DE19755669A1

DE19755669A1 - Antriebssystem für ein Solenoidventil

Info

Publication number: DE19755669A1
Application number: DE19755669A
Authority: DE
Inventors: Masuhiro Ohtsuka; Tsuneo Adachi
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 1998-07-16
Also published as: JP3616223B2; JPH10184973A; KR19980063942A; US5938172A; KR100256920B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Antriebssystem für ein Solenoidventil nach einem der Ansprüche 1, 8, 21, 27 bzw. 29, das ein Solenoidventil bei hoher Geschwin digkeit durch Anlegen einer hohen Spannung zu Beginn des Betreibens des Solenoid ventils betreibt bzw. antreibt.

Der Hochgeschwindigkeitsbetrieb eines Solenoidventils wird allgemein durch ein wohlbe kanntes Verfahren zum Anlegen einer hohen Spannung durchgeführt, die höher als die Leistungszufuhrspannung zu dem Solenoidventil über eine vorgeschriebene Zeitdauer an dem Anfangszustand des Solenoidventilbetriebs ist. Wie es durch die japanischen Offenle gungsschriften Nrn. Sho 63-34387 und Hei 6-26589 gelehrt wird, wird z. B. die hohe Spannung, die zu diesem Zweck verwendet wird, durch ein schrittweises Hochfahren der DC-Spannung erhalten, um eine Steuerschaltung mit einem Hochsetzunterbrecher bzw. -verstärker zu betreiben. Bei dieser Art von Antriebsvorrichtung für ein Solenoid ventil wird eine Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten des Stromes, der an das Solenoidventil angelegt wird, verwendet, um Einschalt-/Ausschaltstrom zu steuern, der an das Solenoidventil von dem Hochsetzunterbrecher bzw. -verstärker angelegt wird, und um die Zufuhr von Haltestrom zu dem Solenoidventil nach dem Hochspannungsbetrieb zu steuern. Aufgrund von Sicherheitsbetrachtungen wird eine Schalteinrichtung dieser Art im allgemeinen auf der Hochspannungsseite des Solenoidventils aufgebaut. Brauchbare Schalteinrichtungen umfassen den pnp-Transistor, den p-Kanal-Feldeffekttransistor (FET) und den n-Kanal-FET. Im Hinblick auf das Bedürfnis, den Energieverlust der Schaltein richtung zu minimieren, wird jedoch tatsächlich ein n-Kanal-FET verwendet, da er den kleinsten Verlust hat.

Die Verwendung eines n-Kanal-FET's auf der Hochspannungsseite des Solenoidventils erfordert im allgemeinen die Verwendung einer Gatebetriebsspannung von ungefähr 30 Volt, die höher als die Leistungszufuhrspannung ist. Da diese Gatebetriebsspannung höher als die Leistungszufuhrspannung ist, jedoch niedriger als die vorgenannte Hoch spannung, muß sie getrennt in der Antriebsvorrichtung bzw. Betriebsvorrichtung erzeugt werden. Die Gatebetriebsspannung kann erhalten werden, indem sie z. B. durch die Verwendung einer getrennt vorgesehenen Hochschaltschaltung erzeugt wird, die aus schließlich für diesen Zweck verwendet wird oder sie durch die Verwendung einer Schaltung zum Herunterspannen sichergestellt wird, die einen Widerstand und eine Spannungsregeldiode aufweist, die auf der Ausgangsseite der Spannungshochschalt schaltung aufgebaut ist, um die Hochspannung zu erzeugen. Die zuerst genannte An ordnung steigert die Kosten aufgrund der zusätzlich erforderlichen Schaltung. Die letztere Anordnung ist einfach bezüglich der Schaltung, erhöht jedoch den Energieverlust, da die Hochspannungsenergie, die in dem Kondensator der Hochschaltschaltung zur Erzeugung der hohen Spannung gespeichert wird, konstant durch die die Reduktionsschaltung bzw. Schaltung zum Herunterspannen verbraucht wird. Eine Spannung von ungefähr 30 Volt wird auch für andere Zwecke häufig benötigt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Antriebssystem für ein Solenoidventil bereit zustellen, das die voranstehenden Probleme des Standes der Technik soweit als möglich bewältigt.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Betriebssystem bzw. Antriebssystem für ein Solenoidventil bereitzustellen, das eine hohe Spannung, die für den anfänglichen Hochspannungsbetrieb eines Solenoidventils benötigt wird, und eine hohe Spannung, die niedriger als diese Spannung ist und höher als die Leistungszufuhrspannung ist, ohne die Schaltungsgröße zu steigern, effektiv erzeugt.

Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Antriebssystem für ein Solenoidventil bereitzustellen, das eine Hochspannung, die für einen anfänglichen Hochspannungsbetrieb eines Solenoidventils benötigt wird, und eine Hochspannung, um eine Schalteinrichtung, die auf der Hochspannungsseite des Solenoidventils ist, zum Ein-/Ausschalten der ersten besagten Hochspannung für das Solenoidventil zu steuern, wirksam erzeugt, ohne die Schaltungsgröße zu steigern.

Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem für ein Solenoidventil bereitzustellen, das eine Hochspannungsausgangsschaltung enthält, um eine Hochspannung zu erzeugen, die verwendet wird, um ein Solenoidventil bei hoher Ge schwindigkeit in dem anfänglichen Betriebszustand zu betreiben, und die Hochspannungs ausgangsschaltung verwendet, um eine hohe DC-Spannung zu erzeugen, die niedriger als die erste besagte Hochspannung und höher als die Leistungszufuhrspannung ist.

Um die voranstehenden Aufgaben wenigstens teilweise zu lösen, werden Betriebs- bzw. Antriebssysteme für ein Solenoidventil nach einem der Ansprüche 1, 8, 27 bzw. 29 einzeln bzw. in Kombination vorgeschlagen. Zweckmäßige Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die gemäß der Erfindung zu erzielenden Vorteile beruhen darauf, daß diese Erfindung ein Betriebs- bzw. Antriebssystem für ein Solenoidventil bereitstellt, die eine Hochschalt- bzw. Hochstufschaltung hat, die eine Hochschaltspule, eine Schalteinrichtung zum Stromunterbrechen bzw. -verstärken und einen ersten Kondensator enthält, der eine hohe Spannung in der Hochschaltspule durch einen Ein-/Ausschaltbetrieb der Schalteinrichtung erzeugt, um Strom zu unterbrechen bzw. zu verstärken, der der Hochschaltspule von einer Niederspannungsleistungsquelle zugeführt wird, und die hohe Spannung in dem ersten Kondensator speichert, wobei die hohe Spannung, die in dem ersten Kondensator gespeichert ist, an ein Solenoidventil über eine vorgeschriebene Zeitdauer bei einem Anfangszustand des Solenoidventilbetriebs angelegt wird, um das Solenoidventil bei hoher Geschwindigkeit zu betreiben, wobei das Antriebssystem für das Solenoidventil folgende Merkmale aufweist: einen zweiten Kondensator, eine Schalteinrichtung, um die Zufuhr von einer Hochspannungsenergie zu steuern, die in der Hochschaltspule für den zweiten Kondensator erzeugt wird, eine Unterscheidungseinrichtung, um zu unterscheiden, ob eine Ladespannung des zweiten Kondensators einen vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht, und eine Steuereinrichtung, die auf die Unterscheidungseinrichtung anspricht, um die Schalteinrichtung nur eingeschaltet zu halten, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators den vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat.

Die Unterscheidungseinrichtung unterscheidet den Pegel der Ladespannung, die in dem zweiten Kondensator gespeichert ist, und die Schalteinrichtung wird durch die Steuerein richtung in bezug auf das Ein- und Ausschalten gemäß dem Ergebnis der Unterscheidung durch die Unterscheidungseinrichtung gesteuert, um so den zweiten Kondensator mit einer Hochspannungsenergie zu laden, die von der Hochschalt- bzw. Hochstufschaltung, wie erforderlich, erhalten wird. Eine Spannung des erforderlichen Pegels kann deshalb von dem zweiten Kondensator erhalten werden. Die Hochspannung, die in den zweiten Kondensator in der voranstehenden Weise geladen wird, kann z. B. verwendet werden, um eine Ein-/Ausschaltsteuerspannung für eine Schalteinrichtung zu erzeugen, die die Anwendung der Hochspannung steuert, die in dem ersten Kondensator zu dem Solenoid ventil gespeichert ist.

Es ist ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung, ein Antriebssystem für ein Solenoidventil bereitzustellen, das eine Hochschalt- bzw. Hochstufspule, eine Schalteinrichtung zum Unterbrechungsschalten bzw. Verstärkungsschalten und einen ersten Kondensator enthält, der eine Hochspannung in der Hochschaltspule erzeugt, indem die Schalteinrichtung in einem Ein-/Ausschaltmodus betrieben wird, um den Strom zu unterbrechen bzw. zu verstärken, der zu der Hochschaltspule von einer Niederspannungsleistungszufuhr zu geführt wird und die Hochspannung in dem ersten Kondensator speichert, wobei die Hochspannung, die in dem ersten Kondensator gespeichert ist, an ein Solenoidventil über eine vorgeschriebene Zeitdauer zu einem Anfangszustand bzw. in ein Anfangsstadium des Solenoidventilbetriebes angelegt wird, um das Solenoidventil bei hoher Geschwindigkeit zu betreiben, wobei das Solenoidventil-Antriebssystem aufweist: einen zweiten Kondensa tor, eine Schalteinrichtung, um die Zufuhr einer Hochspannungsenergie zu steuern, die durch die Hochschaltspule zu dem zweiten Kondensator erzeugt wird, eine erste Unter scheidungseinrichtung, um zu unterscheiden, ob eine Ladespannung des ersten Kondensa tors einen ersten vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht, eine zweite Unter scheidungseinrichtung, um zu unterscheiden, ob eine Ladespannung des zweiten Konden sators einen zweiten vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht, und eine Ladesteuer einrichtung, die auf die erste und die zweite Unterscheidungseinrichtung anspricht, um die Schalteinrichtung in einem Ein-/Ausbetrieb zu betreiben, um Strom zu unterbrechen bzw. zu verstärken, wenn die Ladespannung von zumindest einem des ersten und des zweiten Kondensators den vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat, und um ferner die Schalteinrichtung eingeschaltet zu halten, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensa tors den vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat.

Wenn die erste und die zweite Unterscheidungseinrichtung herausfinden, daß zumindest eine unter der Ladespannung des ersten Kondensators und der Ladespannung des zweiten Kondensators den vorgeschriebenen Pegel, der dafür eingestellt ist, nicht erreicht hat, erwidert die Ladesteuereinrichtung, indem der Ein-/Ausbetrieb der Schalteinrichtung für die Stromunterbrechung ermöglicht wird, um die Erzeugung einer hohen Spannung in der Hochschaltspule zu ermöglichen bzw. freizugeben. Wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators unterhalb des zweiten vorgeschriebenen Pegels aufgefunden wird, läßt die Ladesteuereinrichtung die Schalteinrichtung eingeschaltet.

Wenn deshalb die Ladespannung des ersten Kondensators den ersten vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat, veranlaßt die Schalteinrichtung für die Stromunterbrechung den Ein-/Ausbetrieb, um den ersten Kondensator zu laden, bis dessen Ladespannung den ersten vorgeschriebenen Pegel erreicht. Wenn die Ladespannung des zweiten Kondensa tors den zweiten vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat, veranlaßt die Schaltein richtung für die Stromunterbrechung den Ein-/Ausbetrieb und die Schalteinrichtung wird zusätzlich eingeschaltet gelassen, um den zweiten Kondensator zu laden. Wenn die Ladespannung des ersten Kondensators die gleiche wie die Ladespannung des zweiten Kondensators zu dieser Zeit ist oder geringer als diese ist, wird die Aufladung des ersten Kondensators gleichzeitig bewirkt. Wenn die Ladespannung des ersten Kondensators höher ist als die Ladespannung des zweiten Kondensators, wird nur der zweite Kondensa tor geladen. Sobald die Ladespannung des zweiten Kondensators den zweiten vorgeschrie benen Pegel erreicht, schaltet die Schalteinrichtung aus. Falls die Ladespannung des ersten Kondensators den ersten vorgeschriebenen Pegel zu dieser Zeit erreicht hat, wird der An-/Ausbetrieb der Schalteinrichtung zur Stromunterbrechung angehalten bzw. beendet.

Obwohl die Erfindung im folgenden unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungs formen beschrieben wird, die aus diskreten Bestandteilen zusammengesetzt sind, können eine Anzahl oder sämtliche Bestandteile, die die Erfindung umfaßt, statt dessen durch die Ausführung eines vorgeschriebenen Programms mit einem Mikroprozessor bzw. Mikro computer in die Tat umgesetzt werden.

Nachfolgend werden die Darstellungen kurz erörtert, in denen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung ist, die ein Solenoidventil-Antriebssystem zeigt, das eine Ausführungsform der Erfindung ist.

Fig. 2 eine im einzelnen wiedergegebene Schaltungsdarstellung der Spannungserzeu gungsschaltung ist, die in Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 3 eine Darstellung ist, die Wellenformen von Signalen an verschiedenen Abschnitten der Spannungserzeugungsschaltung zeigt, die in Fig. 2 abgebildet ist, um deren Betrieb zu erläutern.

Fig. 4 eine im einzelnen wiedergegebene Schaltungsdarstellung einer Abwandlung der Spannungserzeugungsschaltung ist, die in Fig. 2 gezeigt ist.

Fig. 5 eine Darstellung ist, die Wellenformen von Signalen an verschiedenen Abschnitten der Spannungserzeugungsschaltung ist, die in Fig. 4 gezeigt ist, um deren Betrieb zu erklären.

Fig. 6 eine im einzelnen wiedergegebene Schaltungsdarstellung ist, die einen anderen Aufbau der Spannungserzeugungsschaltung, die in Fig. 1 gezeigt ist, zeigt.

Fig. 7 eine im einzelnen wiedergegebene Schaltungsdarstellung der Spannungserzeu gungsschaltung ist, die in Fig. 6 gezeigt ist.

Die Fig. 1 ist eine schematische Blockdarstellung, die ein Solenoidventil-Antriebssystem 1 zeigt, das eine Ausführungsform nach der Erfindung darstellt. Das Solenoidventil- Antriebssystem 1 ist aufgebaut, um ein Solenoidventil 2 mit hoher Geschwindigkeit zu betreiben, indem zuerst eine hohe Spannung an die Solenoidspule 2A des Solenoidventils 2 über eine vorbestimmte Zeitdauer zu einem Anfangsstadium des Betriebs des Solenoid ventils 2 angelegt wird, und danach wird ein Betriebsaufrechterhaltungsstrom durch die Solenoidspule 2A hindurchgeleitet. In der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 3 eine Batterie, die als eine Niederspannungsenergie- bzw. Leistungsquelle dient, 4 eine Span nungserzeugungsschaltung, die die Ausgangsspannung VB der Batterie 3 auf eine erste Hochspannung VH von ungefähr 100 bis 200 Volt zum anfänglichen Antreiben des Solenoidventils 2 und eine zweite Hochspannung VF von ungefähr 30 Volt hochschaltet bzw. hochstuft, die eine Spannung ist, die niedriger als die erste Hochspannung VH und größer als die Ausgangsspannung VB ist, um die Gates der n-Kanal-FETs 6 und 7 zu betreiben, wie es später erläutert wird, und 5 eine Stromzufuhrschaltung, die einen Betriebsaufrechterhaltungsstrom zu der Solenoidspule 2A des Solenoidventils 2 zuführt.

Die erste Hochspannung VH von der Spannungserzeugungsschaltung 4 wird an die Solenoidspule 2A des Solenoidventils 2 über den n-Kanal-FET 6 angelegt und der Betriebsaufrechterhaltungsstrom von der Stromzufuhrschaltung 5 wird der Solenoidspule 2A des Solenoidventils 2 über den n-Kanal-FET 7 zugeführt. Das Bezugszeichen 8 benennt eine Rückstromverhinderungsdiode. Sie verhindert, daß zu der Stromzufuhr schaltung 5 Strom fließt, wenn die erste Hochspannung VH an die Solenoidspule 2A des Solenoidventils 2 angelegt wird.

Die Gates 6G und 7G der n-Kanal-FETs 6 und 7 sind an die Antriebsschaltungen 100 und 200 angeschlossen, die den Einschalt-/Ausschaltbetrieb für die n-Kanal-FETs 6 und 7 in Reaktion auf das erste und das zweite Antriebssteuersignal DS1 und DS2 von einer Steuerschaltung 9 durchführen. Die Antriebsschaltung 100 weist einen Transistor 102 vom npn-Typ auf. Das erste Antriebssteuersignal DS1 wird an die Basis des Transistors 102 vom npn-Typ über einen Widerstand 101 angelegt und die zweite Hochspannung VS wird an dessen Emitter über einen Widerstand 103 angelegt. Die zweite Hochspannung VS wird an die Basis des Transistors 102 vom npn-Typ über einen Widerstand 104 angelegt. Der Kollektor des Transistors 102 vom npn-Typ wird an das Gate 6G des n-Kanal-FET's 6 über einen Widerstand 105 und an die Source des n-Kanal-FET's 6 über einen Widerstand 106 angelegt.

Die Antriebsschaltung 100, die auf der Seite des Gates 6G des n-Kanal-FET's 6 vor gesehen ist, verwendet folglich den Transistor 102 vom npn-Typ als eine Schaltein richtung. Insbesondere wird der Transistor 102 vom npn-Typ durch die zweite Hoch spannung VF von beachtlich höherem Pegel als die Ausgangsspannung VB der Batterie 3 angetrieben und wird in Reaktion auf das erste Antriebssteuersignal DS1 ein- und ausgeschaltet, wodurch die hohe Spannung an das Gatter 6G angelegt wird, um eine Einschalt-/Ausschaltsteuerung für den n-Kanal-FET 6 durchzuführen. Die Zufuhr des Stromes zu der Solenoidspule 2A kann deshalb auf der Hochspannungsseite des Solenoid ventils 2 gesteuert ein- und ausgeschaltet werden, während die Verwendung des n-Kanal- FET's 6 Energie bzw. Leistungsverluste minimiert.

Dem Gate 7G des n-Kanal-FET's 7 wird die zweite Hochspannung VF zugeführt und die Antriebsschaltung 200 wird zum Ein- und Ausschalten des n-Kanal-FET's 7 in Reaktion auf das zweite Antriebssteuersignal DS2 angeschlossen. Die Antriebsschaltung 200 weist den gleichen Aufbau wie die Antriebsschaltung 100 auf. Die frühere Erläuterung der Antriebsschaltung 100 gilt deshalb auch für die Antriebsschaltung 200, ausgenommen, daß die Bezugszeichen der Bestandteile der Antriebsschaltung 200 um 100 größer sind. Der n-Kanal-FET 7 wird durch Hochspannung bezüglich des Einschaltens/Ausschaltens gesteuert, die an sein Gate 7G durch die Antriebsschaltung 200 angelegt wird, um dadurch den Haltestrom von der Stromzufuhrschaltung 5 mit geringerem Energieverlust mittels Ein-/Ausschalten zu steuern.

In dem anfänglichen Stadium des Betriebs des Solenoidventils 2 arbeitet die Antriebs schaltung 100 in Reaktion auf das erste Antriebssteuersignal DS1, um den n-Kanal-FET 6 über eine vorgeschriebene Zeitdauer einzuschalten, wodurch die erste Hochspannung VH an die Solenoidspule 2A des Solenoidventils 2 über die vorgeschriebene Zeitdauer angelegt wird. Als nächstes wird die Antriebsschaltung 200 in Reaktion auf das zweite Antriebssteuersignal DS2 betrieben, um den n-Kanal-FET 7 einzuschalten, wodurch der Betriebsaufrechterhaltungsstrom von der Stromzufuhrschaltung 5 der Solenoidspule 2A des Solenoidventils 2 zugeführt wird. Da der Aufbau der Steuereinheit 9 zum Einschalt- /Ausschaltsteuern des n-Kanal-FET's 6, 7 wohlbekannt ist, erfordert die im einzelnen wiedergegebene Schaltung der Steuereinheit 9 keine Illustration oder Erläuterung.

Die Fig. 2 ist ein im einzelnen wiedergegebenes Schaltungsdiagramm der Spannungs erzeugungsschaltung 4. Die Spannungserzeugungsschaltung 4 weist eine Hochschalt schaltung 10 auf, um die Ausgangsspannung VB der Batterie 3, der Niederspannungs leistungszufuhr, hochzuschalten. Die Hochschaltschaltung 10 umfaßt einen herkömm lichen Schaltungsaufbau, der eine Hochschaltspule 11 und einen Schalttransistor 12 aufweist, der als eine Schalteinrichtung zum Unterbrechen von Strom bzw. Verstärken von Strom dient, der von der Batterie 3 der Hochschaltspule 11 zugeführt wird, wodurch eine Hochspannung VM in der Hochschaltspule 11 erzeugt wird. Die Hochspannung VM lädt einen ersten Kondensator 14 über eine einen Rückstrom verhindernde Diode 15. Der Schalttransistor 12 wird ein-/ausschaltgesteuert durch eine Steuerschaltung 13 mit einem herkömmlichen Aufbau, die die Anschlußspannung des ersten Kondensators 14 empfängt, der durch die hohe Spannung VM als Rückkopplung geladen wird und die Einschalt- /Ausschaltsteuerung des Schalttransistors 12 unterbricht, wenn die Anschlußspannung des ersten Kondensators 14 einen vorgeschriebenen Wert erreicht. Die erforderliche erste Hochspannung VH wird folglich in dem ersten Kondensator 14 der ersten Hochschalt schaltung 10 der voranstehenden Konfiguration gespeichert, um die erste Hochspannung VH von einem ersten Ausgangsanschluß 16 verfügbar zu machen.

Die Spannungserzeugungsschaltung 4 wird ferner mit einer Ergänzungsschaltung 20 versehen, die die hohe Spannung VM verwendet, die in der Hochschaltspule 11 der Hochschaltschaltung 10 erzeugt wird, um die zweite hohe Spannung VF zum Antreiben der Gates der n-Kanal-FETs 6, 7 zu erzeugen (Fig. 1). Die Ergänzungsschaltung 20 weist auf, einen zweiten Kondensator 21 zum Speichern der zweiten hohen Spannung VF zum Betreiben des n-Kanal-FET's, die unter Verwendung der hohen Spannung VM erzeugt wird, die in der Hochschaltspule 11 erzeugt worden ist, einen Schalttransistor 22, der als eine Schalteinrichtung zum Ein-/Ausschaltsteuern der hohen Spannung VM dient, die in der Hochschaltspule 11 für den zweiten Kondensator 21 erzeugt wird, eine Unterschei dungseinrichtung 23, um zu unterscheiden, ob die Anschlußspannung des zweiten Kon densators 21 den erforderlichen Spannungspegel erreicht hat oder nicht, und eine Schalt steuerschaltung 24, die auf die Unterscheidungseinrichtung 23 reagiert, um den Schalt transistor 22 nur eingeschaltet zu halten, wenn die Anschlußspannung des zweiten Kondensators 21 den erforderlichen Spannungspegel nicht erreicht hat.

Ein Anschluß des zweiten Kondensators 21 ist an einen zweiten Ausgangsanschluß 25 angeschlossen und dessen anderer Anschluß ist an ein Erdpotential bzw. die Erde an geschlossen. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Drain-Source-Schaltung des Schalttransistors 22 und eine Diode 17 zur Verhinderung eines Rück- bzw. Umkehrstromes in Reihe bzw. in Serie zwischen dem einen Anschluß des zweiten Kondensators 21 und dem Anschluß punkt zwischen der Ausgangsseite der Hochschaltspule 11 und der Anode der Diode 15 zur Verhinderung eines Rück- bzw. Umkehrstromes angeschlossen. Die Schaltsteuer schaltung 24 zum Ein-/Ausschaltsteuern des Schalttransistors 22 weist Widerstände 26 bis 29, eine Diode 30, eine Spannungsregeldiode 31 und einen Transistor 32 auf, die in der gezeigten Weise angeschlossen sind.

Die Unterscheidungseinrichtung 23 weist Widerstände 33 und 34 auf, um die Spannung, die zwischen dem zweiten Ausgangsanschluß 25 und Erde erzeugt wird, d. h. die Lade spannung des zweiten Kondensators 21, zu teilen, Widerstände 35 und 36, um eine vorgeschriebene stabilisierte niedrige Spannung VC zu teilen, um eine Bezugsspannung zu erzeugen, und einen Spannungskomparator 37 auf, um die Pegel der durch die Wider stände 33, 34 geteilten Spannung und der Bezugsspannung zu vergleichen. Die Unter scheidungseinrichtung 23 weist ferner einen Pull-Up-Widerstand 38 und einen Rückkopp lungswiderstand 39 auf. Der Ausgang des Spannungskomparators 37 ist an die Basis eines Transistors 40 angeschlossen, dessen Emitter an Erde angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 40 ist an einen Anschluß des Widerstandes 27 angeschlossen. Wenn deshalb die Ladespannung des zweiten Kondensators 21, d. h. der Pegel der zweiten Hochspannung VF, an dem zweiten Ausgangsanschluß 25, auf den Punkt abfällt, an dem der Spannungspegel an dem negativen Eingangsanschluß des Spannungskomparators 37 unter den Pegel der Bezugsspannung fällt, wird der Ausgang des Spannungskomparators 37 hochpegelig, um den Transistor 40 einzuschalten.

Da der Kollektor des Transistors 40 an den ersten Ausgangsanschluß 16 der Hochschalt schaltung 10 über die Widerstände 26 und 27 angeschlossen ist, ist der Transistor 32 eingeschaltet, wenn der Transistor 40 eingeschaltet wird, und deshalb wird der Schalt transistor 22 leitend.

Der Pegel der Bezugsspannung, die an den positiven Eingangsanschluß des Spannungs komparators 37 angelegt wird, wird eingestellt, um zu dem Pegel der geteilten Spannung gleich zu sein, der durch die Widerstände 33, 34 erzeugt wird, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators 21, d. h. die zweite Hochspannung VF, an dem zweiten Ausgangsanschluß 25, bei einem vorgeschriebenen Pegel ist. Wenn die zweite Hoch spannung VF über den vorgeschriebenen Pegel ansteigt, schaltet deshalb der Transistor 40 aus, so daß der Transistor 32 ausschaltet, wodurch der Schalttransistor 22 nichtleitend wird.

Der Betrieb der Spannungserzeugungsschaltung 4, die in Fig. 2 gezeigt ist, wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3F erklärt.

Wenn die Steuerschaltung 13 den Schalttransistor 12 in den Einschalt-/Ausschaltbetrieb zur Zeit T1, wie in Fig. 3A gezeigt, bringt, wird eine pulsartige Hochspannung in die Hochschaltspule 11 in Reaktion auf den Einschalt-/Ausschaltbetrieb induziert, die an einem Ausgangsanschluß 11A der Hochschaltspule 11 als die Hochspannung VM (Fig. 3B) erscheint.

Da die Hochspannung VM an den ersten Kondensator 14 über die Diode 15 angelegt wird, wird der erste Kondensator 14 fortschreitend geladen, so daß der Pegel der ersten Hochspannung VH, die an dem ersten Ausgangsanschluß 16 verfügbar ist, über die Zeit ansteigt, um sich eventuell bei einem vorgeschriebenen Pegel zu stabilisieren.

Da andererseits zur Zeit T1 die Anschlußspannung des zweiten Kondensators 21, d. h. die zweite Hochspannung VF, niedriger als der vorgeschriebene Pegel (30 Volt bei dieser Ausführungsform) ist, wird der Transistor 40 der Unterscheidungseinrichtung 23 einge schaltet (Fig. 3D), um den Transistor 32 der Schaltsteuerschaltung 24 (Fig. 3E) ein zuschalten und bringt den Schalttransistor 22 in den leitenden Zustand (eingeschalteter Zustand) (Fig. 3F). Da der zweite Kondensator 21 deshalb durch das Anlegen der Hochspannung VM daran geladen wird, steigt der Pegel der zweiten Hochspannung VF über die Zeit, wie es in Fig. 3C gezeigt ist. Wenn der Pegel der zweiten Hochspannung VF den vorgeschriebenen Pegel von 30 Volt zur Zeit T2 erreicht, schaltet der Transistor 40 die Unterscheidungseinrichtung 23 aus, um den Schalttransistor 22 in den nicht leitenden (Aus-)Zustand zu bringen und beendet das Laden des zweiten Kondensators 21 durch die Hochspannung VM. Die Diode 15 zur Verhinderung des Rückstromes verhin dert, daß die in dem ersten Kondensator 14 gespeicherte Ladung zu dem zweiten Konden sator 21 während des Ladebetriebs des zweiten Kondensators gelangt. Der zweite Kon densator 21 wird unveränderlich durch die Hochschaltschaltung 10 zu der Zeit geladen, zu der Energie zum ersten Mal an das Solenoidventil-Antriebssystem 1 angelegt wird, weil die erste Hochspannung VH näherungsweise beim Einschalten Null beträgt.

Da das Solenoidventil-Antriebssystem ausgelegt ist, um den zweiten Kondensator 21 durch Verwendung der Hochschaltspule 11 und des Schalttransistors 12 der Hochschalt schaltung 10 zu laden, kann die zweite Hochspannung VF ohne die Kosten der Schaltung großartig zu erhöhen, sichergestellt werden. Die erforderlichen Hochspannungen können deshalb mit einer Schaltung erhalten werden die kompakt und preisgünstig ist. Die zweite Hochspannung VF kann nicht nur zu dem Zweck, der in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet werden, sondern auch, um andere Schalteinrichtungen (nicht gezeigt) zu betreiben bzw. anzutreiben, die eine vergleichsweise hohe Betriebsspannung benötigen. Die zweite Hochspannung VF mit dem erforderlichen Pegel kann mit hoher Wirksamkeit erhalten werden, da das Laden des zweiten Kondensators 21 nur, falls erforderlich, bewirkt wird.

Die Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet den Schalt transistor 22 als die Schalteinrichtung, um das Laden des zweiten Kondensators 21 zu steuern. Die Schaltung kann jedoch ferner durch Ersetzen des Schalttransistors 22 durch eine Schalteinrichtung vom selbsterhaltenden Typ vereinfacht werden, insbesondere durch eine siliziumgesteuerte Gleichrichtungseinrichtung (Thyristor).

Die Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen wesentlichen Abschnitt einer anderen Ausführungsform des Solenoidventil-Antriebssystems gemäß der Erfindung zeigt, in der eine Thyristoreinrichtung verwendet wird, um den Ladestrom zu steuern, der dem zweiten Kondensator 21 zugeführt wird. Wie in Fig. 4 gezeigt, unterscheidet sich die Spannungserzeugungsschaltung 400 von dieser Ausführungsform des Solenoidventil- Antriebssystems von der Spannungserzeugungsschaltung 4, die in Fig. 2 gezeigt ist, nur in den Punkten, daß der Schalttransistor 22 durch einen Thyristor 51 ersetzt ist, wobei eine Parallelschaltung eines Widerstandes 52 und eines Kondensators 53 zwischen der Kathode und dem Gate des Thyristors 51 vorgesehen ist, und der Kollektor des Transi stors 32 ist an das Gate des Thyristors 51 über die Diode 30 und einen Widerstand 54 angeschlossen. Abschnitte in Fig. 4, die jenen in Fig. 2 entsprechen, sind den gleichen Bezugszeichen wie jenen in Fig. 2 zugeordnet und werden nicht wieder erläutert.

Der Betrieb der Spannungserzeugungsschaltung 400, die in Fig. 4 gezeigt ist, wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 5F erklärt. Wenn die Steuerschaltung 13 den Schalttransistor 12 in den Einschalt-/Ausschaltbetrieb zur Zeit TA (Fig. 5A) bringt, wird die pulsartige Hochspannung VM, die an dem Ausgangsanschluß 11A der Hochschalts pule 11 (Fig. 5B) erscheint, an dem ersten Kondensator 14 über die Diode 15 angelegt, wodurch der erste Kondensator 14 geladen wird, um die erforderliche erste Hochspan nung VH an dem ersten Ausgangsanschluß 16 verfügbar zu machen.

Da zur Zeit TA die Anschlußspannung des zweiten Kondensators 21, d. h. der zweiten Hochspannung VF, niedriger als der vorgeschriebene Pegel von 30 Volt ist, schaltet der Transistor 40 die Unterscheidungseinrichtung 23 ein (Fig. 5D), um den Transistor 32 der Schaltsteuerschaltung 24 (Fig. 5E) einzuschalten. Die erste Hochspannung VH wird deshalb an das Gate des Thyristors 51 über den Transistor 32, die Diode 30 und den Widerstand 54 angelegt. Jedoch bleibt der Thyristor 51 ausgeschaltet, da das Anodenpo tential des Thyristors 51 noch im wesentlichen beim Erdpotential bzw. -pegel zur Zeit TA ist. Der Pegel der Hochspannung VM steigt abrupt zur Zeit TB an. Da die Hochspannung VM an die Anode des Thyristors 51 angelegt wird, schaltet sich der Thyristor 51 nun ein. Da der zweite Kondensator 21 deshalb durch das Anlegen der Hochspannung VM daran über den Thyristor 51 geladen wird, steigt dessen Ladespannung graduell (Fig. 5C). Wenn der Pegel der Hochspannung VM auf den Erdpegel zur Zeit TC zurückkehrt, schaltet sich der Thyristor 51 aus und das Laden des zweiten Kondensators 21 ist been det.

Auf die gleiche Weise schaltet der Thyristor 51 danach wiederholt in Reaktion auf die Änderung des Pegels der Hochspannung VM ein und aus, um ein intermittierendes Laden des zweiten Kondensators 21 zu verursachen. Das Laden des zweiten Kondensators 21 wird folglich fortgesetzt bis der vorgeschriebene Pegel der zweiten Hochspannung VF (30 Volt) zur Zeit TX erreicht ist, währenddessen der Transistor 40 der Unterscheidungsein richtung 23 ausgeschaltet wird bzw. ist und der Transistor 32 gleichzeitig ausschaltet. Da der Pegel der Hochspannung VM bis jetzt zu diesem Zeitpunkt nicht auf Null gefallen ist, bleibt der Thyristor 51 jedoch eingeschaltet. Wenn der Pegel der Hochspannung VM zu dem Zeitpunkt TY Null erreicht, schaltet der Thyristor 51 aus, um das Laden des zweiten Kondensators 21 durch die Hochspannung VM zu unterbrechen. Die Verwendung des Thyristors 51 läßt die Diode 17 nach Fig. 2 folglich überflüssig werden. Der zweite Kondensator 21 wird unveränderlich durch die Hochschaltschaltung 10 zu der Zeit geladen, zu der zuerst Leistung bzw. Energie zu dem Solenoidventil-Antriebssystem 1 zugeführt wird, weil die erste Hochspannung VH im eingeschalteten Zustand beim Pegel Null ist.

Die Fig. 6 zeigt eine andere Konfiguration der Spannungserzeugungsschaltung des Solenoidventil-Antriebssystems 1 nach Fig. 1 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Diese Spannungserzeugungsschaltung 60 weist eine Hochschaltschaltung 62 zum Hochschalten der Ausgangsspannung VB der Batterie 3 auf die erste Hochspannung VH auf. Die Hochschaltschaltung 62 weist im wesentlichen die gleiche Konfiguration auf, wie die in Fig. 2 gezeigt Hochschaltschaltung 10. Bestandteile bzw. Abschnitte der Hochschaltschaltung 62 nach Fig. 6, die auf jene der Hochschaltschaltung 10 ansprechen, sind deshalb den gleichen Bezugssymbolen zugeordnet, wie jene der Hochschaltschaltung 10 und werden deshalb nicht wieder erläutert. In der Spannungserzeugungsschaltung 60 nach Fig. 6 ist ein Widerstand 64 zwischen die Batterie 3 und die Hochschaltschaltung 62 eingesetzt und der Schalttransistor 12 wird bezüglich des Ein-/Ausschaltens auf der Grundlage eines ersten Ladesteuersignals CS1 von einem Ladesteuerabschnitt 63 gesteu ert, der die Spannung empfängt, die über den Widerstand 64 als Rückkopplung entwickelt wird.

Die Hochspannung VM, die an dem Ausgangsanschluß 11a der Hochschaltspule 11 erscheint, wird verwendet, um die zweite Hochspannung VF für die Zufuhr zu den Antriebsschaltungen 100, 200 herzustellen, um die n-Kanal-FETs 6, 7 nach Fig. 1 zu betreiben bzw. anzutreiben, die an dem zweiten Ausgangsanschluß 25 verfügbar ist. Dafür ist der zweite Kondensator 21 zwischen dem zweiten Ausgangsanschluß 25 und der Erde angeschlossen. Um das Aniegen der Hochspannung VM an den Ausgangsanschluß 11A der Hochschaltspule 11 des zweiten Kondensators 21 zu steuern, sind die Diode 17 und der Schalttransistor 22 in Serie zwischen dem Ausgangsanschluß 11A und dem zweiten Ausgangsanschluß 25 ähnlich dem Schaltungsaufbau nach Fig. 2 angeschlossen. Das Bezugssymbol 29 bezeichnet einen Widerstand und 31 eine Diode zur Spannungs regelung. Der Schalttransistor 22 wird bezüglich des Ein-/Ausschaltens durch ein zweites Steuersignal CS2 von dem Ladesteuerabschnitt 63 gesteuert.

Der Ladesteuerabschnitt 63 empfängt die erste Hochspannung VH und die zweite Hoch spannung VF erscheint an dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluß 16 und 25 als Eingänge und unterscheidet, ob sie die jeweiligen vorgeschriebenen ersten und zweiten Pegel erreicht haben oder nicht. Wenn die Ladespannung von nur einem des ersten Kondensators 14 und des zweiten Kondensators 21 seinen vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat, gibt der Ladesteuerabschnitt 63 das erste Ladesteuersignal CS1 zum Ein- /Ausschaltsteuern des Schalttransistors 12 zum Gate des Schalttransistors 12 aus. Das erste Ladesteuersignal CS1 ist ein Pulssignal mit einer Signalwellenform, die dem in Fig. 3A gezeigten entspricht. Der Schalttransistor 12 schaltet sich in Reaktion auf das erste Ladesteuersignal CS1 ein und aus. Die sich ergebende hohe Spannung VM, die an dem Ausgangsanschluß 11A der Hochschaltspule 11 erzeugt wird, lädt den ersten Kondensator 14. Falls zu dieser Zeit der Ladesteuerabschnitt 63 unterscheidet, daß die Ladespannung des zweiten Kondensators 21 nicht den vorgeschriebenen zweiten Pegel erreicht hat, gibt er weiter das zweite Steuersignal CS2 aus, um den Schalttransistor 22 einzuschalten. Der zweite Kondensator 21 wird deshalb durch Anlegen der hohen Spannung VM geladen.

Wenn die Ladespannung des ersten Kondensators 14 den ersten vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat, wird der Schalttransistor 12 bezüglich des Ein-/Ausschaltens gesteuert, um das Laden des ersten Kondensators 14 fortzusetzen bis seine Ladespannung den ersten vorgeschriebenen Pegel erreicht. Zu dieser Zeit bleibt der Schalttransistor 22 ausgeschal tet, falls die Ladespannung des zweiten Kondensators den zweiten vorgeschriebenen Pegel erreicht hat. Falls er sie nicht erreicht hat, wird der Schalttransistor 22 eingeschaltet und der zweite Kondensator 21 wird geladen.

Wenn folglich die Ladespannung des zweiten Kondensators 21 den zweiten vorgeschriebe nen Pegel nicht erreicht hat, wird der Schalttransistor 12 bezüglich des Ein-/Ausschaltens gesteuert und der Schalttransistor 22 wird eingeschaltet gehalten, wodurch der zweite Kondensator 21 geladen wird. Zu dieser Zeit wird, falls die Ladespannung des ersten Kondensators 14 die gleiche ist wie die Ladespannung des zweiten Kondensators 21 oder niedriger als diese, der erste Kondensator 14 gleichzeitig geladen. Falls die Ladespannung des ersten Kondensators 14 höher als die Ladespannung des zweiten Kondensator 21 ist, wird nur der zweite Kondensator 21 geladen. Sobald die Ladespannung des zweiten Kondensators 21 den zweiten vorgeschriebenen Pegel erreicht, wird der Schalttransistor 22 ausgeschaltet. Falls die Ladespannung des ersten Kondensators 14 den ersten vor geschriebenen Pegel zu dieser Zeit erreicht hat, wird der Ein-/Ausschaltbetrieb des Schalttransistors 12 auch beendet.

Die Fig. 7 ist eine Schaltungsdarstellung, die den Aufbau der Spannungserzeugungs schaltung 60 nach Fig. 6 in weiteren Einzelheiten zeigt. Die Abschnitte in Fig. 7, die Abschnitten in Fig. 6 entsprechen, sind durch die gleichen Bezugszeichen benannt, wie jene in Fig. 6. Eine Steuerschaltung 130 mit herkömmlichem Aufbau erfaßt den Span nungsabfall über einen Widerstand 64, der in Serie mit der Hochschaltspule 11 an geschlossen ist. Die Steuerschaltung 13 spricht auf das Erfassungsergebnis an, um ein Pulssignal über eine Serienschaltung auszugeben, die aus einem Paar von Transistoren 65, 66 und einem Widerstand 67 zusammengestellt ist, zu dem Gate des Schalttransistors 12, um den Schalttransistor 12 durch Ein-/Ausschalten zu betreiben bzw. anzutreiben. Das Bezugszeichen 68 benennt einen Kollektorwiderstand zur Stromsteuerung.

Eine erste Unterscheidungseinrichtung, die allgemein durch das Bezugszeichen 69 benannt ist, unterscheidet, ob die Ladespannung des ersten Kondensators 14 den ersten vor geschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht. Der Schaltungsaufbau der ersten Unter scheidungseinrichtung 69 ist grundsätzlich der gleiche, wie der der in Fig. 2 gezeigten Unterscheidungseinrichtung 23. Die frühere Erklärung der Unterscheidungseinrichtung 23 trifft deshalb auch auf die erste Unterscheidungseinrichtung 69 zu, ausgenommen, daß die Bezugszeichen der Bestandteile der ersten Unterscheidungseinrichtung 69 um 100 größer sind. Ein Kondensator 170 ist ferner zur Störungsbeseitigung bzw. Rauschbeseitigung einbezogen worden. Die Werte der Widerstände 133 bis 136 sind so eingestellt, daß der Ausgang des Spannungskomparators 137 auf einem hohen Pegel ist, wenn die Ladespan nung des ersten Kondensators 14 kleiner als der erste vorgeschriebene Pegel ist.

Der Ausgang des Spannungskomparators 137 ist an einen Eingangsanschluß eines Logik gatters 74 angeschlossen.

Eine zweite Unterscheidungseinrichtung, die allgemein durch das Bezugszeichen 71 benannt ist, unterscheidet, ob die Ladespannung des zweiten Kondensators 21, d. h. die zweite Hochspannung VF, den zweiten vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht. Der Schaltungsaufbau der zweiten Unterscheidungseinrichtung 71 ist auch grundsätzlich der gleiche wie der der Unterscheidungseinrichtung 23 nach Fig. 2. Die vorangehende Erläuterung der Unterscheidungseinrichtung 23 ist deshalb auch auf die zweite Unter scheidungseinrichtung 71 anwendbar, ausgenommen, daß die Bezugsziffern der Bestand teile der zweiten Unterscheidungseinrichtung 71 um 200 größer sind. Ein Kondensator 270 ist ferner zur Rauschbeseitigung bzw. Störungsbeseitigung einbezogen. Die Werte der Widerstände 233 bis 236 sind so eingestellt, daß der Ausgang des Spannungskomparators 237 auf hohem Pegel ist, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators 21 kleiner ist als der zweite vorgeschriebene Pegel. Der Transistor 40 schaltet deshalb ein, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators 21 kleiner als der zweite vorgeschriebene Pegel ist. Da die Kollektorschaltung des Transistors 40 über Widerstände 77 und 78 an die Basis eines Transistors 73 angeschlossen ist, dessen Emitter an den ersten Ausgangs anschluß 16 angeschlossen ist und dessen Kollektor an das Gate des Schalttransistors 22 über den Widerstand 28 angeschlossen ist, schaltet der Transistor 73 ein, wenn der Transistor 40 einschaltet, wodurch die Ladespannung des ersten Kondensators 14 an das Gate des Schalttransistors 22 angelegt wird. Der Schalttransistor 22 schaltet deshalb ein, um den zweiten Kondensator 21 durch Anlegen der hohen Spannung VM zu laden.

Der Ausgang des Spannungskomparators 137 der ersten Unterscheidungseinrichtung 69 wird an einen Eingangsanschluß des logischen Gatters 74 angelegt. Der Ausgang des Spannungskomparators 237 der zweiten Unterscheidungseinrichtung 71 wird an den anderen Eingangsanschluß des logischen Gatters 74 angelegt. Die Logik des logischen Gatters 74 ist derart, daß sein Ausgang auf einem niedrigen Pegel ist, wenn der Ausgang von zumindest einem der Spannungskomparatoren 137, 237 auf einem hohen Pegel ist. Die Basis eines Transistors 76 ist über einen Widerstand 77 an den Ausgangsanschluß des logischen Gatters 74 und über einen Widerstand 75 an Erde angeschlossen. Die Kollektoremitterschaltung des Transistors 76 ist zwischen dem Ausgang der Steuer schaltung 130 und Erde angeschlossen. Im Ergebnis ist der Ausgang des logischen Gatters 74 auf einem hohen Pegel und der Transistor 76 schaltet ein, um den Schalt transistor 12 nur auszuschalten, wenn der Ausgang des Spannungskomparators 137 und der Ausgang des Spannungskomparators 237 gleichzeitig auf einem niedrigen Pegel sind. Wenn selbst einer von dem ersten und dem zweiten Kondensator 14, 21 nicht in dem erforderlichen geladenen Zustand ist, ist der Ausgang des logischen Gatters 74 auf einem niedrigen Pegel, wobei der Transistor 76 aus ist.

Die Kollektoremitterschaltung des Transistors 76 ist zwischen dem Ausgang der Steuer schaltung 130 und Erde angeschlossen. Folglich ist der Transistor 76 ausgeschaltet, wenn der Ausgang des logischen Gatters 74 einen niedrigen Pegel bekommt, und der Ausgang der Steuerschaltung 130 wird über die Transistoren 65 und 66 an das Gate des Schalt transistors 12 angelegt. Der Schalttransistor 12 wird deshalb bezüglich seines ein-/ausge schalteten Zustandes gesteuert und die sich ergebende hohe Spannung VM, die an dem Ausgangsanschluß 11A durch die Hochschaltspule 11 erzeugt wird, lädt den ersten Kondensator 14. Falls die Ladespannung des zweiten Kondensators 21 zu dieser Zeit unter dem zweiten vorgeschriebenen Pegel ist, ist der Schalttransistor 22 auch durch die zweite Unterscheidungseinrichtung 71 eingeschaltet, wodurch das Laden des zweiten Kondensators 21 gleichzeitig verursacht wird.

Da die Konfigurationen der Fig. 6 und 7 die Hochschaltspule 11 freigeben bzw. es dieser ermöglichen, den Schalttransistor 12 und dergleichen insgesamt bzw. gemeinsam zum Laden sowohl des ersten als auch des zweiten Kondensators 14, 21 zu verwenden, bieten sie die Vorteile, daß weniger Bestandteile bzw. Komponenten, geringere Kosten und eine verringerte Größe ermöglicht werden. Sie ermöglichen es ferner, den zweiten Kondensa tor 21 unabhängig von dem Ladezyklus des ersten Kondensators 14 zu laden. Eine Schwankung der zweiten Hochspannung VF, die an dem zweiten Ausgangsanschluß 25 erhalten wird, kann deshalb wirksam unterdrückt werden, um die erforderliche Hoch spannung stabil durch den zweiten Kondensator 21 sicherzustellen.

Die Erfindung ist nicht auf die spezifischen Aufbauten nach den Ausführungsformen, die voranstehend erläutert wurden, beschränkt. Zum Beispiel kann die zweite Hochspannung VF nicht nur verwendet werden, um die FET-Gates zu betreiben bzw. anzutreiben, sondern auch zu verschiedenen anderen passenden Zwecken. Die Erfindung stellt folglich ein kompaktes, preisgünstiges Solenoidventil-Antriebssystem zur Verfügung, das zwei Arten von hohen Spannungen erzeugen kann, die für verschiedene Zwecke innerhalb des Systems mit hoher Wirksamkeit verwendbar sind.

Die Erfindung betrifft ein Solenoidventil-Antriebssystem, das eine Hochschaltschaltung, die eine erste hohe Spannung erzeugt, indem eine Schalteinrichtung verwendet wird, um eine Ein-/Ausschaltsteuerung bezüglich des Stromes von einer Batterie zu einer Hoch schaltspule zuzuführen und die erste hohe Spannung in einem ersten Kondensator als eine Hochspannung zum anfänglichen Hochspannungsbetrieb eines Solenoidventils zu spei chern, einen zweiten Kondensator und eine Unterscheidungsschaltung enthält, um den Pegel der Ladespannung des zweiten Kondensators zu unterscheiden bzw. zu erkennen. Der zweite Kondensator wird durch die hohe Spannung von der Hochschaltschaltung nur aufgeladen, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators einen vorgeschriebenen Pegel erreicht hat. Das System kann zwei Arten von hohen Spannungen ohne eine Vergrößerung der Schaltungsabmessungen wirksam erzeugen.

Bezugszeichenliste

Fig.

1

4

Spannungserzeugungsschaltung

9

Steuereinheit

5

Stromzufuhrschaltung

Fig.

2

13

Steuerschaltung

Fig.

3
Schalttransistor

12

Hochspannung VM
zweite Hochspannung VF
Transistor

40

Transistor

32

Transistor

22

Zeit

Fig.

4

13

Steuerschaltung

Fig.

5
Schalttransistor

12

Hochspannung VM
zweite Hochspannung VF
Transistor

40

Transistor

32

Thyristor

51

Zeit

Fig.

6

63

Ladesteuerabschnitt

Fig.

7

130

Steuerschaltung

Claims

1. Solenoidventil-Antriebssystem, das eine Hochschalt- bzw. Hochstufschaltung (10) hat, die eine Hochschaltspule (11), eine Schalteinrichtung zum Stromunterbrechen bzw. -verstärken und einen ersten Kondensator (14) enthält, der eine hohe Spannung in der Hochschaltspule (11) durch einen Ein-/Ausschaltbetrieb der Schalteinrichtung erzeugt, um Strom zu unterbrechen bzw. zu verstärken, der der Hochschaltspule von einer Nieder spannungsleistungsquelle (3) zugeführt wird, und die hohe Spannung in dem ersten Kondensator (14) speichert, wobei die hohe Spannung, die in dem ersten Kondensator gespeichert ist, an ein Solenoidventil (2) über eine vorgeschriebene Zeitdauer bei einem Anfangszustand des Solenoidventilbetriebs angelegt wird, um das Solenoidventil bei hoher Geschwindigkeit zu betreiben, wobei das Solenoidventil-Antriebssystem (1) folgende Merkmale aufweist:
einen zweiten Kondensator (21),
eine Schalteinrichtung, um die Zufuhr von einer Hochspannungsenergie zu steuern, die in der Hochschaltspule (11) für den zweiten Kondensator (21) erzeugt wird,
eine Unterscheidungseinrichtung (22), um zu unterscheiden, ob eine Ladespannung des zweiten Kondensators einen vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht, und
eine Steuereinrichtung (24), die auf die Unterscheidungseinrichtung anspricht, um die Schalteinrichtung nur eingeschaltet zu halten, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators (21) den vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat.

2. System nach Anspruch 1, wobei die Schalteinrichtung eine Halbleiterschaltein richtung enthält, die zwischen einer Ausgangsseite der Hochschaltspule und einer Ein gangsseite des zweiten Kondensators (21) angeschlossen ist.

3. System nach Anspruch 2, wobei die Halbleiterschalteinrichtung ein Feldeffekt transistor (6, 7) ist, dessen Drain-Source-Schaltung zwischen der Ausgangsseite der Hochschaltspule (11) und der Eingangsseite des zweiten Kondensators (21) angeschlossen ist.

4. System nach Anspruch 3, das ferner eine Umkehr- bzw. Rückstromverhinderungs diode (17) aufweist, die in Serie bzw. in Reihe mit der Drain-Source-Schaltung an geschlossen ist, um Strom davon abzuhalten, von dem zweiten Kondensator (21) zu der Hochschaltspule (11) zu fließen.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Unterscheidungseinrichtung (23) eine Spannungsteilerschaltung (33 bis 36), um eine Anschlußspannung des zweite Kondensators (21) zu teilen, und einen Spannungskomparator (37) aufweist, um eine geteilte Spannung, die durch die Spannungsteilungsschaltung erzeugt wird, und eine vorgeschriebene Bezugsspannung zu vergleichen, wobei der Spannungskomparator (37) ein elektrisches Signal erzeugt, das anzeigt, ob die Anschlußspannung des zweiten Kondensators (21) einen vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht.

6. System nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Steuereinrichtung einen Widerstandsspannungsteiler (33 bis 36) hat, an den eine Anschlußspannung des ersten Kondensators (14) angelegt wird, wobei der Widerstandsspannungsteiler auf eine Unter scheidung durch die Unterscheidungseinrichtung (23) anspricht, daß eine Anschluß spannung des zweiten Kondensators (21) den vorgeschriebenen Pegel erreicht hat, um eine geteilte Ausgangsspannung auszugeben und die Halbleiterschalteinrichtung wird in Reaktion auf die geteilte Ausgangsspannung eingeschaltet.

7. System nach Anspruch 2, wobei die Halbleiterschalteinrichtung eine siliziumge steuerte Gleichrichteinrichtung (51) ist.

8. Solenoidventil-Antriebssystem (1), mit einer Hochschaltschaltung (10), die eine Hochschaltspule (11), eine Schalteinrichtung zum Stromunterbrechen und einen ersten Kondensator (14) enthält, der eine hohe Spannung in der Hochschaltspule (11) durch einen Ein-/Ausschaltbetrieb der Schalteinrichtung erzeugt, um Strom zu unterbrechen, der der Hochschaltspule von einer Niederspannungsenergiequelle (3) zugeführt wird und die hohe Spannung in dem ersten Kondensator (14) speichert, wobei die in dem ersten Kondensator gespeicherte hohe Spannung an ein Solenoidventil (2) über eine vorbestimm te Zeitdauer in einem Anfangsstadium des Solenoidventilantriebes angelegt wird, um das Solenoidventil (2) bei hoher Geschwindigkeit zu betreiben, wobei das Solenoidventil- Antriebssystem (1) aufweist:
eine erste Halbleiterschalteinrichtung, die zwischen einer Hochspannungsseite einer Solenoidspule des Solenoidventils (2) und einem Ausgang der Hochschaltschaltung angeschlossen ist,
eine erste Antriebsschaltung, um eine erste Gateantriebsspannung zum Ein-/Aus schaltsteuern der ersten Halbleiterschalteinrichtung auszugeben,
eine Steuereinheit, um ein erstes Steuersignal zum Steuern der ersten Antriebs schaltung auszugeben, um die erste hohe Spannung an die Solenoidspule über eine vorbestimmte Zeitdauer anzulegen,
einen zweiten Kondensator (21), um eine zweite hohe Spannung zu speichern,
eine Schalteinrichtung, um die Zufuhr einer Hochspannungsenergie, die in der Hochschaltspule erzeugt wird, zu dem zweiten Kondensator (21) zu steuern,
eine Unterscheidungseinrichtung, um zu unterscheiden, ob eine Ladespannung des zweiten Kondensators einen vorgeschriebenen Pegel erreicht hat, der höher als eine Ausgangsspannung der Niederspannungsenergiezufuhr und geringer als die erste hohe Spannung ist oder nicht, und
eine Steuereinrichtung, die auf die Unterscheidungseinrichtung anspricht, um die Schalteinrichtung nur eingeschaltet zu lassen, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators den vorgeschriebenen Pegel erreicht hat,
die zweite hohe Spannung, die in dem zweiten Kondensator gespeichert ist, wird als eine Leistungszufuhrspannung der ersten Antriebsschaltung zugeführt.

9. System nach Anspruch 8, wobei die erste Halbleiterschalteinrichtung ein n-Kanal- Feldeffekttransistor ist, dessen Drain-Source-Schaltung zwischen der Hochspannungsseite der Solenoidspule und dem Ausgang der Hochschaltschaltung angeschlossen ist.

10. System nach Anspruch 9, wobei die erste Antriebsschaltung auf das erste Steuer signal von der Steuereinheit anspricht, um eine Spannung, die durch Teilen der zweiten hohen Spannung erhalten wird, einem Gate des n-Kanal-Feldeffekttransistors als die erste Gateantriebsspannung zuzuführen.

11. System nach Anspruch 10, wobei die erste Antriebsschaltung einen Transistor vom npn-Typ aufweist, der in Reaktion auf das erste Steuersignal ein- und ausgeschaltet wird, wobei der Transistor vom npn-Typ die erste Gateantriebsspannung, die durch Teilen der zweiten hohen Spannung erhalten wird, ausgibt, wenn diese in einem vorgeschriebenen Betriebszustand ist.

12. System nach Anspruch 8, wobei die Schalteinrichtung eine schaltende Schaltein richtung ist, die eine Halbleiterschalteinrichtung enthält, die zwischen dem Ausgang der Hochschaltschaltung und einer Eingangsseite des zweiten Kondensators angeschlossen ist.

13. System nach Anspruch 12, wobei die Halbleiterschalteinrichtung ein Feldeffekt transistor ist, dessen Drain-Source-Schaltung zwischen dem Ausgang der Solenoidspule und der Eingangsseite des zweiten Kondensators angeschlossen ist.

14. System nach Anspruch 13, das ferner eine Diode zur Verhinderung eines Rück stroms bzw. Umkehrstromes aufweist, die in Serie mit der Drain-Source-Schaltung angeschlossen ist, um zu verhindern, daß Strom von dem zweiten Kondensator zu der Hochschaltspule fließt.

15. System nach Anspruch 8, wobei die Unterscheidungseinrichtung eine Strom teilungsschaltung hat, um eine Anschlußspannung des zweiten Kondensators zu teilen, und einen Spannungskomparator, um eine geteilte Spannung, die durch die Spannungs teilungsschaltung erzeugt wird, und eine vorgeschriebene Bezugsspannung zu vergleichen, wobei der Spannungskomparator ein elektrisches Signal erzeugt, das anzeigt, ob die Anschlußspannung des zweiten Kondensators einen vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht.

16. System nach Anspruch 12, wobei die Steuereinrichtung einen Widerstandsspan nungsteiler hat, an den eine Anschlußspannung des ersten Kondensators angelegt wird, wobei der Widerstandsspannungsteiler auf eine Unterscheidung durch die Unterschei dungseinrichtung anspricht, daß eine Anschlußspannung des zweiten Kondensators den vorgeschriebenen Pegel erreicht hat, um eine geteilte Ausgangsspannung auszugeben, und die Halbleiterschalteinrichtung wird in Reaktion auf die geteilte Ausgangsspannung eingeschaltet.

17. System nach Anspruch 12, wobei die Halbleiterschalteinrichtung eine silizi umgesteuerte Gleichrichtungseinrichtung ist.

18. System nach Anspruch 8, das ferner eine Stromzufuhreinrichtung, um dem Solenoidventil einen Betriebsstrom zuzuführen, der erforderlich ist, um das Solenoidventil in einem erforderlichen Betriebszustand nach dem Anlegen der ersten hohen Spannung an die Solenoidspule über die vorbeschriebene Zeitdauer zu halten, eine zweite Halbleiter schalteinrichtung, die zwischen der Stromzufuhreinrichtung und der Hochspannungsseite der Solenoidspule vorgesehen ist, und eine zweite Antriebsschaltung aufweist, um eine zweite Gateantriebsspannung bezüglich der Ein-/Ausschaltsteuerung für die zweite Halbleiterschalteinrichtung auszugeben, wobei die zweite hohe Spannung als eine Energie- bzw. Leistungszufuhrspannung der zweiten Antriebsschaltung zugeführt wird und die zweite Antriebsschaltung auf das zweite Steuersignal von der Steuereinheit anspricht, um die zweite Gateantriebsspannung nach Ablauf der vorgeschriebenen Zeit dauer auszugeben, um die zweite Halbleiterschalteinrichtung eingeschaltet zu halten.

19. System nach Anspruch 18, wobei die zweite Halbleiterschalteinrichtung ein n-Kanal-Feldeffekttransistor ist, dessen Drain-Source-Schaltung zwischen der hohen Seite der Solenoidspule und dem Ausgang der Stromzufuhreinrichtung angeschlossen ist.

20. System nach Anspruch 19, wobei die zweite Antriebsschaltung auf das zweite Steuersignal anspricht, um eine Spannung, die durch Teilen der zweiten hohen Spannung erhalten wird, an ein Gate des n-Kanal-Feldeffekttransistors als die zweite Gateantriebs spannung anzulegen.

21. Solenoidventil-Antriebssystem, welches eine hohe Spannung einem Solenoidventil über eine vorgeschriebene Zeitdauer in einem Anfangsstadium des Solenoidventilbetriebs zuführt, um das Solenoidventil bei hoher Geschwindigkeit zu betreiben, wobei das Solenoidventil-Antriebssystem aufweist:
eine Hochschaltschaltung, die eine Hochschaltspule, eine Schalteinrichtung zur Stromunterbrechung und einen ersten Kondensator hat, wobei die Hochschaltschaltung eine hohe Spannung in der Hochschaltspule erzeugt, indem die Schalteinrichtung in einem Ein-/Ausschaltmodus betrieben wird, um den Strom zu unterbrechen, der zu der Hoch schaltspule von einer Niederspannungsleistungszufuhr zugeführt wird und die hohe Spannung in dem ersten Kondensator speichert,
einen zweiten Kondensator,
eine Schalteinrichtung, um die Zufuhr einer Hochspannungsenergie, die in der Hochschaltspule erzeugt wird, zu dem zweiten Kondensator zu steuern,
eine erste Unterscheidungseinrichtung, um zu unterscheiden, ob eine Ladespan nung des ersten Kondensators einen ersten vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht,
eine zweite Unterscheidungseinrichtung, um zu unterscheiden, ob eine Ladespan nung des zweiten Kondensators einen zweiten vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht, und
eine Ladesteuereinrichtung, die auf die erste und die zweite Unterscheidungsein richtung anspricht, um die Schalteinrichtung in einem Ein-/Ausbetrieb zu betreiben, um Strom zu unterbrechen, wenn zumindest die Ladespannung des ersten Kondensators den ersten vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder die Ladespannung des zweiten Kondensa tors den zweiten vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat, und um ferner die Schaltein richtung eingeschaltet zu halten, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators den zweiten vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat.

22. System nach Anspruch 21, wobei die Ladesteuereinrichtung eine erste Ladesteuer schaltungseinrichtung, die auf die erste und die zweite Unterscheidungseinrichtung anspricht, um einen Ein-/Ausschaltbetrieb der Schalteinrichtung zur Stromunterbrechung zu ermöglichen, wenn zumindest die Ladespannung des ersten Kondensators den ersten vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat oder die Ladespannung des zweiten Kondensa tors den zweiten vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat, und eine zweite Ladesteuer schaltungseinrichtung enthält, die auf die zweite Unterscheidungseinrichtung anspricht, um die Schalteinrichtung eingeschaltet zu halten, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators den zweiten vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat.

23. System nach Anspruch 21, wobei die Schalteinrichtung eine Schalteinrichtung zum Schalten ist, die eine Halbleiterschalteinrichtung enthält, die zwischen dem Ausgang der Hochschaltschaltung und einer Eingangsseite des zweiten Kondensators angeschlossen ist.

24. System nach Anspruch 23, wobei die Halbleiterschalteinrichtung ein Feldeffekt transistor ist, dessen Drain-Source-Schaltung zwischen dem Ausgang der Solenoidspule und der Eingangsseite des zweiten Kondensators angeschlossen ist.

25. System nach Anspruch 24, das ferner eine Diode zur Verhinderung eines Rück- bzw. Umkehrstromes aufweist, die in Serie mit der Drain-Soure-Schaltung angeschlossen ist, um einen Strom davon abzuhalten, von dem zweiten Kondensator zu der Hochschalts pule zu fließen.

26. System nach Anspruch 21, wobei die Spannung, die in der Hochschaltspule erzeugt wird, dem ersten Kondensator über eine Diode zugeführt wird.

27. Solenoidventil-Antriebssystem, das eine Hochschaltschaltung hat, die eine Hoch schaltspule, eine Schalteinrichtung zur Stromunterbrechung und einen ersten Kondensator enthält, die eine hohe Spannung in der Hochschaltspule durch einen Ein-/Ausschaltbetrieb der Schalteinrichtung erzeugt, um Strom zu unterbrechen, der der Hochschaltspule von einer Niederspannungsenergiezufuhr zugeführt wird, und die hohe Spannung in dem ersten Kondensator speichert, wobei die in dem ersten Kondensator gespeicherte hohe Spannung an ein Solenoidventil über eine vorgeschriebene Zeitdauer in einem Anfangs stadium des Betriebes des Solenoidventils angelegt wird, um das Solenoidventil bei hoher Geschwindigkeit zu betreiben, wobei das Solenoidventil-Antriebssystem aufweist:
eine erste Halbleiterschalteinrichtung, die zwischen einer Hochspannungsseite einer Solenoidspule des Solenoidventils und einem Ausgang der Hochschaltschaltung angeschlossen ist,
eine erste Antriebsschaltung, um eine erste Gateantriebsspannung auszugeben, um die erste Halbleiterschalteinrichtung bezüglich des Ein-/Ausschaltens zu steuern,
eine Steuereinheit, um ein erstes Steuersignal auszugeben, um die erste Antriebs schaltung zu steuern, um die erste hohe Spannung an die Solenoidspule über eine vor geschriebene Zeitdauer anzulegen,
einen zweiten Kondensator, um eine zweite hohe Spannung zu speichern,
eine Schalteinrichtung, um die Zufuhr der Hochspannungsenergie durch die Hochschaltspule zu dem zweiten Kondensator zu steuern,
eine erste Unterscheidungseinrichtung, um zu unterscheiden, ob eine Ladespan nung des ersten Kondensators einen ersten vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht,
eine zweite Unterscheidungseinrichtung, um zu unterscheiden, ob eine Ladespan nung des zweiten Kondensators einen zweiten vorgeschriebenen Pegel, der höher als eine Ausgangsspannung der Niederspannungsenergiezufuhr und niedriger als die erste hohe Spannung ist, erreicht hat oder nicht, und
eine Ladesteuereinrichtung, die auf die erste und die zweite Unterscheidungsein richtung für einen Ein-/Ausschaltbetrieb für die Schalteinrichtung für die Stromunter brechung anspricht, wenn zumindest die Ladespannung des ersten Kondensators den ersten vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat oder die Ladespannung des zweiten Kondensators den zweiten vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat, und ferner die Schalteinrichtung eingeschaltet hält, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators den zweiten vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat,
wobei die zweite in dem zweiten Kondensator gespeicherte hohe Spannung als eine Leistungszufuhrspannung der ersten Antriebsschaltung zugeführt wird.

28. System nach Anspruch 27, das ferner eine Stromzufuhreinrichtung, um dem Solenoidventil einen Betriebsstrom zuzuführen, der zur Aufrechterhaltung des Solenoid ventils in einem erforderlichen Betriebszustand nach dem Anlegen der ersten hohen Spannung an die Solenoidspule über die vorgeschriebene Zeitdauer erforderlich ist, eine zweite Halbleiterschalteinrichtung, die zwischen der Stromzufuhreinrichtung und der Hochspannungsseite der Solenoidspule vorgesehen ist, und eine zweite Antriebsschaltung enthält, um eine zweite Gateantriebsspannung für eine Ein-/Ausschaltsteuerung für die zweite Halbleiterschalteinrichtung auszugeben, wobei die zweite hohe Spannung als eine Leistungszufuhrspannung der zweiten Antriebsschaltung angelegt wird und die zweite Antriebsschaltung auf das zweite Steuersignal von der Steuereinheit anspricht, um die zweite Gateantriebsspannung nach dem Ablauf der vorgeschriebenen Zeitdauer auszu geben, um die zweite Halbleiterschalteinrichtung eingeschaltet zu halten.

29. Solenoidventil-Antriebssystem, das eine Hochschaltschaltung, die eine Hoch schaltspule enthält, eine Schalteinrichtung, um Strom zu unterbrechen, und einen ersten Kondensator enthält, die eine hohe Spannung in der Hochschaltspule durch einen Ein- /Ausschaltbetrieb der Schalteinrichtung erzeugt, um Strom zu unterbrechen, der der Hochschaltspule von einer Niederspannungsenergiezufuhr zugeführt wird und die hohe Spannung in dem ersten Kondensator speichert, wobei die in dem ersten Kondensator gespeicherte hohe Spannung an ein Solenoidventil über eine vorgeschriebene Zeitdauer in einem Anfangsstadium des Solenoidventilbetriebes angelegt wird, um das Solenoidventil bei hoher Geschwindigkeit zu betrieben bzw. anzutreiben, wobei das Solenoidventil- Antriebssystem aufweist:
einen zweiten Kondensator,
eine Schalteinrichtung, um die Zufuhr einer Energie mit hoher Spannung, die in der Hochschaltspule erzeugt wird, zu dem zweiten Kondensator zu steuern, und
eine Unterscheidungseinrichtung, um zu unterscheiden, ob eine Ladespannung des zweiten Kondensators einen vorgeschriebenen Pegel erreicht hat oder nicht, wobei
die Schalteinrichtung in Reaktion auf die Unterscheidungseinrichtung nur einge schaltet aufrechterhalten bleibt, wenn die Ladespannung des zweiten Kondensators den vorgeschriebenen Pegel nicht erreicht hat.