CN102318099B - 控制固体致动器的方法和设备 - Google Patents
控制固体致动器的方法和设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102318099B CN102318099B CN200980156533.6A CN200980156533A CN102318099B CN 102318099 B CN102318099 B CN 102318099B CN 200980156533 A CN200980156533 A CN 200980156533A CN 102318099 B CN102318099 B CN 102318099B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solid body
- body actuator
- switch element
- electric
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/06—Drive circuits; Control arrangements or methods
- H02N2/065—Large signal circuits, e.g. final stages
- H02N2/067—Large signal circuits, e.g. final stages generating drive pulses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
在固体致动器（2）的放电过程中，检测使被加载有电能的固体致动器（2）放电的电流。根据电流低于在数值上预先给定的阈值，开关元件（6）从断开位置被切换到闭合位置，用于使固体致动器（2）短路，以通过开关元件（6）从固体致动器（2）取出电能。
Description
背景技术
关于布置在汽车中的内燃机的允许的有害物质排放的越来越严厉的法律规定要求采取各种措施，通过这些措施降低有害物质排放。在这种情况下，出发点是降低在空气/燃料混合物的燃烧过程期间产生的燃料排放。尤其是，煤烟的形成极大地与在内燃机的相应气缸中的空气/燃料混合物的制备（Aufbereitung）相关。为了实现非常好的混合物制备，越来越多地在非常高的压力下定量供给燃料。在柴油内燃机的情况下，燃料压力在2000巴以内。针对这样的应用，喷射阀越来越多地得以实现，其中固体致动器（Festkoerperaktuator）被构造为压电致动器。压电致动器的特点在于非常短的响应时间。这样的喷射阀以这种方式必要时适用于在内燃机的气缸的工作循环内重复定量供给燃料。
如果在主喷射之前进行一个或多个预喷射，则能够实现特别好的混合物制备，其中预喷射也称作引燃喷射（Piloteinspritzung），其中针对各个预喷射必要时要定量供给非常少的燃料量。喷射阀的精确控制尤其是对于这些情况非常重要。
在对喷射阀精确控制的背景下，压电致动器的充电和放电有重要的作用。尤其是在有意应用引燃喷射的情况下，压电致动器的快速充电和放电是极为重要的。
DE 10 2005 040 531 A1公开了一种具有电流源的控制设备，所述电流源被设置用于控制压电致动器，其中电流源可以与压电致动器耦合来使得该电流源可以使压电致动器放电，并且其中该控制设备具有用于给压电致动器充电和使压电致动器放电的功率输出级，该功率输出级与电流源电并联地来布置。
发明内容
本发明所基于的任务是提供一种用于控制固体致动器的方法和设备，借助该方法或借助该设备可以使固体致动器快速放电。
该任务通过独立权利要求的特征来解决。本发明的有利的扩展方案在从属权利要求中被表征。
本发明的特点在于一种用于控制固体致动器的方法和对应的设备。在固体致动器的放电过程期间，检测使加载有电能的固体致动器放电的电流。根据电流低于在数值上预先给定的阈值，开关元件从断开位置被切换到闭合位置，更确切地说用于使固体致动器短路，以通过开关元件从固体致动器取出电能。短路能够实现使固体致动器快速放电。为此，在数值上预先给定的阈值可以有助于有效地抵抗开关元件的过热。
根据有利的扩展方案，预先给定的阈值代表开关元件的在数值上预先给定的最大平均电流。由此，可以特别简单且精确地有助于开关元件在没有损伤的情况下运行。尤其是，可以简单地抵抗开关元件的热过载。
附图说明
在下文中借助示意性附图来阐述本发明的实施例。
图1示出了具有固体致动器、控制设备和开关元件的电路图，
图2示出了固体致动器的电压的分布，
图3示出了固体致动器的电流的分布，
图4示出了流程图。
相同构造或者功能的元件利用相同的附图标记来表征。
具体实施方式
图1示出了具有固体致动器2、用于控制固体致动器2的控制设备4以及开关元件6的示意图的电路图。
固体致动器2具有两个电端子并且例如可以被构造为压电致动器。控制设备4例如可以被构造为微控制器并且包括处理器8、程序存储器10以及数据存储器12。处理器8、程序存储器10和数据存储器12通过***总线14彼此电耦合，例如用于数据交换。同样，输出级16与***总线14电耦合，该输出级16可以通过***总线14来控制并且被构造用于给固体致动器2加载电能。输出级16例如可以被构造为功率输出级。为了测量电流I，输出级16与电流检测装置18电耦合。此外，控制设备4还包括接口20。
控制设备4通过接口20与开关元件6电耦合。控制设备4通过电流检测装置18与固体致动器2的一个电端子以及与开关元件6电耦合。不仅固体致动器2的另外的电端子而且开关元件6与参考电势22电耦合，该参考电势22可以是地电势。
开关元件6例如可以被构造为晶体管。晶体管可以通过由于大的电流导致的热生成而容易热过载。尤其是当开关元件6被构造为晶体管时，流经开关元件6的相对于时间平均的最大电流I优选地被预先给定来使得该电流适配于开关元件6的电流承载能力。通常可能的是，针对时间平均而预先给定的最大电流I可以在短的时间间隔内被超过，而不导致过热。
图2和3示出了电压U在充电过程tc和放电过程td期间关于时间t的分布和电流I在充电过程tc和放电过程td期间关于时间t的分布。
为了给固体致动器2加载电能，由输出级16在充电过程tc期间预先给定一个或多个电流脉冲，所述电流脉冲给固体致动器2充电。因此，在充电过程tc期间，在固体致动器2上的电压U升高。在充电过程tc与放电过程td之间的时间段内，在固体致动器2上的电压U近似恒定。在放电过程td期间，电能被从固体致动器2导出。放电过程td例如可以以无源方式（passiv）实现。在无源放电过程td的情况下，由在固体致动器2上的电压U得到使固体致动器2放电的电流I。
为了加速无源放电过程td，例如固体致动器2的两个电端子可以与参考电势22耦合。这例如可以借助开关元件6来实现，该开关元件6可以被控制设备4从断开位置切换到闭合位置。如果开关元件6处于闭合位置，则固体致动器2的两个电端子与参考电势22耦合，这也可以称作固体致动器2的短路。在时刻T_分流进行开关元件6从断开位置到闭合位置的切换。切换的时刻T_分流与预先给定的阈值Is相关，并且如果电流I的数值低于在数值上预先给定的阈值Is，那就出现切换的时刻T_分流。
在图2和3中示出了开关元件6从断开位置转换到其闭合位置以及开关元件6没有从断开位置转换到其闭合位置的放电过程td。图2中的虚线曲线代表针对如下情况的电压分布U：在该情况下，开关元件6保持在断开位置并且没有被切换到闭合位置。图3中虚线延续的电流分布I与此对应。图2中的电压U的实线延续的曲线或图3中的电流I的实线延续的曲线代表开关元件6在时刻T_分流被切换到其闭合位置的情况。如从图2和3中的虚线延续的曲线与实线延续的曲线的比较中容易看到的那样，借助开关元件6使放电过程td在短路的情况下在时间上比在没有短路的放电过程td的情况下更早地结束。
图4示出了具有用于借助控制设备4控制固体致动器2的方法步骤V1至V4的流程图。这些方法步骤V1至V4例如可以在控制设备4的程序中实现，该程序例如可以被存储在程序存储器10中。
该程序在第一步骤V1开始。在第一步骤V1期间，例如可以初始化变量。
一旦固体致动器2处于放电过程td，第二步骤V2就开始。借助电流检测装置18检测用来使固体致动器2放电的电流I。
在第三步骤V3，确定电流I何时低于在数值上预先给定的阈值Is。在电流I低于在数值上预先给定的阈值Is时，开关元件6借助控制设备4从断开位置被切换到闭合位置，使得固体致动器2被短路并且此后通过开关元件6放电。
在优选的实施形式中，阈值Is代表开关元件6的在数值上预先给定的最大平均电流I。然而，阈值Is例如也可以代表其他电子部件（例如输出级16中的电子部件）的在数值上预先给定的最大平均电流。在低于在数值上预先给定的最大平均电流的时刻T_分流，开关元件6从断开位置到闭合位置的切换能够实现固体致动器2的快速放电，而开关元件6或其他电子部件不受损伤。
该程序在第四步骤V4结束。
Claims (3)
1.一种用于控制固体致动器（2）的方法，其中，在固体致动器（2）的放电过程期间，
- 检测使被加载有电能的固体致动器（2）放电的电流（I），
- 根据电流（I）低于在数值上预先给定的阈值（Is），开关元件（6）从断开位置被切换到闭合位置，用于使固体致动器（2）短路，以通过开关元件（6）从固体致动器（2）取出电能，其中不仅固体致动器（2）的另外的电端子而且开关元件（6）与参考电势（22）电耦合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，预先给定的阈值（Is）代表开关元件（6）的在数值上预先给定的最大平均电流。
3.一种用于控制固体致动器（2）的设备，其被构造来：在固体致动器（2）的放电过程期间，
- 检测使被加载有电能的固体致动器（2）放电的电流（I），
- 根据电流（I）低于在数值上预先给定的阈值（Is），将开关元件（6）从断开位置切换到闭合位置，用于使固体致动器（2）短路，以通过开关元件（6）从固体致动器（2）取出电能，其中不仅固体致动器（2）的另外的电端子而且开关元件（6）与参考电势（22）电耦合。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008061586.2A DE102008061586B4 (de) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Festkörperaktuators |
| DE102008061586.2 | 2008-12-11 | ||
| PCT/EP2009/065772 WO2010066575A1 (de) | 2008-12-11 | 2009-11-24 | Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung eines festkörperaktuators |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102318099A CN102318099A (zh) | 2012-01-11 |
| CN102318099B true CN102318099B (zh) | 2015-05-27 |
Family
ID=41820501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200980156533.6A Expired - Fee Related CN102318099B (zh) | 2008-12-11 | 2009-11-24 | 控制固体致动器的方法和设备 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8766509B2 (zh) |
| CN (1) | CN102318099B (zh) |
| DE (1) | DE102008061586B4 (zh) |
| WO (1) | WO2010066575A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008061586B4 (de) | 2008-12-11 | 2015-08-20 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Festkörperaktuators |
| EP2662555A1 (en) | 2012-05-10 | 2013-11-13 | Continental Automotive GmbH | Method for monitoring an injection valve |
| US11073105B2 (en) | 2018-10-02 | 2021-07-27 | Rohr, Inc. | Acoustic torque box |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004029906A1 (de) * | 2004-06-21 | 2006-01-26 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Einspritzventils und Computerprogramm |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH065060B2 (ja) * | 1985-12-25 | 1994-01-19 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関用超音波式燃料微粒化装置の駆動回路 |
| WO1991017351A1 (en) * | 1990-05-08 | 1991-11-14 | Caterpillar Inc. | An apparatus for driving a piezoelectric actuator |
| JP3063755B1 (ja) * | 1999-04-08 | 2000-07-12 | 株式会社村田製作所 | 圧電トランスインバ―タ |
| WO2003067073A1 (de) * | 2002-02-07 | 2003-08-14 | Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur detektion von betriebszuständen einer pumpe-düse-einheit |
| JP4353781B2 (ja) * | 2003-02-27 | 2009-10-28 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | ピエゾアクチュエータ駆動回路 |
| EP1692383B1 (de) * | 2003-12-09 | 2010-11-10 | Continental Automotive GmbH | Betriebsverfahren für einen aktor eines einspritzventils |
| DE102004015002A1 (de) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnung zum Betreiben eines kapazitiven Stellgliedes |
| DE102005016279B4 (de) * | 2005-04-08 | 2018-09-13 | Continental Automotive Gmbh | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betätigen eines auf- und entladbaren, elektromechanischen Stellgliedes |
| DE102005040531A1 (de) | 2005-08-26 | 2007-03-22 | Siemens Ag | Stromquelle, Steuervorrichtung und Verfahren zum Betreiben der Steuervorrichtung |
| AT503441B1 (de) * | 2006-05-24 | 2007-10-15 | Steinbauer Electronics Dev Gmb | Vorrichtung zum ansteuern wenigstens eines piezoelektrischen stelltriebes einer einspritzdüse für eine brennkraftmaschine |
| JP5055050B2 (ja) * | 2006-10-10 | 2012-10-24 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関制御装置 |
| JP4434248B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2010-03-17 | 株式会社デンソー | ピエゾアクチュエータ駆動装置 |
| JP4526580B2 (ja) * | 2008-07-07 | 2010-08-18 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | ピエゾアクチュエータ駆動装置 |
| DE102008061586B4 (de) | 2008-12-11 | 2015-08-20 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Festkörperaktuators |
-
2008
- 2008-12-11 DE DE102008061586.2A patent/DE102008061586B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-11-24 US US13/133,700 patent/US8766509B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-11-24 CN CN200980156533.6A patent/CN102318099B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-11-24 WO PCT/EP2009/065772 patent/WO2010066575A1/de active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004029906A1 (de) * | 2004-06-21 | 2006-01-26 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Einspritzventils und Computerprogramm |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102008061586A1 (de) | 2010-06-17 |
| CN102318099A (zh) | 2012-01-11 |
| US8766509B2 (en) | 2014-07-01 |
| WO2010066575A1 (de) | 2010-06-17 |
| US20110279066A1 (en) | 2011-11-17 |
| DE102008061586B4 (de) | 2015-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10358047B2 (en) | Electric power storage system | |
| CN101162793B (zh) | 高压蓄能连接监测***以及方法 | |
| KR100973142B1 (ko) | 고용량 커패시터를 이용한 차량 전기부하의 전력보상장치 및 방법 | |
| JP5846259B2 (ja) | 車両用充電制御装置 | |
| RU2688930C2 (ru) | Устройство и способ управления зарядкой и разрядкой суперконденсаторов | |
| CN107968232A (zh) | 唤醒电路及电池管理*** | |
| RU2017127714A (ru) | Электрическая система транспортного средства | |
| KR101641762B1 (ko) | 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치 및 방법 | |
| US9800069B2 (en) | Linear current regulator for high voltage bus precharging | |
| CN201118236Y (zh) | 分段启动时序控制电路 | |
| CN104483614A (zh) | 一种预充电电阻耐久性试验方法及*** | |
| CN111315610B (zh) | 接触器控制***和用于控制接触器的方法 | |
| CN102318099B (zh) | 控制固体致动器的方法和设备 | |
| CN202759375U (zh) | 用于控制电源启动冲击电流、延长电源维持时间的电路拓扑结构 | |
| EP1079496A3 (en) | Abnormality detection apparatus for power supply circuit | |
| CN204532544U (zh) | 一种低温启动控制器 | |
| CN107070190B (zh) | 一种电源装置及其电容加热控制方法 | |
| CN114189006B (zh) | 应急启动电源及应急充电方法 | |
| CN102195265B (zh) | 机动车辆中的用电设备的电压尖峰保护装置和方法 | |
| CN111137150A (zh) | 充电控制方法和车载充电机 | |
| CN208723604U (zh) | 具有分级使用功能的电池管理*** | |
| CN209409969U (zh) | 一种主、副蓄电池组控制电路 | |
| KR20220036555A (ko) | 배터리 장치, 배터리 관리 시스템 및 프리차지 전류 측정 방법 | |
| CN204103762U (zh) | 车载直流变换器 | |
| CN106208657B (zh) | 一种浪涌抑制电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Hannover Applicant after: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GmbH Address before: Hannover Applicant before: Continental Automotive GmbH |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150527 Termination date: 20211124 |