が接続点Ｂにおける電圧に基づき著し
く迅速に値ＩＵＥへ上昇する。それと同時に第２インダ
クタンスＬ２を流れる電流ＩＬ２は値ＩＵＥへ低下す
る。
【００２８】時点ＴＵＥにて、電流ＩＬ２とＩＬ１は、
同じ値をとる。この時点にて、接続点Ｂにおける電圧
は、給電電圧Ｕｂａｔへ低下する。同様のことが接続点
Ａにおける電圧ＵＡについても成立つ。電圧ＵＡ及びＵ
Ｂは、インダクタンスの次の制御まで、給電電圧Ｕｂａ
ｔの相応する値にとどまる。
同じ値をとる。この時点にて、接続点Ｂにおける電圧
は、給電電圧Ｕｂａｔへ低下する。同様のことが接続点
Ａにおける電圧ＵＡについても成立つ。電圧ＵＡ及びＵ
Ｂは、インダクタンスの次の制御まで、給電電圧Ｕｂａ
ｔの相応する値にとどまる。
【００２９】時点ＴＵＥの前で、スイッチング素子Ｔ３
は、電流通電をイネーブリング、トリガするように制御
される。これにより、第２インダクタンスＬ２内に蓄積
されたエネルギをインダクタンスＬ１の遮断前に低減さ
れ得るようにし、それにより、インダクタンスＬ１の遮
断の際、共に消去させなくてもよい。
は、電流通電をイネーブリング、トリガするように制御
される。これにより、第２インダクタンスＬ２内に蓄積
されたエネルギをインダクタンスＬ１の遮断前に低減さ
れ得るようにし、それにより、インダクタンスＬ１の遮
断の際、共に消去させなくてもよい。
【００３０】インダクタンスの迅速なスイッチング過程
を達成するため、インダクタンスの本来の電流通電前
に、第２インダクタンスが電流通電される。それによ
り、エネルギは、第２インダクタンスＬＬ２へ充、放電
される。第２インダクタンスＬ２を通って流れる電流通
電が遮断されると、解放されるエネルギにより高い電圧
が誘起され、該高い電圧は、第１インダクタンスの迅速
なスイッチングのため使用される。
を達成するため、インダクタンスの本来の電流通電前
に、第２インダクタンスが電流通電される。それによ
り、エネルギは、第２インダクタンスＬＬ２へ充、放電
される。第２インダクタンスＬ２を通って流れる電流通
電が遮断されると、解放されるエネルギにより高い電圧
が誘起され、該高い電圧は、第１インダクタンスの迅速
なスイッチングのため使用される。
【００３１】このために、時点ＴＥＩＮにてインダクタ
ンスＬ１の電流通電の際第１のスイッチング素子Ｔ１が
閉じられ、そして第２スイッチング素子Ｔ２は開かれ
る。ダイオードＤ２によっては、第２インダクタンスか
らの放電電流のみが第１インダクタンス内へ流入するこ
とが確保される。
ンスＬ１の電流通電の際第１のスイッチング素子Ｔ１が
閉じられ、そして第２スイッチング素子Ｔ２は開かれ
る。ダイオードＤ２によっては、第２インダクタンスか
らの放電電流のみが第１インダクタンス内へ流入するこ
とが確保される。
【００３２】ダイオードＤ１を介する給電電圧Ｕｂａｔ
との接続に基づき、スイッチングＴ１の閉成状態のもと
で第２インダクタンスの放電後にのみ、インダクタンス
を介する電流通電が保証されるようになる。
との接続に基づき、スイッチングＴ１の閉成状態のもと
で第２インダクタンスの放電後にのみ、インダクタンス
を介する電流通電が保証されるようになる。
【００３３】簡単化された実施形態において、接続点Ｂ
と給電電圧Ｕｂａｔとの接続を省き得る。この場合、ス
イッチング素子Ｔの閉成状態のもとで第２インダクタン
スＬ２を通って絶えず電流が流れる。
と給電電圧Ｕｂａｔとの接続を省き得る。この場合、ス
イッチング素子Ｔの閉成状態のもとで第２インダクタン
スＬ２を通って絶えず電流が流れる。
【００３４】図示の実施形態では、有利に、第２インダ
クタンスＬ２の放電の際インダクタンスＬ１にのみ電流
が流れるようにするとよい。インダクタンスＬ２は、も
はや電流通電させなくてもよい。それにより、遮断の
際、即ち、スイッチング素子Ｔ１の開放の際、遮断過程
を促進できる、それというのは、比較的小さなインダク
タンスを消去遮断しさえすればよいからである。このこ
とは、殊に次のような場合成立つ。即ち、ダイオードＤ
３及び第３のスイッチング素子から成るフリーホイール
回路を用いて、インダクタンスＬ２が既に放電されてい
る場合である。
クタンスＬ２の放電の際インダクタンスＬ１にのみ電流
が流れるようにするとよい。インダクタンスＬ２は、も
はや電流通電させなくてもよい。それにより、遮断の
際、即ち、スイッチング素子Ｔ１の開放の際、遮断過程
を促進できる、それというのは、比較的小さなインダク
タンスを消去遮断しさえすればよいからである。このこ
とは、殊に次のような場合成立つ。即ち、ダイオードＤ
３及び第３のスイッチング素子から成るフリーホイール
回路を用いて、インダクタンスＬ２が既に放電されてい
る場合である。
【００３５】特に有利な実施形態では、第２インダクタ
ンスとして燃料噴射の制御、殊に、燃料噴射の始点の制
御のため用いられるものである。
ンスとして燃料噴射の制御、殊に、燃料噴射の始点の制
御のため用いられるものである。
【００３６】そのような磁石弁は、例えば、分配器−ポ
ンプ系においても使用される。磁石弁制御される分配器
−ポンプとも称される所定の系では、噴射量及び噴射時
点の決定のため２つの磁石弁を有する。第１の磁石弁−
これは流量磁石弁とも称される−は高圧制御を引き受
け、従って、噴射される燃料量を決定する。第２磁石弁
−これは噴射調整磁石弁とも称される−は、液圧系を介
して、噴射時点を制御する。上記の２つの磁石弁によ
り、動電的要求に適し完全なフレキシビリティ融通成が
得られる。
ンプ系においても使用される。磁石弁制御される分配器
−ポンプとも称される所定の系では、噴射量及び噴射時
点の決定のため２つの磁石弁を有する。第１の磁石弁−
これは流量磁石弁とも称される−は高圧制御を引き受
け、従って、噴射される燃料量を決定する。第２磁石弁
−これは噴射調整磁石弁とも称される−は、液圧系を介
して、噴射時点を制御する。上記の２つの磁石弁によ
り、動電的要求に適し完全なフレキシビリティ融通成が
得られる。
【００３７】流量磁石弁の２度の制御により、噴射量
は、２つのセクション、部分量に分けられる。本来の噴
射前に、前噴射が行われ、該前噴射により、ディーゼル
機関における騒音発生が低減される。
は、２つのセクション、部分量に分けられる。本来の噴
射前に、前噴射が行われ、該前噴射により、ディーゼル
機関における騒音発生が低減される。
【００３８】流量磁石弁による前噴射の形成には流量磁
石弁の短いオン投入及びオフ遮断時間を要する。
石弁の短いオン投入及びオフ遮断時間を要する。
【００３９】本発明によれば、噴射調整磁石弁を第２の
インダクタンスＬ２として使用する。この第２のインダ
クタンスＬ２の、オフ遮断の際解放されるエネルギは、
流量磁石弁の加速されたオン投入のために用いられる。
インダクタンスＬ２として使用する。この第２のインダ
クタンスＬ２の、オフ遮断の際解放されるエネルギは、
流量磁石弁の加速されたオン投入のために用いられる。
【００４０】噴射調整磁石弁の磁気回路及びコイルは、
次のように設計される、即ち、十分なエネルギ量が利用
可能であるように設計される。
次のように設計される、即ち、十分なエネルギ量が利用
可能であるように設計される。
【００４１】図３−ａには、実線で流量磁石弁に対する
制御信号を示し、破線は、流量磁石弁を流れる電流を示
し、一点鎖線は、流量磁石弁の弁ニードルのストローク
を示し、それらの図は、それぞれ、前噴射及び主噴射付
きの噴射に対する時間に関しての特性としてプロットし
て示してある。
制御信号を示し、破線は、流量磁石弁を流れる電流を示
し、一点鎖線は、流量磁石弁の弁ニードルのストローク
を示し、それらの図は、それぞれ、前噴射及び主噴射付
きの噴射に対する時間に関しての特性としてプロットし
て示してある。
【００４２】時点ｔ１では、流量磁石弁に対する制御が
始まる。つまり、スイッチング素子Ｔ１は、それの閉成
状態に移行する。その結果電流は上昇する。遅延後、磁
石弁のニードルのストロークは上昇する。時点ｔ２に
て、上記弁ニードルは、新たな終端位置に到達する。時
点ｔ３にて、前噴射に対する制御が終わる。つまり、ス
イッチング素子Ｔ１は、それの非導通状態に移行し、電
流は低下し、磁石弁ニードルはそれの出発位置に戻る。
始まる。つまり、スイッチング素子Ｔ１は、それの閉成
状態に移行する。その結果電流は上昇する。遅延後、磁
石弁のニードルのストロークは上昇する。時点ｔ２に
て、上記弁ニードルは、新たな終端位置に到達する。時
点ｔ３にて、前噴射に対する制御が終わる。つまり、ス
イッチング素子Ｔ１は、それの非導通状態に移行し、電
流は低下し、磁石弁ニードルはそれの出発位置に戻る。
【００４３】時点ｔ４（これは図２における時点ＴＶＯ
Ｒに相応する）にて噴射調整磁石弁は、電流通電され
る、つまり、スイッチング素子Ｔ２は、それの通電状態
に移行する。その結果、噴射調整磁石弁を流れる電流は
それの最大値に上昇し、この最大値では、コイルはそれ
の飽和状態に達し、最大可能のエネルギが発生されてい
る。
Ｒに相応する）にて噴射調整磁石弁は、電流通電され
る、つまり、スイッチング素子Ｔ２は、それの通電状態
に移行する。その結果、噴射調整磁石弁を流れる電流は
それの最大値に上昇し、この最大値では、コイルはそれ
の飽和状態に達し、最大可能のエネルギが発生されてい
る。
【００４４】時点ｔ５−これは、図２における時点ＴＥ
ＩＮに相応する−では、スイッチング素子Ｔ２の制御が
中止され、そして、噴射調整磁石弁を流れる電流の通電
状態が中断される。それと同時に流量磁石弁に対する制
御が始まる、つまり、スイッチング素子Ｔは、それの閉
成状態に移行する。その結果電流は上昇する。遅延後、
磁石弁のニードルのストロークは上昇し、そして、遅れ
た時点にて、上記弁ニードルはそれの新たな終端位置に
到達する。時点ｔ６にて主噴射に対する制御が終わる。
つまり、スイッチング素子Ｔ１はそれの非導通状態に移
行し、電流は低下し、磁石弁ニードルはそれの出発位置
に戻る。
ＩＮに相応する−では、スイッチング素子Ｔ２の制御が
中止され、そして、噴射調整磁石弁を流れる電流の通電
状態が中断される。それと同時に流量磁石弁に対する制
御が始まる、つまり、スイッチング素子Ｔは、それの閉
成状態に移行する。その結果電流は上昇する。遅延後、
磁石弁のニードルのストロークは上昇し、そして、遅れ
た時点にて、上記弁ニードルはそれの新たな終端位置に
到達する。時点ｔ６にて主噴射に対する制御が終わる。
つまり、スイッチング素子Ｔ１はそれの非導通状態に移
行し、電流は低下し、磁石弁ニードルはそれの出発位置
に戻る。
【００４５】前噴射の形成にとって重要なことは前噴射
と主噴射との間の時間的間隔ができるだけ短いことであ
る。この目的のため磁気エネルギの充、放電が設けられ
る。磁気エネルギの充、放電は、時点ＴＥＩＮで行わ
れ、その時点で、主噴射に対する流量磁石弁の制御が始
まる。
と主噴射との間の時間的間隔ができるだけ短いことであ
る。この目的のため磁気エネルギの充、放電が設けられ
る。磁気エネルギの充、放電は、時点ＴＥＩＮで行わ
れ、その時点で、主噴射に対する流量磁石弁の制御が始
まる。
【００４６】各動作点にてエネルギ変換を行い得るた
め、制御は、噴射調整磁石弁が時点ＴＥＩＮにて電流通
電されるように行われる。つまり、実際に選択すべきオ
ン／オフ比−これは固定周波数のもとでの制御の割合、
成分に相応する−に依存して、噴射調整磁石弁の制御が
当該の磁石弁が時点ＴＥＩＮにて、飽和状態に達してい
るように行われる。
め、制御は、噴射調整磁石弁が時点ＴＥＩＮにて電流通
電されるように行われる。つまり、実際に選択すべきオ
ン／オフ比−これは固定周波数のもとでの制御の割合、
成分に相応する−に依存して、噴射調整磁石弁の制御が
当該の磁石弁が時点ＴＥＩＮにて、飽和状態に達してい
るように行われる。
【００４７】この時点ＴＥＩＮにて、噴射調整磁石弁は
電流通電されていなければならない。噴射調整磁石弁の
磁気回路を飽和状態に駆動するには、ほぼ０．４ｍｓｅ
が必要である。磁気回路の充、放電の後ほぼ０．１ｍｓ
ｅｃしてから噴射調整磁石弁は、噴射時点に対する要求
に相応して制御できる。充、放電に対する所要時間全体
は、たんに０．５ｍｓｅｃである。
電流通電されていなければならない。噴射調整磁石弁の
磁気回路を飽和状態に駆動するには、ほぼ０．４ｍｓｅ
が必要である。磁気回路の充、放電の後ほぼ０．１ｍｓ
ｅｃしてから噴射調整磁石弁は、噴射時点に対する要求
に相応して制御できる。充、放電に対する所要時間全体
は、たんに０．５ｍｓｅｃである。
【００４８】つまり、時点ｔ７にて、噴射調整磁石弁を
噴射開始に対する要求に相応して制御できる。このこと
は、破線で示す。
噴射開始に対する要求に相応して制御できる。このこと
は、破線で示す。
【００４９】１８００Ｕ／ｍｉｎ−ｒｐｍ−の回転数及
び６気筒シリンダポンプの場合における１つの噴射サイ
クルは、ほぼ５ｍｓｅｃ、即ち、当該時間のほぼ１０％
が充、放電のために必要とされる。従って、噴射調整磁
石弁のオン／オフ比の可変性に対する制限はない。
び６気筒シリンダポンプの場合における１つの噴射サイ
クルは、ほぼ５ｍｓｅｃ、即ち、当該時間のほぼ１０％
が充、放電のために必要とされる。従って、噴射調整磁
石弁のオン／オフ比の可変性に対する制限はない。
【００５０】特に有利には、高電圧コンデンサとかコイ
ルのようなさらなる部品は必要とされない；噴射調整磁
石弁から流量磁石弁までは相応にわずかな電気的損失を
伴う短い電気的経路が存在するからである。それという
のは、両者が、両磁石弁の直ぐ近くに位置する１つの制
御装置により制御されるからである。それ以上のさらな
る電気的接続部、コネクションは必要でない。噴射調整
の完全なるフレキシビリティ融通性が維持され、そし
て、制御装置内にさらなるスペースは必要でない。
ルのようなさらなる部品は必要とされない；噴射調整磁
石弁から流量磁石弁までは相応にわずかな電気的損失を
伴う短い電気的経路が存在するからである。それという
のは、両者が、両磁石弁の直ぐ近くに位置する１つの制
御装置により制御されるからである。それ以上のさらな
る電気的接続部、コネクションは必要でない。噴射調整
の完全なるフレキシビリティ融通性が維持され、そし
て、制御装置内にさらなるスペースは必要でない。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、冒頭に述べた形成のイ
ンダクタンスのスイッチング方法及び装置において、可
及的に速やかなスイッチング過程を達成し、ここで各部
品のコストを可及的にわずかに抑えることができ、殊
に、コスト上有利な構成部品を使用できるという効果が
奏される。
ンダクタンスのスイッチング方法及び装置において、可
及的に速やかなスイッチング過程を達成し、ここで各部
品のコストを可及的にわずかに抑えることができ、殊
に、コスト上有利な構成部品を使用できるという効果が
奏される。
【図１】本発明の装置の実施例の回路の主要構成部分を
示す回路図。
示す回路図。
【図２】種々の信号を時間に関して示す波形特性図。
【図３】種々の信号を時間に関して示す波形特性図。
１００ 制御部 Ａ 接続点 Ｂ 接続点 Ｃ 接続点 Ｄ２ ダイオード ＤＺ１ ダイオード ＩＬ１ 第１インダクタンスを流れる電流 ＩＬ２ 第２インダクタンスを流れる電流 Ｌ１ 第１インダクタンス Ｌ２ 第２インダクタンス Ｒ１ 抵抗 Ｔ１ スイッチング素子 Ｔ２ スイッチング素子 Ｔ３ スイッチング素子 ＵＡ 接続点Ａにおける電圧 Ｕｂａｔ 給電電圧 ＵＢ 接続点Ｂにおける電圧 ＵＺ１ 第１ツェナーダイオード ＵＺ２ 第２ツェナーダイオード
フロントページの続き (72)発明者 ビルテ リューベルト ドイツ連邦共和国 シュツツトガルト ル ートヴィッヒスブルガー シュトラーセ 65 (72)発明者 ヴィクトール カール イタリア国 ミラノ ヴィア エム ア コロナ 35 (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 ヒンデ ンブルクシュトラーセ 67 (72)発明者 フーベルト グライフ ドイツ連邦共和国 マルクグレーニンゲン プラターネンヴェーク 53 (72)発明者 シュテファン ヨナス ドイツ連邦共和国 シュツツトガルト ビ スマルクシュトラーセ 77
Claims (11)
- 【請求項１】 インダクタンスのスイッチング方法であ
って、インダクタンスの第１の端子が第１のスイッチン
グ素子を介してアースと接続可能であり、インダクタン
スの第２の端子が給電電圧と接続されており、第２のイ
ンダクタンスが第２のスイッチング素子を介してアース
と接続されるようにした当該のスイッチング方法におい
て、 第２のインダクタンスにおける通電電流の遮断の際解放
されるエネルギが第１のインダクタンスのスイッチング
のために使用されるようにしたことを特徴とするインダ
クタンスのスイッチング方法。 - 【請求項２】 第１フェーズにて第２インダクタンスが
電流通電され、それに続く第２フェーズにて第２インダ
クタンス内に蓄積されたエネルギが第１インダクタンス
内に充放電ないしリチャージされ、そして、第３フェー
ズにて、たんに第２インダクタンスのみが電流通電され
るようにしたことを特徴とするインダクタンスのスイッ
チング方法。 - 【請求項３】 第１フェーズの終端にて第１スイッチン
グ素子の閉成の際第２スイッチング素子は、開かれるよ
うにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 第２スイッチング素子の開放の際、解放
されるエネルギが、第１のインダクタンスの迅速なスイ
ッチングのために使用されるようにしたことを特徴とす
る請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 インダクタンスのスイッチング装置であ
って、インダクタンスの第１の端子が第１のスイッチン
グ素子を介してアースと接続可能であり、インダクタン
スの第２の端子が給電電圧と接続されており、第２のイ
ンダクタンスが第２のスイッチング素子を介してアース
と接続されるようにした当該のスイッチング装置におい
て、 前記スイッチング素子を次のように制御する手段が設け
られている、即ち、第２のインダクタンスにおける通電
電流の遮断の際解放されるエネルギが第１のインダクタ
ンスのスイッチングのために使用されるように、前記ス
イッチング素子を制御する手段が設けられていることを
特徴とするインダクタンスのスイッチング装置。 - 【請求項６】 第２インダクタンスと第２スイッチング
素子との間の接続点が、インダクタンスの第２端子に接
続されていることを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 第２インダクタンスと第１スイッチング
素子との間の接続点が、ダイオードを介してインダクタ
ンスの第２端子に接続されていることを特徴とする請求
項６記載の装置。 - 【請求項８】 スイッチング素子の制御端子と、スイッ
チング素子とそれぞれのインダクタンスとの接続点との
間にそれぞれ、電圧を制限する手段が設けられているこ
とを特徴とする請求項５から７までのうち何れか１項記
載の装置。 - 【請求項９】 第２インダクタンスに並列にスイッチン
グ可能なフリーホイール回路が設けられていることを特
徴とする請求項５から８までのうち何れか１項記載の装
置。 - 【請求項１０】 インダクタンスの第２端子は、ダイオ
ード例えば、ツェナーダイオードを介して給電電圧と接
続されていることを特徴とする請求項５から９までのう
ち何れか１項記載の装置。 - 【請求項１１】 第２インダクタンスとして、磁石弁が
使用され、該磁石弁は、燃料噴射の制御のため、例えば
燃料噴射の開始の制御のため用いられるように構成され
ていることを特徴とする請求項５から９までのうち何れ
か１項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19812742A DE19812742A1 (de) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | Verfahren und Vorrichtung zum Schalten einer Induktivität |
| DE19812742.1 | 1998-03-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11329831A true JPH11329831A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=7862006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11080373A Pending JPH11329831A (ja) | 1998-03-24 | 1999-03-24 | インダクタンスのスイッチング方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6140717A (ja) |
| EP (1) | EP0945610A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11329831A (ja) |
| DE (1) | DE19812742A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL349299A1 (en) * | 2001-08-27 | 2003-03-10 | Dariusz Brylinski | Method of obtaining energy from a ferromagnetic material |
| US6631067B2 (en) | 2001-12-28 | 2003-10-07 | Visteon Global Technologies, Inc. | Electromagnetic actuator for engine valves |
| JP3926720B2 (ja) * | 2002-10-09 | 2007-06-06 | 株式会社ケーヒン | 励磁制御回路 |
| US6948461B1 (en) | 2004-05-04 | 2005-09-27 | Ford Global Technologies, Llc | Electromagnetic valve actuation |
| US7295417B2 (en) * | 2004-05-04 | 2007-11-13 | Ford Global Technologies, Llc | Electromagnetic valve actuation with series connected electromagnet coils |
| US20100259861A1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | Pertech Resources, Inc. | Solenoid drive method that conserves power |
| US20110017178A1 (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Mcdonald William Keith | Canister purge control valve control systems |
| DE102010063681A1 (de) * | 2010-11-03 | 2012-05-03 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Schaltgliedes |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3677255A (en) * | 1971-02-18 | 1972-07-18 | Eleanor Burditt Krost | Electrical ignition system |
| US3896346A (en) * | 1972-11-21 | 1975-07-22 | Electronic Camshaft Corp | High speed electromagnet control circuit |
| US4327394A (en) * | 1978-02-27 | 1982-04-27 | The Bendix Corporation | Inductive load drive circuit utilizing a bi-level output comparator and a flip-flop to set three different levels of load current |
| US4595975A (en) * | 1984-10-18 | 1986-06-17 | Gray Sr Edwin V | Efficient power supply suitable for inductive loads |
| JPS61140114A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-27 | Koushinraido Hakuyo Suishin Plant Gijutsu Kenkyu Kumiai | 電磁石駆動装置 |
| DE3702680A1 (de) * | 1986-02-18 | 1987-10-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und schaltung zur ansteuerung von elektromagnetischen verbrauchern |
| IT1223872B (it) * | 1988-10-27 | 1990-09-29 | Marelli Autronica | Circuito per il pilotaggio di un carico induttivo in particolare per il comando degli elettroiniettori di un motore a ciclo diesel |
| US5583423A (en) * | 1993-11-22 | 1996-12-10 | Bangerter; Fred F. | Energy saving power control method |
| US5717562A (en) * | 1996-10-15 | 1998-02-10 | Caterpillar Inc. | Solenoid injector driver circuit |
| US6005763A (en) * | 1998-02-20 | 1999-12-21 | Sturman Industries, Inc. | Pulsed-energy controllers and methods of operation thereof |
-
1998
- 1998-03-24 DE DE19812742A patent/DE19812742A1/de not_active Withdrawn
- 1998-10-05 EP EP98118779A patent/EP0945610A3/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-03-24 JP JP11080373A patent/JPH11329831A/ja active Pending
- 1999-03-24 US US09/275,342 patent/US6140717A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0945610A3 (de) | 2000-09-27 |
| US6140717A (en) | 2000-10-31 |
| DE19812742A1 (de) | 1999-09-30 |
| EP0945610A2 (de) | 1999-09-29 |
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