JP2000352341A - 燃料噴射装置用ダブルコイル高圧噴射弁の制御方法および制御回路 - Google Patents
燃料噴射装置用ダブルコイル高圧噴射弁の制御方法および制御回路Info
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- F02D2041/2079—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the circuit design or special circuit elements the circuit having several coils acting on the same anchor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダブルコイル高圧噴射磁気弁の制御方法と、
これを実施するコスト的に有利な制御装置とを提供する
こと。 【解決手段】 直列に接続された2つの磁気コイルに、
共通のブースタスイッチと、ブースタコンデンサと、ロ
ー側スイッチと、ハイ側スイッチとによって、弁を開閉
するために電流をそれぞれ供給する形式の、燃料噴射の
ためのダブルコイル高圧噴射弁制御方法において、準備
時間中、ブースタスイッチが開いておりかつロー側スイ
ッチが閉じている時に、一方の端部がバッテリ電圧U
Battに、他方の端部がブースタコンデンサとブースタス
イッチに接続されている準備コイルである、前記の2つ
のコイルの1つにエネルギー(EL2=L2xIL2 2/2)
を蓄積することを特徴とするダブルコイル高圧噴射弁制
御方法とこの方法を実施する制御装置とを構成する。
これを実施するコスト的に有利な制御装置とを提供する
こと。 【解決手段】 直列に接続された2つの磁気コイルに、
共通のブースタスイッチと、ブースタコンデンサと、ロ
ー側スイッチと、ハイ側スイッチとによって、弁を開閉
するために電流をそれぞれ供給する形式の、燃料噴射の
ためのダブルコイル高圧噴射弁制御方法において、準備
時間中、ブースタスイッチが開いておりかつロー側スイ
ッチが閉じている時に、一方の端部がバッテリ電圧U
Battに、他方の端部がブースタコンデンサとブースタス
イッチに接続されている準備コイルである、前記の2つ
のコイルの1つにエネルギー(EL2=L2xIL2 2/2)
を蓄積することを特徴とするダブルコイル高圧噴射弁制
御方法とこの方法を実施する制御装置とを構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射装置用ダ
ブルコイル高圧噴射磁気弁を制御するための方法および
回路装置に関し、ここで直列に接続された2つの磁気コ
イルに、共通のブースタ回路によってブースタコンデン
サを介して、また弁をそれぞれ開閉するロー側スイッチ
およびハイ側スイッチにより電流が供給される。
ブルコイル高圧噴射磁気弁を制御するための方法および
回路装置に関し、ここで直列に接続された2つの磁気コ
イルに、共通のブースタ回路によってブースタコンデン
サを介して、また弁をそれぞれ開閉するロー側スイッチ
およびハイ側スイッチにより電流が供給される。
【0002】
【従来の技術】上記のような方法および回路装置は、例
えばDE19539071から公知である。公知の電磁
ダブルコイル噴射弁では、ブースタコンデンサに蓄積さ
れた電荷によって弁を迅速に開閉するために、同一の磁
気回路に配置された2つの磁気コイルと、これに機能的
に適合された電子制御装置とを使用している。公知のダ
ブルコイル高圧噴射磁気弁の開閉サイクルの時間経過
は、添付の図3に示した時間線図に説明されている。ま
ず、弁が閉じばねによってまだ閉じられている準備時間
に2つのコイルに電流が供給される。引き続き、第1の
消去フェーズTZ1間に閉側コイルの電流が消去され、こ
れにより開側コイルは弁を閉じばねの力に抗して迅速に
開く(TFlug)。引き続いて開側コイルの電流が、第2
の消去フェーズTZ2の間に消去される。つぎに開側コイ
ルに保持電流IAufHが、噴射持続時間を決める時間TI
の間に流れる。この電流は、測定抵抗において測定さ
れ、制御装置に接続された電流制御装置を用いる電流制
御に使用される。所望の噴射時間TIが経過した後、開
側コイルの電流が改めて消去されて、このコイルを流れ
る電流IAufは値ゼロに到達する(消去時間TZ3)。こ
れで弁は極めて迅速に閉じる。
えばDE19539071から公知である。公知の電磁
ダブルコイル噴射弁では、ブースタコンデンサに蓄積さ
れた電荷によって弁を迅速に開閉するために、同一の磁
気回路に配置された2つの磁気コイルと、これに機能的
に適合された電子制御装置とを使用している。公知のダ
ブルコイル高圧噴射磁気弁の開閉サイクルの時間経過
は、添付の図3に示した時間線図に説明されている。ま
ず、弁が閉じばねによってまだ閉じられている準備時間
に2つのコイルに電流が供給される。引き続き、第1の
消去フェーズTZ1間に閉側コイルの電流が消去され、こ
れにより開側コイルは弁を閉じばねの力に抗して迅速に
開く(TFlug)。引き続いて開側コイルの電流が、第2
の消去フェーズTZ2の間に消去される。つぎに開側コイ
ルに保持電流IAufHが、噴射持続時間を決める時間TI
の間に流れる。この電流は、測定抵抗において測定さ
れ、制御装置に接続された電流制御装置を用いる電流制
御に使用される。所望の噴射時間TIが経過した後、開
側コイルの電流が改めて消去されて、このコイルを流れ
る電流IAufは値ゼロに到達する(消去時間TZ3)。こ
れで弁は極めて迅速に閉じる。
【0003】力形成の動的特性は、各消去持続時間、す
なわち消去電圧の高さに依存する。混合過程においては
80Vまでの、高圧過程においては400Vまでの消去
電圧より動作される。
なわち消去電圧の高さに依存する。混合過程においては
80Vまでの、高圧過程においては400Vまでの消去
電圧より動作される。
【0004】添付の図4は、並列に接続された複数の、
ダブルコイルを備える公知の高圧噴射弁を制御するため
に適切な制御回路40を概略的に示している。この制御
回路は中央演算処理ユニットCPUへのインタフェース
を有している。
ダブルコイルを備える公知の高圧噴射弁を制御するため
に適切な制御回路40を概略的に示している。この制御
回路は中央演算処理ユニットCPUへのインタフェース
を有している。
【0005】ダブルコイルを備える上記の高圧噴射弁の
構成にはコストのかかる特徴があり、このコストは例え
ば図4の回路のように最適化された制御回路によって得
られた節約を上回るものである。このようなコストのか
かる構成上の特徴は、弁に必要な捕捉される可動子であ
る。
構成にはコストのかかる特徴があり、このコストは例え
ば図4の回路のように最適化された制御回路によって得
られた節約を上回るものである。このようなコストのか
かる構成上の特徴は、弁に必要な捕捉される可動子であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、改良
されたダブルコイル高圧噴射磁気弁に関連して、自動車
の燃料直接噴射のための改良された高速切り替えダブル
コイル高圧噴射磁気弁を制御する制御方法と、コスト的
に有利な集積可能な最終段とを提供することである。
されたダブルコイル高圧噴射磁気弁に関連して、自動車
の燃料直接噴射のための改良された高速切り替えダブル
コイル高圧噴射磁気弁を制御する制御方法と、コスト的
に有利な集積可能な最終段とを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
り、直列に接続された2つの磁気コイルに、共通のブー
スタスイッチと、ブースタコンデンサと、ロー側スイッ
チと、ハイ側スイッチとによって、弁を開閉するために
電流をそれぞれ供給する形式の、燃料噴射のためのダブ
ルコイル高圧噴射弁制御方法において、準備時間中に、
ブースタスイッチが開いておりかつロー側スイッチが閉
じている時に、一方の端部がバッテリ電圧UBattに、他
方の端部はブースタコンデンサとブースタスイッチとに
接続されている準備コイルである、前記の2つのコイル
の1つにエネルギー(EL2=L2xIL2 2/2)を蓄積す
ることを特徴とするダブルコイル高圧噴射弁制御方法と
この方法を実施する制御装置とによって解決される。
り、直列に接続された2つの磁気コイルに、共通のブー
スタスイッチと、ブースタコンデンサと、ロー側スイッ
チと、ハイ側スイッチとによって、弁を開閉するために
電流をそれぞれ供給する形式の、燃料噴射のためのダブ
ルコイル高圧噴射弁制御方法において、準備時間中に、
ブースタスイッチが開いておりかつロー側スイッチが閉
じている時に、一方の端部がバッテリ電圧UBattに、他
方の端部はブースタコンデンサとブースタスイッチとに
接続されている準備コイルである、前記の2つのコイル
の1つにエネルギー(EL2=L2xIL2 2/2)を蓄積す
ることを特徴とするダブルコイル高圧噴射弁制御方法と
この方法を実施する制御装置とによって解決される。
【0008】
【発明の実施の形態と効果】改良されたダブルコイル高
圧噴射磁気弁において、ダブルコイルシステムのうちの
1つが準備コイルとして、迅速なブースタフェーズを開
始するためのエネルギー蓄積器として使用されることに
より、すなわち準備電流を迅速に阻止することによって
動作磁気回路の電流を迅速に上昇させ、ひいてはブース
タコンデンサを高い消去電圧に消去し、動作コイルとし
て使用される第2コイルに電流を供給することによっ
て、公知のシングル巻線高圧噴射磁気弁のコスト的に有
利でありかつ取り付けやすい駆動部の特徴を維持可能で
ある。
圧噴射磁気弁において、ダブルコイルシステムのうちの
1つが準備コイルとして、迅速なブースタフェーズを開
始するためのエネルギー蓄積器として使用されることに
より、すなわち準備電流を迅速に阻止することによって
動作磁気回路の電流を迅速に上昇させ、ひいてはブース
タコンデンサを高い消去電圧に消去し、動作コイルとし
て使用される第2コイルに電流を供給することによっ
て、公知のシングル巻線高圧噴射磁気弁のコスト的に有
利でありかつ取り付けやすい駆動部の特徴を維持可能で
ある。
【0009】ここで重要であるのは、準備コイルの磁気
回路をできるだけ、動作コイルの磁気回路から磁気的に
分離することである。
回路をできるだけ、動作コイルの磁気回路から磁気的に
分離することである。
【0010】準備コイルは運動のための動作間隙を必要
としないため、その磁気回路を動作コイルの磁気回路よ
りも低い磁気抵抗で設計することができる。これにより
準備コイルのインダクタンスが決められている場合、巻
数の少ないまたは太い導線によって相応に低抵抗に設計
することができ、ひいては準備時間を短縮したり、準備
コイルのための巻線スペースを節約することができる。
としないため、その磁気回路を動作コイルの磁気回路よ
りも低い磁気抵抗で設計することができる。これにより
準備コイルのインダクタンスが決められている場合、巻
数の少ないまたは太い導線によって相応に低抵抗に設計
することができ、ひいては準備時間を短縮したり、準備
コイルのための巻線スペースを節約することができる。
【0011】動作コイルは、吸引フェーズが消去フェー
ズに入り込むように、すなわちこれと重なるように設計
することができる。これにより動作コイルの抵抗を高抵
抗に設計して、保持電流だけが自動車のバッテリによる
直接給電によって得らればよいようにすることができ
る。
ズに入り込むように、すなわちこれと重なるように設計
することができる。これにより動作コイルの抵抗を高抵
抗に設計して、保持電流だけが自動車のバッテリによる
直接給電によって得らればよいようにすることができ
る。
【0012】以上をまとめると本発明の制御方法および
本発明の制御回路は、上記の改良されたダブルコイル高
圧噴射磁気弁に関連して以下のような利点を有する。
本発明の制御回路は、上記の改良されたダブルコイル高
圧噴射磁気弁に関連して以下のような利点を有する。
【0013】1. ダブルコイル磁気弁の第2コイルを
エネルギー蓄積器として使用する。これは、準備電流を
阻止することによって迅速なブースタフェーズを開始
し、高い消去電圧になるようにコンデンサを消去し、動
作コイルに電流を供給するためである。
エネルギー蓄積器として使用する。これは、準備電流を
阻止することによって迅速なブースタフェーズを開始
し、高い消去電圧になるようにコンデンサを消去し、動
作コイルに電流を供給するためである。
【0014】2. すでに開発されているダブルコイル
高圧噴射磁気弁の、極めてコスト的に有利でありかつ取
り付けやすい駆動部の特徴を維持する。
高圧噴射磁気弁の、極めてコスト的に有利でありかつ取
り付けやすい駆動部の特徴を維持する。
【0015】3. 磁気コイルに対して、設置スーペス
ないしは損失電力を節約する設計規則を有する。
ないしは損失電力を節約する設計規則を有する。
【0016】4. ブースタ電流を整合させるための適
合コンセプトを有する。ここでこのブースタ電流の適合
は、電流測定、応答、準備時間TVの制御によって行わ
れ、この制御によって磁気回路やコイル抵抗などの許容
差およびドリフトが調整される。
合コンセプトを有する。ここでこのブースタ電流の適合
は、電流測定、応答、準備時間TVの制御によって行わ
れ、この制御によって磁気回路やコイル抵抗などの許容
差およびドリフトが調整される。
【0017】5. 複数の弁最終段に対して、切り替え
可能な消去路およびフリーホイーリング路を使用でき
る。
可能な消去路およびフリーホイーリング路を使用でき
る。
【0018】6. 共通の消去路によって、集中的な電
流測定が可能である。すなわちすべての弁コイルと、例
えば保持電流制御、準備電流制御、目標電流値へのツェ
ナー消去、準備電流適合などの想定され得る電流制御機
能とのために消去路に測定抵抗が設けられている。優先
度制御論理によって1つの消去路を共通に使用すること
ができる。(ツェナー消去では、他の弁はすべて無電流
であるか、電流上昇中である) 7. 本発明の方法を実施する制御回路を、コスト的に
有利に配置し、集積することができる。
流測定が可能である。すなわちすべての弁コイルと、例
えば保持電流制御、準備電流制御、目標電流値へのツェ
ナー消去、準備電流適合などの想定され得る電流制御機
能とのために消去路に測定抵抗が設けられている。優先
度制御論理によって1つの消去路を共通に使用すること
ができる。(ツェナー消去では、他の弁はすべて無電流
であるか、電流上昇中である) 7. 本発明の方法を実施する制御回路を、コスト的に
有利に配置し、集積することができる。
【0019】8. 従来のダブルコイル駆動装置のコス
トを高めていた構造的特徴を回避することができる。
トを高めていた構造的特徴を回避することができる。
【0020】9. ブースタ電圧UBoostを制限する回
路部材(ブースタスイッチ、ブースタ電解コンデンサ)
が除去される。ブースタ電圧が高くても(400V)集
積度の高い最終段が可能である。
路部材(ブースタスイッチ、ブースタ電解コンデンサ)
が除去される。ブースタ電圧が高くても(400V)集
積度の高い最終段が可能である。
【0021】10. 必要な構成部材の(コイルや電解
コンデンサのない半導体とチップコンデンサだけの)構
成部材寸法は、ハイブリッド回路(機関取り付け)に対
しても有利である。
コンデンサのない半導体とチップコンデンサだけの)構
成部材寸法は、ハイブリッド回路(機関取り付け)に対
しても有利である。
【0022】11. 共通の消去路によって、2つの磁
気コイルに対してダイオードフリーホイーリングおよび
電流制御が可能である。
気コイルに対してダイオードフリーホイーリングおよび
電流制御が可能である。
【0023】12. すべてのコイル電流をコスト的に
有利に制御し、弁のすべての電気的な許容差(磁気回
路、コイル抵抗)に適合させることができる。
有利に制御し、弁のすべての電気的な許容差(磁気回
路、コイル抵抗)に適合させることができる。
【0024】本発明の上記および別の有利な特徴は、本
発明の制御回路および本発明の方法の有利な実施形態を
説明する以下の実施例に記載されている。
発明の制御回路および本発明の方法の有利な実施形態を
説明する以下の実施例に記載されている。
【0025】
【実施例】改良されたダブルコイル高圧噴射磁気弁に関
連する、図1に概略的に示した制御回路装置ないしは最
終段と、本発明の制御方法とにより従来のダブルコイル
高圧噴射磁気弁の欠点が回避される。
連する、図1に概略的に示した制御回路装置ないしは最
終段と、本発明の制御方法とにより従来のダブルコイル
高圧噴射磁気弁の欠点が回避される。
【0026】図1では例えば4つのダブルコイル高圧噴
射磁気弁DS−HDEVに、共通のブースタコンデンサ
CBoostと、共通のブースタスイッチS2とによって、ブ
ースタ電圧を供給することができる。各ダブルコイル高
圧噴射磁気弁DS−HDEV1〜DS−HDEV4に
は、所属のドライバTR1を備える専用のロー側スイッ
チS1と、所属のドライバTR3を備える、すべてに共
通なハイ側スイッチS3とによって電流が供給される。
すべてのダブルコイル高圧噴射弁DS−HDEV1〜D
S−HDEV4に共通な測定抵抗RMは、つぎのために
使用される。
射磁気弁DS−HDEVに、共通のブースタコンデンサ
CBoostと、共通のブースタスイッチS2とによって、ブ
ースタ電圧を供給することができる。各ダブルコイル高
圧噴射磁気弁DS−HDEV1〜DS−HDEV4に
は、所属のドライバTR1を備える専用のロー側スイッ
チS1と、所属のドライバTR3を備える、すべてに共
通なハイ側スイッチS3とによって電流が供給される。
すべてのダブルコイル高圧噴射弁DS−HDEV1〜D
S−HDEV4に共通な測定抵抗RMは、つぎのために
使用される。
【0027】1. 準備時間Tvを適合させるためにブ
ースタ電流IBoostを測定する(測定点1)。
ースタ電流IBoostを測定する(測定点1)。
【0028】2. 保持フェーズにおいて弁を保持する
のに必要な保持電流が得られたか否かを検出するため
に、保持電流IHを測定する(測定点2)。
のに必要な保持電流が得られたか否かを検出するため
に、保持電流IHを測定する(測定点2)。
【0029】3. 保持フェーズにおいて保持電流IH
を適合および制御している間、この保持電流IHを測定
する(測定点3)。
を適合および制御している間、この保持電流IHを測定
する(測定点3)。
【0030】この電流測定については後ほど図2に示し
た時間線図を用いて説明する。
た時間線図を用いて説明する。
【0031】以下では図1に示した回路の動作の仕方、
ひいては本発明の制御方法を、図1と2に基づいて説明
する。
ひいては本発明の制御方法を、図1と2に基づいて説明
する。
【0032】弁例えばDS−HDEV1は、閉じばねに
よって閉じられる。本発明では動作コイルとして使用さ
れている、インダクタンスL1によって示されたコイル
は、流れる電流が十分であれば弁を開く。このコイルの
構成、その磁気回路、および可動子は基本的に従来のダ
ブルコイル高圧噴射弁の構成に相応する。
よって閉じられる。本発明では動作コイルとして使用さ
れている、インダクタンスL1によって示されたコイル
は、流れる電流が十分であれば弁を開く。このコイルの
構成、その磁気回路、および可動子は基本的に従来のダ
ブルコイル高圧噴射弁の構成に相応する。
【0033】インダクタンスL2によって示された、準
備コイルと称されるコイルは、エネルギー蓄積器として
使用されており、準備時間TV中、ブースタスイッチS2
が閉じられると、エネルギーEL2=L2×IL2 2/2がこ
のエネルギー蓄積器に蓄積される。つぎにこのエネルギ
ーは、消去過程(TZ1)中にブースタスイッチS2が開
きかつロー側スイッチS1が閉じられると、動作コイル
L1に伝送される。電流形成の動特性IL1(t)はもっぱ
ら消去電圧ULoeschの大きさに依存し、これは準備エネ
ルギーおよびブースタコンデンサにおけるエネルギーつ
まりその容量に依存する。
備コイルと称されるコイルは、エネルギー蓄積器として
使用されており、準備時間TV中、ブースタスイッチS2
が閉じられると、エネルギーEL2=L2×IL2 2/2がこ
のエネルギー蓄積器に蓄積される。つぎにこのエネルギ
ーは、消去過程(TZ1)中にブースタスイッチS2が開
きかつロー側スイッチS1が閉じられると、動作コイル
L1に伝送される。電流形成の動特性IL1(t)はもっぱ
ら消去電圧ULoeschの大きさに依存し、これは準備エネ
ルギーおよびブースタコンデンサにおけるエネルギーつ
まりその容量に依存する。
【0034】動作コイルを流れるコイル電流IL1は、ブ
ースタコンデンサCBoostが放電する(UC=0)まで上昇
する。つぎに動作コイルL1を流れる電流は、ブースタス
イッチS2に並列に配置されたダイオードD2を介して消
去させられる。ここでブースタコンデンサCBoostの電
位UCはダイオード導通電圧だけアースよりも下げら
れ、これにより準備コイルL2の電流は電流が等しくな
ってIL1=IL2になるまで上昇する。このフェーズと第
1消去フェーズTZ1とが吸引フェーズを成しており、図
2ではTFlugで示されている。
ースタコンデンサCBoostが放電する(UC=0)まで上昇
する。つぎに動作コイルL1を流れる電流は、ブースタス
イッチS2に並列に配置されたダイオードD2を介して消
去させられる。ここでブースタコンデンサCBoostの電
位UCはダイオード導通電圧だけアースよりも下げら
れ、これにより準備コイルL2の電流は電流が等しくな
ってIL1=IL2になるまで上昇する。このフェーズと第
1消去フェーズTZ1とが吸引フェーズを成しており、図
2ではTFlugで示されている。
【0035】吸引フェーズの終了後、動作コイルL1を
流れる電流IL1は保持電流IHまで低減される(フェー
ズTZ2)。これはハイ側スイッチS3が閉じられている
時にD1およびツェナー効果ないしはツェナーダイオー
ドによって行われ、同時に測定抵抗RMにおいて電流が
測定される。保持電流IHに到達してからは、この電流
はD 1の両端のハイ側スイッチS3が閉じられておりかつ
測定抵抗RMにおいて同時に電流測定することにより、
ダイオードフリーホイールを介してスイッチング制御さ
れて一定に保たれる。
流れる電流IL1は保持電流IHまで低減される(フェー
ズTZ2)。これはハイ側スイッチS3が閉じられている
時にD1およびツェナー効果ないしはツェナーダイオー
ドによって行われ、同時に測定抵抗RMにおいて電流が
測定される。保持電流IHに到達してからは、この電流
はD 1の両端のハイ側スイッチS3が閉じられておりかつ
測定抵抗RMにおいて同時に電流測定することにより、
ダイオードフリーホイールを介してスイッチング制御さ
れて一定に保たれる。
【0036】噴射時間TIが経過した後、動作コイルLI
を流れる電流IL1はゼロに消去される(消去フェーズT
Z3)。これはハイ側スイッチS3が閉じられている時に
ダイオードD1およびツェナー効果ないしはツェナーダ
イオードを介して行われる。S3を介するフリーホイー
ル回路は、ダブルコイル駆動部の場合と同様に複数の弁
最終段によって利用することができる(図4に示したダ
ブルコイル高圧噴射弁用節約形最終段を参照された
い)。
を流れる電流IL1はゼロに消去される(消去フェーズT
Z3)。これはハイ側スイッチS3が閉じられている時に
ダイオードD1およびツェナー効果ないしはツェナーダ
イオードを介して行われる。S3を介するフリーホイー
ル回路は、ダブルコイル駆動部の場合と同様に複数の弁
最終段によって利用することができる(図4に示したダ
ブルコイル高圧噴射弁用節約形最終段を参照された
い)。
【0037】本発明の方法ステップつまり上記の制御回
路の機能を実現するために、準備コイルL2はつぎのよ
うな特性を有しなければならない。
路の機能を実現するために、準備コイルL2はつぎのよ
うな特性を有しなければならない。
【0038】1. 準備コイルL2の磁気回路は、動作
コイルL1の磁気回路から可能な限り完全に磁気的に分
離されてされていなければならない。
コイルL1の磁気回路から可能な限り完全に磁気的に分
離されてされていなければならない。
【0039】2. 組L1→IBoost,L2→IVの個数は
任意であるが、関係式EL2−EVerlus t=EL1は守られ
なければならない(EL1=吸引エネルギー)。
任意であるが、関係式EL2−EVerlus t=EL1は守られ
なければならない(EL1=吸引エネルギー)。
【0040】3. 例えば部材のばらつきおよび磁気回
路の温度特性によって生じ得るL1/L2の許容差、ヒス
テリシス損、およびコイル抵抗の影響は、準備時間TV
の適合により最大ブースタ電流IBoost(電流測定点
1)を測定することによって追従することができる。こ
こで電流IVは可変であり、準備コイルL2のエネルギー
E L2は一定のままである。
路の温度特性によって生じ得るL1/L2の許容差、ヒス
テリシス損、およびコイル抵抗の影響は、準備時間TV
の適合により最大ブースタ電流IBoost(電流測定点
1)を測定することによって追従することができる。こ
こで電流IVは可変であり、準備コイルL2のエネルギー
E L2は一定のままである。
【0041】4. 準備コイルL2は運動のための動作
間隙を必要としないため、このコイルの磁気回路を、動
作コイルL1の磁気抵抗よりも小さな磁気抵抗で設計す
ることができる。これによってインダクタンスL2が決
められている場合に、相応に低抵抗に設計できる。すな
わち例えば、巻数を少なくしたり、および/または導線
断面を大きくすることができる。これにより準備時間
(タイミング−ダブル噴射、ブースタスイッチS2での
損失電力)を短縮したり、巻線スペースを節約すること
ができる(巻線数を小さくできる)。
間隙を必要としないため、このコイルの磁気回路を、動
作コイルL1の磁気抵抗よりも小さな磁気抵抗で設計す
ることができる。これによってインダクタンスL2が決
められている場合に、相応に低抵抗に設計できる。すな
わち例えば、巻数を少なくしたり、および/または導線
断面を大きくすることができる。これにより準備時間
(タイミング−ダブル噴射、ブースタスイッチS2での
損失電力)を短縮したり、巻線スペースを節約すること
ができる(巻線数を小さくできる)。
【0042】5. 動作コイルL1は、吸引フェーズ
(TFlug)が第1消去フェーズ1(TZ1)に入り込むよ
うに設計することができる(UC<0の時に電流を適合
させる)。これにより保持電流IHだけを自動車バッテ
リによって直接供給すればよいように動作コイルL1の
抵抗を高抵抗に設計することができる。この場合、以下
を満たさなければならない。
(TFlug)が第1消去フェーズ1(TZ1)に入り込むよ
うに設計することができる(UC<0の時に電流を適合
させる)。これにより保持電流IHだけを自動車バッテ
リによって直接供給すればよいように動作コイルL1の
抵抗を高抵抗に設計することができる。この場合、以下
を満たさなければならない。
【0043】電界効果スイッチに対してはIH<U
Battmin/(RDSON1+RL1+RL2)であり、集積化され
たバイポーラトランジスタまたは一般的なバイポーラス
イッチに対してIH<(IBattmin−Usatt)/(RL1+
RL2)である。この条件に対して設置場所の節約するこ
とができ(比較的薄いコイル巻線)、または吸引力を高
めるための付加的な巻線のための場所が得られる。
Battmin/(RDSON1+RL1+RL2)であり、集積化され
たバイポーラトランジスタまたは一般的なバイポーラス
イッチに対してIH<(IBattmin−Usatt)/(RL1+
RL2)である。この条件に対して設置場所の節約するこ
とができ(比較的薄いコイル巻線)、または吸引力を高
めるための付加的な巻線のための場所が得られる。
【0044】図1にAD−Cで示した、マイクロコンピ
ュータμCに接続された回路ブロックは、電流検出機
能、電位変換機能、および保持電流に達したか否かにつ
いての情報を形成する機能を有し、またアナログ−デジ
タル変換器を有する。
ュータμCに接続された回路ブロックは、電流検出機
能、電位変換機能、および保持電流に達したか否かにつ
いての情報を形成する機能を有し、またアナログ−デジ
タル変換器を有する。
【0045】マイクロコンピュータμCは、ドライバT
R1〜TR2に供給される制御信号を適時に形成するた
めに、アナログ−デジタル変換器AD−Cから供給され
た信号を処理するために、さらに電流測定1に基づいて
ブースタ電流を適合させるために設けられており、この
適合は準備時間TVを、磁気回路、コイル抵抗等、弁な
いしは弁1〜4の許容差およびドリフトを調整するため
に整合させることに関するものである。共通の消去路に
より、すべての弁の弁コイルに対して測定抵抗RMにお
ける集中的な電流測定が可能となり、ひいてはマイクロ
コンピュータμCにとって保持電流制御、準備電流制
限、目標電流値へのツェナー消去、準備電流適合などの
すべての電流の制御が可能になる。優先度制御論理によ
り、消去路を共通に利用することができる(ツェナー消
去時には、他のすべての弁は無電流または電流上昇状態
にある)。
R1〜TR2に供給される制御信号を適時に形成するた
めに、アナログ−デジタル変換器AD−Cから供給され
た信号を処理するために、さらに電流測定1に基づいて
ブースタ電流を適合させるために設けられており、この
適合は準備時間TVを、磁気回路、コイル抵抗等、弁な
いしは弁1〜4の許容差およびドリフトを調整するため
に整合させることに関するものである。共通の消去路に
より、すべての弁の弁コイルに対して測定抵抗RMにお
ける集中的な電流測定が可能となり、ひいてはマイクロ
コンピュータμCにとって保持電流制御、準備電流制
限、目標電流値へのツェナー消去、準備電流適合などの
すべての電流の制御が可能になる。優先度制御論理によ
り、消去路を共通に利用することができる(ツェナー消
去時には、他のすべての弁は無電流または電流上昇状態
にある)。
【0046】上に説明した本発明の制御方法およびこの
ために設けられた制御回路により、改良されたダブルコ
イル高圧噴射磁気弁に関連してブースタ電圧が高くても
(400V)、高密度に集積される回路装置が達成され
る。必要な構成部材の構成寸法はハイブリッド回路(機
関取り付け)に対しても有利である。制御回路にはコイ
ルも電解コンデンサも不要であり、半導体とチップコン
デンサだけしか必要としない。
ために設けられた制御回路により、改良されたダブルコ
イル高圧噴射磁気弁に関連してブースタ電圧が高くても
(400V)、高密度に集積される回路装置が達成され
る。必要な構成部材の構成寸法はハイブリッド回路(機
関取り付け)に対しても有利である。制御回路にはコイ
ルも電解コンデンサも不要であり、半導体とチップコン
デンサだけしか必要としない。
【図1】本発明により改良されたダブルコイル高圧噴射
磁気弁を使用し、かつ本発明の方法を実施するのに有利
な、本発明の制御回路を部分的に示す概略ブロック図で
ある。
磁気弁を使用し、かつ本発明の方法を実施するのに有利
な、本発明の制御回路を部分的に示す概略ブロック図で
ある。
【図2】本発明の制御方法に基づいて準備コイルL2お
よび動作コイルL1にそれぞれ流れる電流を時間につい
て示す時間線図である。
よび動作コイルL1にそれぞれ流れる電流を時間につい
て示す時間線図である。
【図3】公知のダブルコイル高圧噴射磁気弁の閉側コイ
ルと開側コイルを流れる電流を、それぞれ時間について
示す時間線図である。
ルと開側コイルを流れる電流を、それぞれ時間について
示す時間線図である。
【図4】通常のダブル高圧噴射磁気弁のための公知の制
御回路と最終段とを示す図である。
御回路と最終段とを示す図である。
CBoost ブースタコンデンサ D1−3 ダイオード DS−HDEV1,2,3,4 ダブルコイル高圧噴射
弁 L1 準備コイル L2 動作コイル S1 ロー側スイッチ S2 ブースタスイッチ S3 ハイ側スイッチ RM 測定抵抗 TR1−3 ドライバ
弁 L1 準備コイル L2 動作コイル S1 ロー側スイッチ S2 ブースタスイッチ S3 ハイ側スイッチ RM 測定抵抗 TR1−3 ドライバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウーヴェ ギュンター ドイツ連邦共和国 ヌフリンゲン ハーク シュトラーセ 38
Claims (16)
- 【請求項1】 直列に接続された2つの磁気コイル(L
1,L2)に、共通のブースタスイッチ(S2)と、ブー
スタコンデンサ(CBoost)と、ロー側スイッチ(S1)
と、ハイ側スイッチ(S3)とによって、弁を開閉する
ために電流をそれぞれ供給する形式の、燃料噴射のため
のダブルコイル高圧噴射弁制御方法において、 準備時間(TV)中に、ブースタスイッチ(S2)が開い
ておりかつロー側スイッチ(S1)が閉じている時に、
準備コイルとして一方の端部がバッテリ電圧UB attに、
他方の端部がブースタコンデンサ(CBoost)とブース
タスイッチ(S2)とに接続されている、前記の2つの
コイルの一方(L2)にエネルギー(EL2=L2xIL2 2
/2)を蓄積することを特徴とするダブルコイル高圧噴
射弁制御方法。 - 【請求項2】 引き続く第1消去ステップで、第1消去
時間(TZ1)中、ブースタスイッチ(S2)が開いてお
りかつロー側スイッチ(S1)が閉じている時に、準備
コイル(L2)に蓄積されたエネルギー(EL2)をブー
スタコンデンサ(CBoost)を介して、ロー側スイッチ
(S1)と準備コイル(L2)との間に接続され動作コイ
ルとして使用される第2コイル(L1)に、ブースタコ
ンデンサ(CBoost)が放電するまで伝送する請求項1
に記載の方法。 - 【請求項3】 引き続く吸引フェーズ(TFlug)で、動
作コイル(L1)を、ブースタスイッチ(S2)に並列に
配置されたダイオード(D2)を介して消去し、ここで
当該消去はブースタコンデンサ(CBoost)における電
位がアース電位よりも低くなりかつ電流が準備コイル
(L2)によって上昇し、これによって2つのコイル
(L1,L2)の電流が等しくなるまで行われる請求項2
に記載の方法。 - 【請求項4】 引き続く第2消去ステップ(TZ2)で、
ハイ側スイッチ(S 3)が開いている時に、該ハイ側ス
イッチに並列に配置されたフリーホイールダイオード
(D1)を介して、動作コイル(L1)の電流(IL1)
を、保持電流値(IH)にまで低減させる請求項3に記
載の方法。 - 【請求項5】 得られた保持電流(IH)を、ハイ側ス
イッチ(S3)が閉じている時に、フリーホイールダイ
オード(D1)を介し、スイッチ制御によって一定に保
ち、 ここで保持電流を、ハイ側スイッチ(S3)に直列に配
置された測定抵抗(RM)にて測定する請求項4に記載
の方法。 - 【請求項6】 所定の噴射時間(Ti)が経過した後、
ハイ側スイッチ(S3)が開いている時に、該ハイ側ス
イッチに並列に接続されたフリーホイールダイオード
(D1)を介して、動作コイル(L1)に流れる電流(I
L1)をゼロにまで消去する請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 2つのコイル(L1,L2)に蓄積された
エネルギーに対して以下の関係式 EL2−EVerlust=EL1 が守られる請求項1から6までのいずれか1項に記載の
方法。 - 【請求項8】 測定抵抗(RW)にて、第1消去過程の
終わりに生じる最大ブースタ電流(IBoost)を測定
し、例えば磁気回路の温度経過によって発生する2つの
コイル(L1,L2)の許容偏差、および/またはヒステ
リシス損、および/またはコイル抵抗の影響を、準備時
間(TV)中に流れる電流強度(IV)の変更による準備
時間(TV)の適合によって求めるおよび/または補償
する請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 準備コイル(L2)の磁気回路は、動作
コイル(L1)の磁気回路から磁気的に分離されている
請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項10】 準備コイル(L2)の磁気回路は、動
作コイル(L1)の磁気回路よりも小さな磁気抵抗を有
する請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 準備コイル(L2)の巻線は、所定の
インダクタンスが同じ場合、動作コイル(L1)よりも
巻数が少ない、および/または導線断面が大きい請求項
10の記載の方法。 - 【請求項12】 動作コイル(L1)を相応に設計する
ことにより、吸引フェーズ(TFlug)は第1消去時間
(TZ1)と重なる請求項1から11までのいずれか1項
に記載の方法。 - 【請求項13】 動作コイル(L1)の抵抗を高抵抗に
設計し、これにより保持電流(IH)だけを自動車バッ
テリによる直接給電によって供給すればよいようにし、
ここでロー側スイッチ(S1)としての電界効果スイッ
チに対して IH<UBattmin/(RDSON1+RL1+RL2) が、またロー側スイッチ(S1)としてのIGBTまた
はバイポーラスイッチに対して IH<(UBattmin−USatt)/(RL1+RL2) が成り立つ請求項12に記載の方法。 - 【請求項14】 直列に接続された2つの磁気コイル
(L1,L2)に、共通のブースタスイッチ(S2)と、
ブースタコンデンサ(CBoost)と、ロー側スイッチ
(S1)と、ハイ側スイッチ(S3)とによって、弁を開
閉するために電流をそれぞれ供給する形式の、燃料噴射
装置用ダブルコイル高圧噴射弁制御回路において、ロー
側スイッチ(S1)と、ハイ側スイッチ(S3)と、ブー
スタスイッチ(S 2)とが、各々のドライバ回路(TR
1,TR3,TR3)を介して、各々のスイッチ時間と
電流強度とを制御するマイクロコンピュータ(μC)に
接続されていることを特徴とする請求項1から13まで
のいずれか1項に記載の方法を実施するための制御回
路。 - 【請求項15】 測定抵抗(RM)は、A/D変換器
(AD−C)を介してマイクロコンピュータ(μC)の
入力側に接続されている請求項14に記載の制御回路。 - 【請求項16】 マイクロコンピュータ(μC)は、請
求項3にしたがって準備時間(TV)と保持電流(IH)
を制御するために設けられている請求項14または15
に記載の制御回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19922485A DE19922485B4 (de) | 1999-05-15 | 1999-05-15 | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Doppelspulen-Hochdruckeinspritzmagnetventils für die Kraftstoffeinspritzung |
| DE19922485.4 | 1999-10-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000352341A true JP2000352341A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=7908221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000142429A Pending JP2000352341A (ja) | 1999-05-15 | 2000-05-15 | 燃料噴射装置用ダブルコイル高圧噴射弁の制御方法および制御回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000352341A (ja) |
| DE (1) | DE19922485B4 (ja) |
| FR (1) | FR2795771B1 (ja) |
| IT (1) | IT1317461B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6685160B2 (en) * | 2001-07-30 | 2004-02-03 | Caterpillar Inc | Dual solenoid latching actuator and method of using same |
| DE102009006179B4 (de) * | 2009-01-26 | 2010-12-30 | Continental Automotive Gmbh | Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Einspritzventils |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2579820B1 (fr) * | 1985-03-28 | 1988-04-22 | Renault | Dispositif de commande d'organes electromagnetiques a actionnement rapide |
| IT1217171B (it) * | 1987-08-25 | 1990-03-14 | Marelli Autronica | Circuito per il pilotaggio di carichi induttivi in particolare per il comando degli elettroiniettori di un motore a combustione interna a ciclo diesel |
| 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 |
| FR2667357A1 (fr) * | 1990-09-28 | 1992-04-03 | Renault | Dispositif de commande d'injecteurs de combustible dans un moteur a combustion interne. |
| DE4413240A1 (de) * | 1994-04-16 | 1995-10-19 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung und ein Verfahren zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers |
| DE19539071A1 (de) * | 1995-03-02 | 1996-09-05 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers |
| US5558065A (en) * | 1995-09-05 | 1996-09-24 | Kokusan Denki Co., Ltd. | Method for driving injector for internal combustion engine |
| US5717562A (en) * | 1996-10-15 | 1998-02-10 | Caterpillar Inc. | Solenoid injector driver circuit |
| FR2766005B1 (fr) * | 1997-07-09 | 1999-09-17 | Magneti Marelli France | Circuit de commande de puissance, pour actionneur electro-magnetique tel qu'injecteur ou electro-vanne |
| DE19812744A1 (de) * | 1998-03-24 | 1999-09-30 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zum Schalten eines induktiven Verbrauchers |
| DE19839863C1 (de) * | 1998-09-02 | 1999-10-28 | Bosch Gmbh Robert | Elektromagnetisches Einspritzventil |
-
1999
- 1999-05-15 DE DE19922485A patent/DE19922485B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-05 IT IT2000MI000980A patent/IT1317461B1/it active
- 2000-05-12 FR FR0006050A patent/FR2795771B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-15 JP JP2000142429A patent/JP2000352341A/ja active Pending
Also Published As
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| DE19922485B4 (de) | 2008-06-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| A02 | Decision of refusal |
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