EP1044323B1 - Elektromagnetisches einspritzventil - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electromagnetic Injector with double coil, in which a first and second solenoid with the same parameters on the same Magnetic circuit are arranged, one end of which together a supply voltage and its other ends individually with a first and second switching means of an electronic Drive circuit are connected, one of which Control circuit controllable hold circuit parallel to first solenoid is switched.
- Such an electromagnetic injection valve is off DE-OS 2 306 007 known.
- Electromagnetic injection valves serve two or more Magnet coils on the same magnetic circuit and one electronic functionally adapted to this arrangement Control device for this, the shut-off device of the Injector to open and close by by a first excitement a shut off from his closed state opening electromagnetic Attraction, by a second excitement one that Barrier after it has been opened once in its Electromagnetic holding open state Attraction, and finally through a third arousal an opposite magnetic flux is generated to to quench the induced magnetic flux so that Shut-off device closed from its open state becomes.
- the necessary fast electricity and Force increase in the injection valve when switching on with higher voltage from a booster capacitor with a DC-DC converter or through Recharge is achieved.
- the DC-DC converter is with magnetic circuits with high Eddy current losses necessary, because here a recharge is included the inductance of the valve is too bad Efficiency.
- the recharge with the Valve too long charging times of the booster capacitor to lead. The recharge current leads to excitement in the Magnetic circuit that provides security against leakage and unwanted opening of the valve is reduced.
- 1 is an equivalent circuit diagram of an electromagnetic injection valve with a double coil.
- the magnetic circuit of the injection valve 1 consists of two magnet coils SP1 and SP2 wound in opposite directions.
- Both solenoids SP1, SP2 have the same parameters, ie number of turns, inductance L and winding resistance R cu , and their force effect is canceled out due to the opposite winding direction at the same current ISP1, ISP2.
- a first switching means S1 which is symbolically represented as a simple controllable switch, is in series with the first magnet coil SP1, is assigned to a current-controlled switching output stage 2 and is opened and closed by a control signal A1 / 2 thereof.
- a current measuring element which in FIG. 1 is a resistor R sens in series with the first switching means S1, the voltage dropping across this resistor R sens being proportional to the current ISP1 flowing through it in the circuit of the first magnet coil SP1 is.
- a first extinguishing means for example in the form of a Zener diode ZD1 with the Zener voltage U ZD1 , is connected in parallel with the first switching means S1 and the current measuring element R sens .
- the first extinguishing agent ZD1 is used for quickly switching off the current ISP1 through the first magnet coil SP1, as will be explained in more detail below.
- a holding circuit formed by a control signal 1/1 that can be opened and closed by the current-controlled switching output stage 2 and a diode and a diode is connected in parallel to the first solenoid coil SP1, which serves to hold the open state of the injection valve when the first switching means S1 is open, as explained in more detail below.
- A2 Switching means S2 which is a second extinguishing agent in the form of a Zener diode ZD2 is connected in parallel.
- the second Switching means S2 is of an unregulated simple Switching stage 3 actuated.
- the parallel to the second Switching means S2, serving as second extinguishing means, Zener diode ZD2 is used to quickly switch off the current ISP2 through the second solenoid SP2 as below is explained.
- the one below Description is in the order of phase 1 to Phase 4
- both switching means S1, S2 are switched on; A2 and A1 / 2 are ON ( Figures 2A and B).
- the currents ISP1, ISP2 rise relatively slowly (FIG. 2E).
- Both coils SP1, SP2, that is, both switching means S1, S2 must therefore relatively early before the actual opening of valve 1 can be switched on.
- the current in this phase can be controlled by a suitable choice of the closing time before phase 2 (opening time tl).
- An alternative possibility is the current regulation in both coils SP1, SP2.
- I 0 -OFF U ZD2 / Rcu
- Tau L / Rcu.
- U ZD2 of the Zener diode ZD2 the current gradient is significantly higher than when switching on.
- the current ISP1 through the magnet coil SP1 remains switched on at the starting current level I 0 -ON. Alternatively, this can also be carried out by current regulation (cf. FIG. 2E).
- the residual current Id (FIG. 2D) is lowered to the holding current level at the magnet coil SP1 in the holding phase with the current-controlled switching output stage 2, which contains the current regulator 4, and is regulated by the current control between Id-Hmax and Id-Hmin.
- Switching off S1 with the control signal A1 / 2 takes place with current quenching by the first Zener diode ZD1. It also applies here that a correspondingly high Zener voltage U ZD1 accelerates the quenching and thus the switching off of the current ISP1.
- the holding circuit ie the switching means S1 / 1
- S1 is opened and closed intermittently (FIG. 2 ⁇ ).
- the holding current ISP1-H is regulated in phase 3 between ISP1-Hmax and ISP1-Hmin.
- FIG. 2 also shows in phases 2, 3 and 4 with the Measures according to the invention achievable high negative Current gradients through the entered time constants Dew are symbolized.
- the actual switch-on process has a canceling effect of the electromagnetic injection valve, i.e. its opening in phase 2 in a shutdown in one of the two Magnetic coils converted.
- the rapid power drop will determined by the dimensioning of the quenching voltage. Fast rise times of the force are without it Measures increasing supply voltage can be implemented.
- the control of the electromagnetic injection valve is with conventional switching amplifier or, as in the above preferred embodiment, with current-controlled Switching stage can be implemented. By reversing the Residual current Id when switching off in phase 4 is also possible to shorten the closing process.
- a major advantage of the invention thus lies in the Simplification of the final stage.
- the booster capacitor and the DC-DC converter in the control unit omitted. This makes the power amplifier easier to use Integrate control unit.
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Abstract
Description
- in einer ersten Phase ein anfänglicher Ladevorgang bei geschlossenem Ventil stattfindet, wobei beide Schaltmittel bei inaktiver Halteschaltung geschlossen sind und ein relativ langsamer Anstieg des durch die beiden Magnetspulen fließenden Stroms stattfindet,
- in einer zweiten Phase, die eine Öffnungsphase des Ventils ist, der Strom durch die zweite Magnetspule durch Öffnung des zweiten Schaltmittels schnell abgeschaltet wird, während das erste Schaltmittel geschlossen und die Halteschaltung inaktiv bleibt,
- während einer dritten Phase, einer Haltephase, die Halteschaltung aktiviert und damit der Strom durch die erste Magnetspule auf eine Haltestromstärke abgesenkt wird, und
- in einer vierten Phase, die eine Schließphase ist, zum Schließen des Ventils wenigstens die Halteschaltung inaktiviert und das erste Schaltmittel geöffnet wird.
- Figur 1
- zeigt schematisch und in Form eines Blockschaltbilds eine bevorzugte Schaltung eines elektromagnetischen Einspritzventils mit Doppelspule in Verbindung mit Endstufen der Ansteuerschaltung; und
- Figur 2A bis 2E
- zeigt Signalverläufe von in der Schaltung von Figur 1 auftretenden Signalen in Abhängigkeit von der Zeit, zur Erläuterung der Funktionsweise der in Figur 1 dargestellten Schaltung.
Claims (11)
- Elektromagnetisches Einspritzventil (1) mit Doppelspule, bei dem eine erste und zweite Magnetspule (SP1, SP2) mit gleichen Kenngrößen auf demselben Magnetkreis angeordnet sind, deren eine Enden gemeinsam mit einer Speisespannung (Ubatt) und deren andere Enden einzeln mit einem ersten und zweiten Schaltmittel (S1, S2) einer elektronischen Ansteuerschaltung (2, 3) verbunden sind, wobei eine von der Ansteuerschaltung ansteuerbare Halteschaltung (S1/1) parallel zur ersten Magnetspule (SP1) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetspulen (SP1, SP2) gegenläufig gewickelt sind, so daß sich ihre Kraftwirkungen bei gleichem Erregungsstrom aufheben, und daß die Ansteuerschaltung die Schaltmittel (S1, S2) während eines kompletten Öffnungs-Halte-Schließzyklus (t0-t6) des Ventiles (1) so ansteuert, daßin einer ersten Phase (t0-t1) ein anfänglicher Ladevorgang bei geschlossenem Ventil stattfindet, wobei beide Schaltmittel (S1, S2) bei inaktiver Halteschaltung (S1/1) geschlossen sind, und ein relativ langsamer Anstieg des durch die beiden Magnetspulen fließenden Stroms (ISP1, ISP2) stattfindet,in einer zweiten Phase (t1-t3), die eine Öffnungsphase des Ventils ist, der Strom (ISP2) durch die zweite Magnetspule (SP2) durch Öffnung des zweiten Schaltmittels (S2) schnell abgeschaltet wird, während das erste Schaltmittel (S1) geschlossen und die Halteschaltung (S1/1) inaktiv bleibt,während einer dritten Phase, einer Haltephase (t3-t5), die Halteschaltung (S1/1) aktiviert und damit der Strom (ISP1) durch die erste Magnetspule (SP1) auf eine Haltestromstärke (ISP1-H) abgesenkt wird, undin einer vierten Phase (t5-t6), die eine Schließphase ist, zum Schließen des Ventils wenigstens die Halteschaltung (S1/1) inaktiviert und das erste Schaltmittel (S1) geöffnet wird.
- Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltung die durch die beiden Spulen (SP1, SP2) in der ersten Phase (t0-t1) fließenden Ströme durch die Bestimmung der Schließzeit der beiden Schaltmittel (S1, S2) einstellt.
- Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltung (2, 3) die durch die Magnetspulen (SP1, SP2) fließende Stromstärke in der ersten Phase (t0-t1) durch Regelung des durch beide Magnetspulen fließenden Stroms einstellt.
- Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Schaltmittel (S1) erste Löschmittel (ZD1) parallel geschaltet sind, die den Stromgradienten beim Abschalten des Stroms durch das erste Schaltmittel (S1) erhöhen.
- Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Schaltmittel (S2) zweite Löschmittel (ZD2) parallel geschaltet sind, die den Stromgradienten beim Abschalten des Stroms durch das zweite Schaltmittel (S2) erhöhen und damit die Ventilöffnung zu Beginn der zweiten Phase (t1-t3) beschleunigen.
- Einspritzventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschmittel jeweils eine Zenerdiode (ZD) aufweisen.
- Einspritzventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der ersten Magnetspule (SP1) ein Strommeßglied (Rsens) vorgesehen ist, und die Ansteuerschaltung (2, 3) einen Stromregler (4) aufweist, der mit dem Strommeßglied (Rsens) verbunden ist, wenigstens zur Regelung des im Stromkreis der ersten Magnetspule (SP1) fließenden Stroms (ISP1).
- Einspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Strommeßglied (Rsens) ein in Reihe zum ersten Schaltmittel (S1) geschalteter Widerstand ist.
- Einspritzventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromregler (4) der Ansteuerschaltung (2, 3) den durch den Magnetkreis der ersten Magnetspule (SP1) fließenden Strom (ISP1) in der zweiten Phase (t1-t3) regelt.
- Einspritzventil nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromregler (4) der Ansteuerschaltung (2, 3) den durch den Magnetkreis der ersten Magnetspule (SP1) fließenden Strom während der Haltephase (t3-t5) durch intermittierendes Aktivieren - Deaktivieren der Halteschaltung (S1/1) bei geschlossenem ersten Schaltmittel (S1) zwischen einem minimalen und maximalen Haltestrom (ISP1-H-min., ISP1-H-max.) regelt.
- Einspritzventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltung (2, 3) zu Beginn der vierten Phase (t5-t6) das zweite Schaltmittel (S2) beim Öffnen des ersten Schaltmittels (S1) kurzzeitig schließt.
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