WO1992000447A1 - Process and device for controlling an electromagnetic consumer - Google Patents

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WO1992000447A1
WO1992000447A1 PCT/DE1991/000448 DE9100448W WO9200447A1 WO 1992000447 A1 WO1992000447 A1 WO 1992000447A1 DE 9100448 W DE9100448 W DE 9100448W WO 9200447 A1 WO9200447 A1 WO 9200447A1
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WO
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voltage
switching means
control means
electromagnetic consumer
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PCT/DE1991/000448
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Herbert Graf
Jürgen Schwenger
Werner Zimmermann
Bernd Wichert
Thomas Bielesch
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2041/2024—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit the control switching a load after time-on and time-off pulses
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    • F02D2041/2051—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using voltage control

Definitions

  • DE-A-29 05 900 is a device for control the de-excitation time of electromagnetic devices, in particular of electromagnetic injection valves in internal combustion engines, / in which the electromagnetic device has a circuit arrangement with, in particular, controllable output voltage connected in series or in parallel.
  • the inductive consumer is supplied, for example, from a voltage source via a series-connected transistor which can be controlled by control means.
  • a desired rapid current reduction when the transistor is switched off can be achieved by a Zener diode connected in parallel with the transistor or a correspondingly operated transistor with a Zener voltage which is higher than the supply voltage at the moment of switching off.
  • a such a transistor is also directly provided with a so-called Zener bracketing and can thus be operated as an erasing device.
  • the transistor can also be operated in a clocked manner. If a rapid current reduction in this operating state is not desired, a switched freewheeling circuit can also be provided. Due to a short circuit or a faulty continuous activation within such a freewheeling circuit or within the above-mentioned extinguishing device, the case can occur in known devices of this type that the current is not reduced with the required speed when the inductive consumer is switched off. As a result, the duty cycle of the consumer is extended in an undesirable manner, as a result of which an undesirably high amount of fuel is injected, for example in the case of a fuel injector. This leads to an undesirably high consumption of fuel and ultimately to an undesired additional pollution of the environment with pollutants or to an undesirably high
  • the solution according to the invention with the features shown in the second part of claim 1 has the advantage that the above-mentioned errors can be recognized and that the switching means provided for controlling the switching means can be corrected in such a way that the switching means only in this way is pressed for a long time, as is absolutely necessary for the control of the electromagnetic consumer.
  • the switching means provided for controlling the switching means can be corrected in such a way that the switching means only in this way is pressed for a long time, as is absolutely necessary for the control of the electromagnetic consumer.
  • this also results in a further favorable consequence in a reduction in exhaust gases which are harmful to the environment.
  • the voltage applied to the switching means is conducted via a filter element, in particular an RC element;
  • a filter element in particular an RC element;
  • this necessary period of time can also be checked in that a monostable multivibrator is connected between the output connection of a voltage comparison means and the control means.
  • the signal influencing the control means for the switching means for the purpose of shortening or extending the on or off duration of the switching means is stored at least temporarily, since this signal is only present in the electromagnetic consumer directly during the current reduction.
  • this storage is effected by a storage element connected between the output connection of a voltage comparison means and an input connection of the control means.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a first exemplary embodiment of the invention, in which an alternatively usable memory element is also shown
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of the invention with a monostable multivibrator connected between the output connection of the voltage comparison means and the control means
  • FIGS. 3 and 4 Pulse diagrams at various points in the circuit diagrams according to FIGS. 1 and 2. Description of the embodiments
  • a device for controlling an electromagnetic consumer comprises an electromagnetic consumer 1, in particular an electromagnetic injection valve for an internal combustion engine, and a switching means 2, in particular a transistor, connected in series therewith.
  • the connection of the electromagnetic consumer 1 facing away from the switching means 2 is connected to the operating voltage U.
  • a voltage limiting device 4 for example a Zener diode, is connected in parallel with the switching means 2.
  • a free-wheeling circuit 5 is connected in parallel to the electromagnetic consumer 1, which includes, for example, a transistor 12, the switching path of which is connected in series with a diode 13 .
  • the device further comprises control means 3 for controlling the switching means 2.
  • the control means 3 preferably comprise a microcomputer. Furthermore, the device comprises voltage comparison means 6 with at least two input connections and one output connection.
  • an operational amplifier connected as a comparator is used as the voltage comparison means 6, the non-inverting input of which is optionally connected to the connection point between the electromagnetic consumer 1 and the switching means 2 via a dashed-line RC element R1, C1.
  • a pole of a reference voltage source 11 is placed, the other terminal of which is connected to the ground terminal.
  • the output connection 8 of the voltage comparison means 6 is led to an input connection of the control means 3.
  • a memory element in particular a bistable memory element 9, is connected between the output terminal 8 of the voltage comparison means 6 and the input terminal of the control means 3.
  • the circuit diagram shown only partially in Figure 2 shows a further embodiment of the invention, which differs from the embodiment shown in Figure 1 essentially only in that a monostable multivibrator 10 is switched on between the output terminal 8 of the voltage comparison means 6 and the input terminal of the control means 3 .
  • an RC element consisting of the resistor R1 and the capacitor C1 is connected before the non-inverting input connection of the voltage comparison means 6 in accordance with the circuit diagram according to FIG.
  • the invention is now based on the knowledge that, despite the occurrence of the error phenomena described above, an exact metering of the necessary amount of fuel can be achieved by monitoring the voltage applied to the switching means 2 and that upon detection of an error as a result of this monitoring by influencing the control means 3 the duty cycle of the switching means 2 is reduced by means of a correction signal in such a way that only the absolutely necessary amount of fuel is metered.
  • the voltage applied to the switching means 2 becomes the non-inverting input connection of the comparison means 6 supplied, at the inverting input terminal of the voltage UREF a reference voltage source 11 is applied.
  • a reference voltage for example by means of a voltage divider (not shown), can also be derived directly from the operating voltage U in a cheaper version of the circuit arrangement, instead of a special reference voltage source 11.
  • the voltage applied to the switching means 2 and the voltage UREF of the reference voltage source 11 are compared with one another in the voltage comparison means 6. If the voltage present at the non-inverting input connection of the voltage comparison means 6 exceeds a setpoint value which can be predetermined by the reference voltage source 11 when the electromagnetic consumer 1 is switched off by the switching means 2, the voltage comparison means 6 supplies an output signal at its output connection 8 which indicates that the extinguishing devices are working properly work or that there is an error.
  • This output signal is fed to an input connection of the control means 3, which comprise a microcomputer.
  • this output signal can be evaluated in such a way that when an error state is detected, the control signal for the switching means 2 is influenced, for example in the sense of a shortening of the switching means 2. Since this ⁇ output signal at the output connection 8 of the voltage comparison means 6 is essentially only present during the period of current reduction in the electromagnetic consumer 1, this ⁇ output signal can be stored at least temporarily in a particularly advantageous embodiment of the invention for better evaluation in the microcomputer of the control means 3 to enable. This temporary storage of the output signal in a memory element 9 takes place in a particularly advantageous manner between the output terminal 3 of the voltage comparison means 6 and the input terminal of the control means 3 is switched on.
  • a bistable memory element 9 is particularly advantageously provided, which can be reset for the switching means 2 in each case by the switch-on signal present at the output connection of the control means 3.
  • Figure 3a shows some characteristic signals of the circuit of Figure 1 when properly functioning.
  • the switching means 2 is switched on and the voltage 3 drops from the value of the supply voltage U to a very small value.
  • the voltage B then rises to a value which is limited by the quenching device 4 and is above the supply voltage U until the current in the consumer 1 has decayed.
  • the voltage 3 drops again to the value of the supply voltage U.
  • the voltage comparison device 6 compares the voltage A or C, which may be filtered via the RC element R1-C1, with the reference value UREF of the reference voltage source 11 (signal D) and supplies it during the application Quenching voltage the pulse in the signal E.
  • the voltage at point 3 does not rise above the value of the supply voltage U and the voltage comparison means 6 does not deliver a pulse at its output (point E) .
  • the pulse present at the output of the voltage comparison means 6 only during the deletion process (with proper functioning) can be buffered by the memory element 9, for example, until the switching means 2 is switched on again (signal F).
  • the complete reduction of the current in the electromagnetic consumer 1 requires a period of time, for example dependent on the supply voltage U, the quenching voltage and possibly other parameters, during which the quenching voltage must be present.
  • the presence of the quenching voltage during this minimum time is expediently ensured in one exemplary embodiment of the invention in that the voltage comparison means 6 is supplied with the voltage present at the switching means 2 via a frequency-dependent element, in particular an RC element.
  • this RC element comprises the resistor R1 and the capacitor C1, the connection point of which is connected to the non-inverting connection of the voltage comparison means 6.
  • the duration of the output signal at the output connection 8 of the voltage comparison means ⁇ can also be detected by connecting a monostable multivibrator 10 between the voltage comparison means 6 and the control means 3.
  • the predeterminable time constant of this monostable multivibrator 10 means that an output signal present at the output connection 8 of the voltage comparison means 6 is only present at the input connection of the control means 3 for a sufficiently long duration.
  • FIG. 4A shows the signals at points E, F, G, H if the duration is sufficiently long, FIG. 4B if the duration is too short.

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Abstract

In a process and device for controlling an electromagnetic consumer (1) which is connected in series with a switching device (2), the voltage at the switching device (2) is taken to a voltage comparator (6) and compared therein with the voltage from a reference voltage source (11). Dependently upon this voltage comparison, there appears at the output terminal (8) of the comparator (6) an output signal which causes the control means (3) of the switching device (2) to vary the control period of the switching device (2).

Description

Verfahren und Einrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers Method and device for controlling an electromagnetic consumer
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers nach dem ersten Teil des Anspruchs 1 beziehungsweise von einer Einrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers nach dem ersten Teil des Anspruchs 5. Aus der DE-A-29 05 900 ist eine Vorrichtung zur Steuerung der Entregungszeit von elektromagnetischen Einrichtungen, insbesondere von elektromagnetischen Einspritzventilen bei Brennkraftmaschinen bekannt/ bei der der elektromagnetischen Einrichtung eine Schaltungsanordnung mit insbesondere steuerbarer AusgangsSpannung in Reihe oder parallel geschaltet ist. Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art wird der induktive Verbraucher beispielhaft aus einer Spannungsquelle über einen in Reihe geschalteten Transistor gespeist, der von Ansteuerungsmitteln ansteuerbar ist. Ein angestrebter schneller Stromabbau beim Abschalten des Transistors kann durch eine parallel zum Transistor geschaltete Zener-Diode beziehungsweise einen entsprechend betriebenen Transistor mit einer Zener-Spannung erreicht werden, die höher ist als die Versorgungsspannung im Augenblick des Abschaltens. Statt einer separaten Löscheinrichtung kann ein solcher Transistor auch direkt mit einer sogenannten Zener-Klammerung versehen und damit als Löscheinrichtung betrieben werden. The invention is based on a method for controlling an electromagnetic consumer according to the first part of claim 1 or on a device for controlling an electromagnetic consumer according to the first part of claim 5. DE-A-29 05 900 is a device for control the de-excitation time of electromagnetic devices, in particular of electromagnetic injection valves in internal combustion engines, / in which the electromagnetic device has a circuit arrangement with, in particular, controllable output voltage connected in series or in parallel. In known devices of this type, the inductive consumer is supplied, for example, from a voltage source via a series-connected transistor which can be controlled by control means. A desired rapid current reduction when the transistor is switched off can be achieved by a Zener diode connected in parallel with the transistor or a correspondingly operated transistor with a Zener voltage which is higher than the supply voltage at the moment of switching off. Instead of a separate extinguishing device, a such a transistor is also directly provided with a so-called Zener bracketing and can thus be operated as an erasing device.
Soll der Verbraucherstrom im eingeschalteten Zustand begrenzt werden, so kann der Transistor auch getaktet betrieben werden. Wenn ein schneller Stromabbau in diesem Betriebszustand nicht gewünscht wird, kann auch ein geschalteter Freilaufkreis vorgesehen werden. Durch einen Kurzschluß oder eine fehlerhafte dauernde Ansteuerung innerhalb eines solchen Freilaufkreises oder innerhalb der vorstehend erwähnten Löscheinrichtung kann nun bei bekannten Vorrichtungen dieser Art der Fall auftreten, daß der Strom beim Abschalten des induktiven Verbrauchers nicht mit der geforderten Schnelligkeit abgebaut wird. Dadurch wird die Einschaltdauer des Verbrauchers in unerwünschter Weise verlängert, wodurch beispielsweise im Falle eines Kraftstoffeinspritzventils eine unerwünscht hohe KraftSsoffmenge eingespritzt wird. Dies führt zu einem unerwünscht hohen Mehrverbrauch an Kraftstoff und letzlich zu einer nicht erwünschten Mehrbelastung der Umwelt mit Schadstoffen oder zu einer unerwünscht hohen If the consumer current is to be limited when switched on, the transistor can also be operated in a clocked manner. If a rapid current reduction in this operating state is not desired, a switched freewheeling circuit can also be provided. Due to a short circuit or a faulty continuous activation within such a freewheeling circuit or within the above-mentioned extinguishing device, the case can occur in known devices of this type that the current is not reduced with the required speed when the inductive consumer is switched off. As a result, the duty cycle of the consumer is extended in an undesirable manner, as a result of which an undesirably high amount of fuel is injected, for example in the case of a fuel injector. This leads to an undesirably high consumption of fuel and ultimately to an undesired additional pollution of the environment with pollutants or to an undesirably high
Drehmomententwicklung des Motors. Vorteile der Erfindung  Torque development of the engine. Advantages of the invention
Die erfindungsgemäße Lösung mit den im zweiten Teil des Anspruchs 1 aufgezeigten Merkmalen hat den Vorteil, daß die oben erwähnten Fehler erkannt werden können und daß dadurch in korrigierender Weise auf die für die Ansteuerung des Schaltmittels vorgesehenen Schaltmittεl derart eingewirkt werden kann, daß das Schaltmittel nur so lange betätigt wird, wie es für die Ansteuerung des elektromagnetischen Verbrauchers unbedingt erforderlich ist. Insbesondere bei einem elektromagnetischen Einspritzventil bei Brennkraftmaschinen kann auf diese Weise sichergestellt werden, daß nur die für die jeweilige Betriebsweise der Brennkraftmaschine unbedingt erforderliche Kraftstoffmenge zugemessen wird. Dadurch ergibt sich neben einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs als weitere günstige Folge auch eine Verringerung von die Umwelt schädigenden Abgasen. In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die an dem Schaltmittel anliegende Spannung über ein Filterglied, insbesondere ein RC-Glied, geleitet; dadurch wird sichergestellt, daß nicht nur das Vorhandensein der Löschspannung sondern auch deren Anliegen für eine hinreichend große Zeitdauer für den vollständigen Abbau des Stromes in den elektromagnetischen Verbraucher erkannt wird, die unter anderem von der Versorgungsspannung, der Löschspannung und gegebenenfalls noch weiteren Parametern abhängig ist. Alternativ kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung diese notwendige Zeitdauer auch dadurch kontrolliert werden, daß zwischen den Ausgangsanschluß eines Spannungsvergleichsmittels und die Ansteuermittel eine monostabile Kippstufe geschaltet wird. The solution according to the invention with the features shown in the second part of claim 1 has the advantage that the above-mentioned errors can be recognized and that the switching means provided for controlling the switching means can be corrected in such a way that the switching means only in this way is pressed for a long time, as is absolutely necessary for the control of the electromagnetic consumer. In this way, in particular in the case of an electromagnetic injection valve in internal combustion engines, it can be ensured that only the amount of fuel that is absolutely necessary for the respective operating mode of the internal combustion engine is metered. In addition to a reduction in fuel consumption, this also results in a further favorable consequence in a reduction in exhaust gases which are harmful to the environment. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the voltage applied to the switching means is conducted via a filter element, in particular an RC element; This ensures that not only the presence of the quenching voltage but also its concerns are recognized for a sufficiently long period of time for the complete reduction of the current in the electromagnetic consumer, which depends, among other things, on the supply voltage, the quenching voltage and possibly other parameters. Alternatively, in a further exemplary embodiment of the invention, this necessary period of time can also be checked in that a monostable multivibrator is connected between the output connection of a voltage comparison means and the control means.
Besonders vorteilhaft wird das die Ansteuermittel für die Schaltmittel zum Zwecke der Verkürzung oder Verlängerung der Einschalt- oder Ausschaltdauer des Schaltmittels beeinflussende Signal zumindest zeitweilig gespeichert, da dieses Signal nur unmittelbar während des Stromabbaus in dem elektromagnetischen Verbraucher vorhanden ist. In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird diese Speicherung durch ein zwischen den Ausgangsanschluß eines Spannungsvergleichsmittels und einen Eingangsanschluß der Ansteuerungsmittel geschaltetes Speicherglied bewirkt. Particularly advantageously, the signal influencing the control means for the switching means for the purpose of shortening or extending the on or off duration of the switching means is stored at least temporarily, since this signal is only present in the electromagnetic consumer directly during the current reduction. In a particularly advantageous embodiment of the invention, this storage is effected by a storage element connected between the output connection of a voltage comparison means and an input connection of the control means.
Zeichnung drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Stromlaufplan eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, in dem zusätzlich auch noch ein alternativ verwendbares Speicherglied dargestellt ist, Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer zwischen den Ausgangsanschluß der Spannungsvergleichsmittel und die Ansteuermittel geschalteten monostabilen Kippstufe und Figur 3 und Figur 4 Impulsdiagramme an diversen Punkten der Stromlaufpläne nach den Figuren 1 und 2. Beschreibung der Ausführungsbeispiele Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. 1 shows a circuit diagram of a first exemplary embodiment of the invention, in which an alternatively usable memory element is also shown, FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of the invention with a monostable multivibrator connected between the output connection of the voltage comparison means and the control means, and FIGS. 3 and 4 Pulse diagrams at various points in the circuit diagrams according to FIGS. 1 and 2. Description of the embodiments
Eine Einrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers umfaßt nach dem Stromlaufplan in Figur 1 einen elektromagnetischen Verbraucher 1, insbesondere ein elektromagnetisches Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine, und ein damit in Serie geschaltetes Schaltmittel 2, insbesondere einen Transistor. Der dem Schaltmit.tel 2 abgewandte Anschluß des elektromagnetischen Verbrauchers 1 ist mit der Betriebsspannung U verbunden. Parallel zu dem Schaltaittel 2 ist eine Spannungsbegrenzungseinrichtung 4, beispielsweise eine Zener-Diode geschaltet. Alternativ und/oder zusätzlich, was in Figur 1 durch den gestrichelten Rahmen um die entsprechenden Bauelemente angedeutet ist, ist parallel zu dem elektromagnetischen Verbraucher 1 ein Freilaufkreis 5 geschaltet, der beispielsweise einen Transistor 12 umfaßt, dessen Schaltstrecke in Serie zu einer Diode 13 geschaltet ist. Die Einrichtung umfaßt weiter Ansteuerungsmittel 3 zur Ansteuerung des Schaltmittels 2. Die Ansteuerungsmittel 3 umfassen vorzugsweise einen Mikrorechner. Weiter umfaßt die Einrichtung Spannungsvergleichsmittel 6 mit mindestens zwei Eingangsanschlüssen und einem Ausgangsanschluß. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird als Spannungsvergleichsmittel 6 ein als Komparator geschalteter Operationsverstärker eingesetzt, dessen nicht invertierender Eingang gegebenenfalls über ein gestrichelt eingezeichnetes RC-Glied R1, C1 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem elektromagnetischen Verbraucher 1 und dem Schaltmittel 2 verbunden ist. An den invertierenden Eingangsanschluß der Spannungsvergleichsmittel 6 ist ein Pol einer Referenzspannungsquelle 11 gelegt, deren anderer Anschluß mit dem Masseanschluß verbunden ist. Der Ausgangsanschluß 8 des Spannungsvergleichsmittels 6 ist an einen Eingangsanschluß der Ansteuermittel 3 geführt. Alternativ und in dem Stromlaufplan der Figur 1 gestrichelt dargestellt, ist zwischen den Ausgangsanschluß 8 des Spannungsvergleichsmittels 6 und den Eingangsanschluß des Ansteuermittels 3 ein Speicherglied, insbesondere ein bistabiles Speicherglied 9 geschaltet. Der nur teilweise dargestellte Stromlaufplan in Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von den in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß zwischen dem Ausgangsanschluß 8 des Spannungsvergleichsmittels 6 und dem Eingangsanschluß der Ansteuermittel 3 eine monostabile Kippstufe 10 eingeschaltet ist. According to the circuit diagram in FIG. 1, a device for controlling an electromagnetic consumer comprises an electromagnetic consumer 1, in particular an electromagnetic injection valve for an internal combustion engine, and a switching means 2, in particular a transistor, connected in series therewith. The connection of the electromagnetic consumer 1 facing away from the switching means 2 is connected to the operating voltage U. A voltage limiting device 4, for example a Zener diode, is connected in parallel with the switching means 2. Alternatively and / or additionally, which is indicated in FIG. 1 by the dashed frame around the corresponding components, a free-wheeling circuit 5 is connected in parallel to the electromagnetic consumer 1, which includes, for example, a transistor 12, the switching path of which is connected in series with a diode 13 . The device further comprises control means 3 for controlling the switching means 2. The control means 3 preferably comprise a microcomputer. Furthermore, the device comprises voltage comparison means 6 with at least two input connections and one output connection. In a preferred exemplary embodiment of the invention, an operational amplifier connected as a comparator is used as the voltage comparison means 6, the non-inverting input of which is optionally connected to the connection point between the electromagnetic consumer 1 and the switching means 2 via a dashed-line RC element R1, C1. At the inverting input terminal of the voltage comparison means 6, a pole of a reference voltage source 11 is placed, the other terminal of which is connected to the ground terminal. The output connection 8 of the voltage comparison means 6 is led to an input connection of the control means 3. As an alternative and shown in dashed lines in the circuit diagram in FIG. 1, a memory element, in particular a bistable memory element 9, is connected between the output terminal 8 of the voltage comparison means 6 and the input terminal of the control means 3. The circuit diagram shown only partially in Figure 2 shows a further embodiment of the invention, which differs from the embodiment shown in Figure 1 essentially only in that a monostable multivibrator 10 is switched on between the output terminal 8 of the voltage comparison means 6 and the input terminal of the control means 3 .
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist gemäß Stromlaufplan nach Figur 1 vor den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Spannungsvergleichsmittels 6 ein aus dem Widerstand Rl und dem Kondensator Cl bestehendes RC-Glied geschaltet. In a further exemplary embodiment of the invention, an RC element consisting of the resistor R1 and the capacitor C1 is connected before the non-inverting input connection of the voltage comparison means 6 in accordance with the circuit diagram according to FIG.
Durch einen Fehler, z. B. einen Kurzschluß, innerhalb des Freilaufkreises 5 oder in der Spannungsbegrenzungseinrichtung 4 kann nun der Fall auftreten, daß der Strom beim Abschalten des elektromagnetischen Verbrauchers 1 mittels der Ansteuerung des Schaltmittels 2 durch die Ansteuermittel 3 nicht mit der geforderten Schnelligkeit abgebaut wird. Dadurch wird die Einschaltdauer des elektromagnetischen Verbrauchers verlängert, wodurch beispielsweise im Falle eines Kraftstoffeinspritzventils eine zu hohe Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Hierdurch ergeben sich ersichtlich nachteilige Folgen bezüglich des sparsamen Kraftstoffverbrauchs und der Vermeidung von die Umwelt belasteten Abgasen. Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß trotz des Auftretens der zuvor beschriebenen Fehlererscheinungen eine exakte Zumessung der notwendigen Kraftstoffmenge dadurch erreichbar ist, daß die an dem Schaltmittel 2 anliegende Spannung überwacht wird und daß bei Erkennung eines Fehlers infolge dieser Überwachung durch Beeinflussung der Ansteuermittel 3 mittels eines Korrektursignals die Einschaltdauer des Schaltmittels 2 derart verringert wird, daß nur die unbedingt notwendige Kraftstoffmenge zugemessen wird. Dazu wird die an dem Schaltmittel 2 anstehende Spannung dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichsmittels 6 zugeführt, an dessen invertierenden Eingangsanschluß die Spannung UREF einer Referenzspannungsquelle 11 angelegt ist. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann gegebenenfalls in einer preisgünstigeren Version der Schaltungsanordnung anstelle einer besonderen Referenzspannungsquelle 11 eine Referenzspannung, beispielsweise durch einen nicht dargestellten Spannungsteiler auch unmittelbar aus der Betriebsspannung U abgeleitet werden. In dem Spannungsvergleichsmittel 6 werden die an dem Schaltmittel 2 anstehende Spannung und die Spannung UREF der Referenzspannungsquelle 11 miteinander verglichen. Überschreitet die an dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Spannungsvergleichsmittels 6 anstehende Spannung während des Abschaltens des elektromagnetischen Verbrauchers 1 durch das Schaltmittel 2 einen durch die Referenzspannungsquelle 11 vorgebbaren Sollwert, so liefert das Spannungsvergleichsmittel 6 an seinem Ausgangsanschluß 8 ein Ausgangssignal, das anzeigt, daß die Löscheinrichtungen ordnungsgemäß arbeiten oder daß ein Fehler vorliegt. Dieses Ausgangssignal wird einem Eingangsanschluß der Ansteuermittel 3 zugeleitet, die einen Mikrorechner umfassen. Mit Hilfe des Mikrorechners kann dieses Ausgangssignal derart ausgewertet werden, daß bei Erkennung eines Fehlerzustandes das Ansteuersignal für das Schaltmittel 2 beispielsweise im Sinne einer Verkürzung der Einschaltdauer des Schaltmittels 2 beeinflußt wird. Da dieses λusgangssignal am Ausgangsanschluß 8 des Spannungsvergleichsmittels 6 im wesentlichen nur unmittelbar während der Zeitdauer des Stromabbaus in dem elektromagnetischen Verbraucher 1 vorhanden ist, kann dieses λusgangssignal in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zumindest zeitweilig gespeichert werden, um eine bessere Auswertung in dem Mikrorechner der Ansteuermittel 3 zu ermöglichen. Auf besonders vorteilhafte Art und Weise erfolgt diese zeitweilige Speicherung des Ausgangssignals in einem Speicherglied 9, das zwischen den Ausgangsanschluß 3 des Spannungsvergleichsmittels 6 und den Eingangsanschluß der Ansteuermittel 3 eingeschaltet ist. Besonders vorteilhaft wird ein bistabiles Speicherglied 9 vorgesehen, das jeweils durch das an dem Ausgangsanschluß der Ansteuermittel 3 anstehende Einschaltsignal für das Schaltmittel 2 zurücksetzbar ist. Due to an error, e.g. B. a short circuit, within the freewheeling circuit 5 or in the voltage limiting device 4, the case can now occur that the current when the electromagnetic consumer 1 is switched off by the control of the switching means 2 by the control means 3 is not reduced with the required speed. As a result, the duty cycle of the electromagnetic consumer is lengthened, as a result of which an excessive amount of fuel is injected, for example in the case of a fuel injection valve. This clearly has adverse consequences in terms of economical fuel consumption and the avoidance of exhaust gases that are harmful to the environment. The invention is now based on the knowledge that, despite the occurrence of the error phenomena described above, an exact metering of the necessary amount of fuel can be achieved by monitoring the voltage applied to the switching means 2 and that upon detection of an error as a result of this monitoring by influencing the control means 3 the duty cycle of the switching means 2 is reduced by means of a correction signal in such a way that only the absolutely necessary amount of fuel is metered. For this purpose, the voltage applied to the switching means 2 becomes the non-inverting input connection of the comparison means 6 supplied, at the inverting input terminal of the voltage UREF a reference voltage source 11 is applied. In an alternative exemplary embodiment, a reference voltage, for example by means of a voltage divider (not shown), can also be derived directly from the operating voltage U in a cheaper version of the circuit arrangement, instead of a special reference voltage source 11. The voltage applied to the switching means 2 and the voltage UREF of the reference voltage source 11 are compared with one another in the voltage comparison means 6. If the voltage present at the non-inverting input connection of the voltage comparison means 6 exceeds a setpoint value which can be predetermined by the reference voltage source 11 when the electromagnetic consumer 1 is switched off by the switching means 2, the voltage comparison means 6 supplies an output signal at its output connection 8 which indicates that the extinguishing devices are working properly work or that there is an error. This output signal is fed to an input connection of the control means 3, which comprise a microcomputer. With the aid of the microcomputer, this output signal can be evaluated in such a way that when an error state is detected, the control signal for the switching means 2 is influenced, for example in the sense of a shortening of the switching means 2. Since this λ output signal at the output connection 8 of the voltage comparison means 6 is essentially only present during the period of current reduction in the electromagnetic consumer 1, this λ output signal can be stored at least temporarily in a particularly advantageous embodiment of the invention for better evaluation in the microcomputer of the control means 3 to enable. This temporary storage of the output signal in a memory element 9 takes place in a particularly advantageous manner between the output terminal 3 of the voltage comparison means 6 and the input terminal of the control means 3 is switched on. A bistable memory element 9 is particularly advantageously provided, which can be reset for the switching means 2 in each case by the switch-on signal present at the output connection of the control means 3.
Figur 3a zeigt einige charakteristische Signale der Schaltung nach Figur 1 bei ordnungsgemäßer Funktion. Durch das Ansteuerspiel A am Steuereingang des Schaltmittels 2 wird das Schaltmittel 2 eingeschaltet und die Spannung 3 fällt vom Wert der Versorgungsspannung U auf einen sehr kleinen Wert ab. Nach dem Abschalten des Schaltmittels 2 steigt die Spannung B dann auf einen durch die Löscheinrichtung 4 begrenzten, über der Versorgungsspannung U liegenden Wert an, bis der Strom im Verbraucher 1 abgeklungen ist. Danach sinkt die Spannung 3 wieder auf den Wert der Versorgungsspannung U. Die Spannungsvergleichseinrichtung 6 vergleicht die gegebenenfalls über das RC-Glied R1 - C1 gefilterte Spannung A bzw. C mit dem Referenzwert UREF der Referenzspannungsquelle 11 (Signal D) und liefert während des Anliegens der Löschspannung den Impuls im Signal E. Ist dagegen der Freilaufkreis nach Abschalten des Schaltmittels 2 aufgrund eines Fehlers kurzgeschlossen, so steigt die Spannung am Punkt 3 nicht über den Wert der Versorgungsspannung U an und das Spannungsvergleichsmittel 6 liefert an seinem Ausgang (Punkt E) keinen Impuls. Der am Ausgang des Spannungsvergleichsmittels 6 nur während des Löschvorgangs (bei ordnungsgemäßer Funktion) anstehende Impuls kann durch das Speicherglied 9 beisieisweise bis zum nächsten Einschalten des Schaltmittels 2 zwischengespeichert werden (Signal F). Figure 3a shows some characteristic signals of the circuit of Figure 1 when properly functioning. Through the control game A at the control input of the switching means 2, the switching means 2 is switched on and the voltage 3 drops from the value of the supply voltage U to a very small value. After switching off the switching means 2, the voltage B then rises to a value which is limited by the quenching device 4 and is above the supply voltage U until the current in the consumer 1 has decayed. Thereafter, the voltage 3 drops again to the value of the supply voltage U. The voltage comparison device 6 compares the voltage A or C, which may be filtered via the RC element R1-C1, with the reference value UREF of the reference voltage source 11 (signal D) and supplies it during the application Quenching voltage the pulse in the signal E. On the other hand, if the freewheeling circuit is short-circuited due to an error after switching off the switching means 2, the voltage at point 3 does not rise above the value of the supply voltage U and the voltage comparison means 6 does not deliver a pulse at its output (point E) . The pulse present at the output of the voltage comparison means 6 only during the deletion process (with proper functioning) can be buffered by the memory element 9, for example, until the switching means 2 is switched on again (signal F).
Der vollständige Abbau des Stromes in dem elektromagnetischen Verbraucher 1 erfordert eine beispielsweise von der Versorgungsspannung U, der Löschspannung und gegebenenfalls noch anderen Parametern abhängige Zeitdauer, während der die Löschspannung anstehen muß. Das Vorhandensein der Löschspannung während dieser Mindestzeit wird zweckmäßig in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch sichergestellt, daß dem Spannungsvergleichsmittel 6 die an dem Schaltmittel 2 anstehende Spannung über ein frequenzabhängiges Glied, insbesondere ein RC-Glied zugeleitet wird. Dieses RC-Glied umfaßt gemäß Figur 1 den Widerstand Rl und den Kondensator C1, deren Verbindungspunkt mit dem nicht invertierenden Anschluß des Spannungsvergleichsmittels 6 verbunden ist. Alternativ kann in einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß dem Stromlaufplan der Figur 2 die zeitliche Dauer des Ausgangssignals am Ausgangsanschluß 8 des Spannungsvergleichsmittels δ auch dadurch erfaßt werden, daß zwischen die Spannungsvergleichsmittel 6 und die Ansteuermittel 3 eine monostabile Kippstufe 10 geschaltet ist. Durch die vorgebbare Zeitkonstante dieser monostabilen Kippstufe 10 kann erreicht werden, daß ein am Ausgangsanschluß 8 der Spannungsvergleichsmittel 6 anstehendes Ausgangssignal nur bei hinreichend langer Dauer am Eingangsanschluß der Ansteuermittel 3 ansteht. Figur 4A zeigt die Signale an den Punkten E, F, G, H bei hinreichend langer, Figur 4B bei zu kurzer Dauer. The complete reduction of the current in the electromagnetic consumer 1 requires a period of time, for example dependent on the supply voltage U, the quenching voltage and possibly other parameters, during which the quenching voltage must be present. The The presence of the quenching voltage during this minimum time is expediently ensured in one exemplary embodiment of the invention in that the voltage comparison means 6 is supplied with the voltage present at the switching means 2 via a frequency-dependent element, in particular an RC element. According to FIG. 1, this RC element comprises the resistor R1 and the capacitor C1, the connection point of which is connected to the non-inverting connection of the voltage comparison means 6. Alternatively, in a further advantageous exemplary embodiment of the invention, according to the circuit diagram in FIG. 2, the duration of the output signal at the output connection 8 of the voltage comparison means δ can also be detected by connecting a monostable multivibrator 10 between the voltage comparison means 6 and the control means 3. The predeterminable time constant of this monostable multivibrator 10 means that an output signal present at the output connection 8 of the voltage comparison means 6 is only present at the input connection of the control means 3 for a sufficiently long duration. FIG. 4A shows the signals at points E, F, G, H if the duration is sufficiently long, FIG. 4B if the duration is too short.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers (1), mit einer Serienschaltung des elektromagnetischen Verbrauchers (1) und eines Schaltmittels (2), mit Ansteuermitteln (3), zur Betätigung des Schaltmittels (2), und mit einem parallel zur dem elektromagnetischen Verbraucher (1) oder dem Schaltmittel (2) schaltbaren Freilaufkreis (5) oder einer parallel zu dem Schaltmittel (2) angeordneten Spannungsbegrenzungseinrichtung (4), dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Schaltmittel (2) anliegende Spannung erfaßt, die erfaßte Spannung mit mindestens einem vorgebbaren Sollwert verglichen wird und daß in Abhängigkeit von dem festgestellten Differenzwert zwischen der gemessenen Spannung und dem mindestens einen vorgebbaren Sollwert die Ansteuermittel (3) für das Schaltmittel (2) zum Zwecke der Verkürzung oder Verlängerung der Einschalt- oder Ausschaltdauer des Schaltmittels (2) beeinflußt werden. 1. A method for controlling an electromagnetic consumer (1), with a series connection of the electromagnetic consumer (1) and a switching means (2), with control means (3) for actuating the switching means (2), and with a parallel to the electromagnetic consumer (1) or the switching means (2) switchable freewheeling circuit (5) or a voltage limiting device (4) arranged parallel to the switching means (2), characterized in that the voltage applied to the switching means (2) detects the detected voltage with at least one Predeterminable target value is compared and that depending on the difference between the measured voltage and the at least one predeterminable target value influences the control means (3) for the switching means (2) for the purpose of shortening or extending the on or off duration of the switching means (2) become.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Schaltmittel (2) anliegende Spannung vor dem Vergleich mit dem vargebbaren Sollwert über ein Filterglied geleitet wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the voltage applied to the switching means (2) is passed through a filter element before comparison with the variable setpoint.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Schaltmittel (2) anliegende Spannung vor dem Vergleich mit dem vorgebbaren "Sollwert über ein RC-Glied (R1, C1) geleitet wird. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the voltage applied to the switching means (2) is passed via an RC element (R1, C1) prior to the comparison with the predetermined "setpoint.
4. Verfahren nach einem der .Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Vergleich zwischen der an dem Schaltmittel (2) anliegenden Spannung und dem vorgebbaren Sollwert gewonnene Ausgangssignal zumindest zeitweilig gespeichert wird. 4. The method according to any one of. Claims 1 to 3, characterized in that the output signal obtained by comparison between the voltage applied to the switching means (2) and the predeterminable target value is stored at least temporarily.
5. Einrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers (1) mit einer Serienschaltung des elektromagnetischen Verbrauchers (1) und eines Schaltmittels (2), mit Ansteuermitteln (3) für die Betätitgung des Schaltmittels (2), und mit einem parallel zu dem elektromagnetischen Verbraucher (1) schaltbaren Freilaufkreis (5) oder einer parallel zu dem Schaltmittel (2) angeordneten Spannungsbegrenzungseinrichtung (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Spannungsvergleichsmittel (6) umfaßt, deren Eingangsanschlüssen die an dem Schaltmittel (2) anliegende Spannung und ein vorgebbarer Spannungssollwert zuführbar sind, und deren Ausgangsanschluß mit einem Eingangsanschluß der Ansteuermittel (3) verbunden ist. 5. Device for controlling an electromagnetic consumer (1) with a series connection of the electromagnetic consumer (1) and a switching means (2), with control means (3) for the actuation of the switching means (2), and with a parallel to the electromagnetic consumer ( 1) switchable freewheeling circuit (5) or a voltage limiting device (4) arranged parallel to the switching means (2), characterized in that the device comprises voltage comparison means (6), the input connections of which the voltage applied to the switching means (2) and a predefinable voltage setpoint can be supplied are, and the output terminal of which is connected to an input terminal of the control means (3).
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsvergleichsmittel (6), ein Komparator vorgesehen ist. 6. Device according to claim 5, characterized in that a comparator is provided as voltage comparison means (6).
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltmittel (2) ein Transistor vorgesehen ist. 7. Device according to one of claims 5, 6, characterized in that a transistor is provided as switching means (2).
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Ansteuermittel (3) für die Schaltmittel (2) ein Mikrorechner vorgesehen ist. 8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that a microcomputer is provided as the control means (3) for the switching means (2).
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Schaltmittel (2) und einen Eingangsanschluß der Spannungsvergleichsmittel (6) ein RC-Glied (R1, C1) geschaltet ist. 9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that an RC element (R1, C1) is connected between the switching means (2) and an input terminal of the voltage comparison means (6).
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgangsanschluß der Spannungsvergleichsmittel (6) und einen Eingangsanschluß der Ansteuermittel (3) ein Speicherglied (9) geschaltet ist. 10. Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that a memory element (9) is connected between the output terminal of the voltage comparison means (6) and an input terminal of the control means (3).
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Spannungsvergleichsmittel (6) und die Ansteuermittel (3) eine monostabile Kippstufe (10) geschaltet ist. 11. Device according to one of claims 5 to 10, characterized in that a monostable multivibrator (10) is connected between the voltage comparison means (6) and the control means (3).
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