JP2000352341A - Control method of double-coil high-pressure injection valve for fuel injection device and control circuit - Google Patents
Control method of double-coil high-pressure injection valve for fuel injection device and control circuitInfo
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a circuit arrangement for controlling a double-coil high-pressure injection magnetic valve for a fuel injection system, wherein two magnetic coils connected in series are connected by a common booster circuit. Current is supplied through the booster capacitor and by low and high switches that open and close the valves, respectively.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art A method and a circuit arrangement as described above are known, for example, from DE 195 39 071. In known electromagnetic double-coil injection valves, two magnetic coils arranged in the same magnetic circuit and an electronic control functionally adapted thereto are used in order to quickly open and close the valve by means of the charge stored in the booster capacitor. Equipment and use. The time course of the opening and closing cycle of a known double-coil high-pressure injection magnetic valve is illustrated in the time diagram shown in the accompanying FIG. First, current is supplied to the two coils at a preparatory time when the valve is still closed by the closing spring. Subsequently, during the first extinction phase T Z1 , the current in the closed coil is extinguished, whereby the open coil closes the valve and opens quickly against the force of the spring (T Flug ). Subsequently, the current of the open side coil is changed to the second
During the erasing phase T Z2 . Next, the holding current I AufH is applied to the open side coil for the time T I which determines the injection duration.
Flows between This current is measured at the measuring resistor and is used for current control using a current controller connected to the controller. After a lapse of the desired injection time T I , the current in the open side coil is erased again, and the current I Auf flowing through this coil reaches a value of zero (erasing time T Z3 ). This closes the valve very quickly.
【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。The dynamic characteristics of force formation depend on the duration of each erase, that is, the height of the erase voltage. It operates at an erase voltage of up to 80 V in the mixing process and up to 400 V in the high voltage process.
【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。FIG. 4 of the accompanying drawings shows a plurality of parallel-connected,
1 schematically shows a control circuit 40 suitable for controlling a known high-pressure injection valve with a double coil. This control circuit has an interface to the central processing unit CPU.
【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。[0005] The construction of the high-pressure injection valve described above with double coils has a costly feature, which outweighs the savings obtained with an optimized control circuit, for example the circuit of FIG. . Such a costly construction feature is the trapped mover required for the valve.
【０００６】[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。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to control an improved fast switching double coil high pressure injection magnetic valve for direct fuel injection in motor vehicles in connection with an improved double coil high pressure injection magnetic valve. And a cost-integrable final stage that can be integrated.
【０００７】[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。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a valve is provided by a common booster switch, a booster capacitor, a low-side switch, and a high-side switch in two magnetic coils connected in series. In the control method of the double-coil high-pressure injection valve for fuel injection of the type for supplying current to open and close the
When the booster switch is open and the low-side switch is closed, the one end is a preparation coil connected to the battery voltage U Batt and the other end is connected to the booster capacitor and the booster switch. resolves to one of the two coils by the energy (E L2 = L 2 xI L2 2/2) double coil high-pressure injection valve control method characterized by storing a control apparatus for carrying out the method.
【０００８】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In an improved double-coil high-pressure injection magnetic valve, one of the double-coil systems is used as a reserve coil as an energy storage for initiating a rapid booster phase. I.e., by rapidly raising the current in the operating magnetic circuit by rapidly blocking the ready current, and thus erasing the booster capacitor to a high erase voltage, and supplying current to the second coil used as the operating coil, The cost-effective and easy-to-install drive features of the known single-winding high-pressure injection magnetic valve can be maintained.
【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。What is important here is to magnetically separate the magnetic circuit of the preparation coil from the magnetic circuit of the operating coil as much as possible.
【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。Since the preparation coil does not require a working gap for movement, its magnetic circuit can be designed with a lower reluctance than the magnetic circuit of the working coil. This makes it possible to design the resistance of the preparation coil with a low resistance by means of a small number of turns or a thick conductor, if the inductance of the preparation coil is determined, thus shortening the preparation time and saving the winding space for the preparation coil. be able to.
【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。The operating coil can be designed such that the suction phase enters the erasing phase, ie overlaps it. Thereby, the resistance of the operating coil can be designed to be high, so that only the holding current needs to be obtained by direct power supply from the battery of the vehicle.
【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。In summary, the control method and the control circuit of the present invention have the following advantages in relation to the improved double-coil high-pressure injection magnetic valve described above.
【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。1. The second coil of the double coil magnetic valve is used as an energy storage. This is to start the rapid booster phase by blocking the preparatory current, erase the capacitor to a high erase voltage, and supply current to the working coil.
【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。2. Maintains the very cost-effective and easy-to-install drive features of the already developed double-coil high-pressure injection magnetic valve.
【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。3. There are design rules for the magnetic coils that save installation space or power loss.
【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。4. It has an adaptation concept for matching booster current. Wherein adaptation of the booster current is the current measured, the response is performed by control of the preparation time T V, tolerances and drift, such as a magnetic circuit and a coil resistance by this control is adjusted.
【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。5. Switchable elimination and freewheeling paths can be used for multiple valve last stages.
【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。6. A common erase path allows intensive current measurements. That is, a measuring resistor is provided in the erasure path for all valve coils and possible current control functions such as, for example, holding current control, preparatory current control, zener elimination to the target current value, preparatory current adaptation and the like. One erase path can be commonly used by the priority control logic. (In Zener elimination, all other valves are currentless or current is rising.) The control circuit implementing the method according to the invention can be arranged and integrated cost-effectively.
【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。8. Structural features that have increased the cost of conventional double coil drives can be avoided.
【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。9. Circuit components that limit booster voltage U Boost (booster switch, booster electrolytic capacitor)
Is removed. Even with a high booster voltage (400V), a final stage with a high degree of integration is possible.
【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。10. The required component dimensions (only semiconductor and chip capacitors without coils or electrolytic capacitors) are advantageous for hybrid circuits (engine mounting).
【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。11. A common erase path allows diode-free wheeling and current control for the two magnetic coils.
【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。12. All coil currents can be controlled cost-effectively and adapted to all electrical tolerances of the valve (magnetic circuit, coil resistance).
【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。The above and other advantageous features of the invention are described in the following examples, which illustrate advantageous embodiments of the control circuit of the invention and of the method of the invention.
【００２５】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The disadvantages of the conventional double-coil high-pressure injection magnetic valve due to the control circuit arrangement or the final stage shown schematically in FIG. Is avoided.
【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。[0026] Figure 1, for example, four double coils high-pressure injection magnetic valve DS-HDEV, by a common booster capacitor C Boost, a common booster switch S 2, it is possible to supply the booster voltage. Each double coil high-pressure injection magnetic valve DS-HDEV1~DS-HDEV4, a dedicated low side switches S 1 with a driver TR1 belongs comprises affiliation driver TR3, a common high-side switch S 3 to all the Current is supplied.
All double coil high pressure injection valves DS-HDEV1-D
Common measuring resistor R M in S-HDEV4 is used for the next.
【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）。1. The booster current I Boost is measured to adjust the preparation time T v (measurement point 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）。2. In order to detect whether or not the holding current necessary to hold the valve in the holding phase is obtained, the holding current IH is measured (measurement point 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）。3. In the holding phase, the holding current I H
Is measured while measuring and measuring the holding current I H (measurement point 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。The current measurement will be described later with reference to the time diagram shown in FIG.
【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。In the following, the operation of the circuit shown in FIG.
Accordingly, the control method of the present invention will be described with reference to FIGS.
【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。[0032] The valve, for example DS-HDEV1, is closed by a closing spring. The present invention is used as an operating coil, a coil indicated by the inductance L 1, a current flows through open valve if enough. The configuration of this coil, its magnetic circuit and the armature basically correspond to the configuration of a conventional double-coil high-pressure injection valve.
【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。[0033] shown by the inductance L 2, preparation coils called coil is used as energy stores, in preparation time T V, booster switch S 2
When closed, the energy E L2 = L 2 × I L2 2/2 is stored in the energy storage device. Then this energy, the open booster switch S 2 and the low-side switch S 1 is closed during the erasing process (T Z1), is transmitted to the operating coil L 1. The dynamic characteristic I L1 (t) of the current formation depends exclusively on the magnitude of the erase voltage U Loesch , which depends on the preparation energy and the energy in the booster capacitor, ie its capacity.
【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。The coil current I L1 flowing through the operating coil increases until the booster capacitor C Boost is discharged ( UC = 0 ). Current subsequently flows through the operation coil L1 is caused to erase through the diode D 2 which are arranged in parallel with the booster switch S 2. Here the potential U C of the booster capacitor C Boost is lowered than the ground only diode conduction voltage, thereby the current preparation coil L 2 is increased until I L1 = I L2 current is equal. This phase and the first erasing phase T Z1 constitute a suction phase, which is indicated by T Flug in FIG.
【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。After the end of the suction phase, the operating coil L1To
Flowing current IL1Is the holding current IHIs reduced to
Z TZ2). This is the high side switch SThreeIs closed
Sometimes D1And Zener effect or Zener diode
And at the same time the measuring resistance RMCurrent at
Measured. Holding current IHAfter reaching, this current
Is D 1High side switch S at both ends ofThreeIs closed and
Measurement resistance RMBy measuring current at the same time,
Switching controlled via diode freewheel
Be kept constant.
【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）。[0036] After the injection time T I has elapsed, the operation coil L I
Current I L1 flowing through is erased to zero (erasure phase T
Z3 ). This is done through the diode D 1 and the Zener effect or Zener diode when the high-side switch S 3 is closed. Freewheeling circuit through S 3 are (see double coil high-pressure injection valve for saving type final stage shown in FIG. 4) that if a can be utilized by a plurality of valves last stage similar double coil driving unit .
【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。[0037] In order to realize the functions of the method steps, that the above control circuit of the present invention, must have properties such as ready coil L 2 Hatsugi.
【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。1. Preparing the magnetic circuit of the coil L 2 must have been fully magnetically isolated as possible from the magnetic circuit of the operating coil L 1.
【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）。2. Set L 1 → I Boost, L 2 → number of I V is arbitrary, the relation E L2 -E Verlus t = E L1 must be preserved (E L1 = suction energy).
【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。3. For example, variations in components and magnetic
L that can be caused by the temperature characteristics of the road1/ LTwoTolerance, Hiss
The effect of the teresis loss and coil resistance depends on the preparation time TV
The maximum booster current IBoost(Current measurement point
It can be followed by measuring 1). This
Where the current IVIs variable and the preparation coil LTwoEnergy
E L2Remains constant.
【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）。4. For preparing the coil L 2 does not require an operation clearance for movement, the magnetic circuit of the coil, than the magnetic resistance of the operating coil L 1 can be designed with small magnetic resistance. Thus if the inductance L 2 are determined, it can be designed correspondingly low resistance. That is, for example, the number of turns can be reduced and / or the conductor cross section can be increased. Thereby the preparation time (timing - double injection, the power loss in the booster switch S 2) (can be reduced the number of windings) or shorter, it is possible to save the winding space.
【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。5. The working coil L 1 can be designed such that the suction phase (T Flug ) enters the first erasure phase 1 (T Z1 ) (adapts the current when U C <0). Thus it is possible to design only the holding current I H to the high resistance resistor directly operating coil such may be supplied L 1 by the vehicle battery. In this case, the following must be satisfied.
【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。For field effect switches, I H <U
Battmin / a (R DSON1 + R L1 + R L2), I H relative to the bipolar transistor or common bipolar switches integrated <(I Battmin -U satt) / (R L1 +
R L2 ). Installation space can be saved for this condition (relatively thin coil windings) or space for additional windings to increase the suction force is obtained.
【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。The circuit block connected to the microcomputer μC shown by AD-C in FIG. 1 has a current detecting function, a potential converting function, and a function of forming information on whether or not the holding current has been reached. And has an analog-to-digital converter.
【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）。The microcomputer μC has a driver T
To process the signals supplied from the analog-to-digital converter AD-C in order to form the control signals supplied to R1 to TR2 in a timely manner and to adapt the booster current based on the current measurement 1 Provided, this adaptation relates to matching the preparation time T V to adjust the tolerances and drift of the valves or valves 1-4, such as magnetic circuits, coil resistance and the like. The common erasure channel, the valve coils all valves enables intensive current measurement at a measuring resistor R M, thus taken hold current control microcomputer [mu] C, prepared current limiting, Zener erasing of the target current value, All current control, such as preparation current adaptation, becomes possible. The priority control logic allows the erasure path to be used in common (when Zener erasure, all other valves are in no-current or current-up state).
【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。Due to the control method of the invention described above and the control circuit provided for this, even with a high booster voltage (400 V) in connection with the improved double-coil high-pressure injection magnetic valve, a high density is achieved. Circuit device is achieved. The required component dimensions are also advantageous for hybrid circuits (engine mounted). The control circuit requires neither coils nor electrolytic capacitors, only semiconductors and chip capacitors.
【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。FIG. 1 is a schematic block diagram partially illustrating a control circuit of the present invention using a double coil high pressure injection magnetic valve improved according to the present invention and advantageous for implementing the method of the present invention.
【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。2 is a timing diagram illustrating the current flowing through each of the prepared coil L 2 and the operation coil L 1 time based on the control method of the present invention.
【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。FIG. 3 is a time chart showing currents flowing through a closed coil and an open coil of a known double-coil high-pressure injection magnetic valve with respect to time.
【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。FIG. 4 shows a known control circuit and a final stage for a conventional double high-pressure injection magnetic valve.
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C Boost booster capacitor D1-3 Diode DS-HDEV1,2,3,4 Double coil high pressure injection valve L1 Preparation coil L2 Operating coil S1 Low side switch S2 Booster switch S3 High side switch R M Measurement resistor TR1-3 Driver
───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Uwe Gunther Nufringen Haak Strasse 38 Germany
Claims (16)
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。1. Two magnetic coils (L) connected in series
1 , L 2 ), a common booster switch (S 2 ), a booster capacitor (C Boost ), and a low-side switch (S 1 ).
If, by the high-side switch (S 3), respectively supplying form a current to open and close the valve, the double coil high-pressure injection valve control method for a fuel injection, during the preparation time (T V), the booster When the switch (S 2 ) is open and the low-side switch (S 1 ) is closed,
One end preparation coil battery voltage U B att,
One end (L 2 ) of the two coils connected to a booster capacitor (C Boost ) and a booster switch (S 2 ) at the other end has energy (E L2 = L 2 × I L2 2).
/ 2) a method of controlling a double coil high-pressure injection valve.
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。2. In a subsequent first erasing step, during the first erasing time (T Z1 ), when the booster switch (S 2 ) is open and the low-side switch (S 1 ) is closed, the preparation coil (L) is turned off. 2 ) The energy (E L2 ) stored in the second switch is connected between the low-side switch (S 1 ) and the preparation coil (L 2 ) via a booster capacitor (C Boost ) and is used as a working coil. The transmission is performed until the booster capacitor (C Boost ) discharges to the coil (L 1 ).
The method described in.
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。3. In a subsequent suction phase (T Flug ), the operating coil (L 1 ) is erased via a diode (D 2 ) arranged in parallel with the booster switch (S 2 ), wherein the erasure is performed. The voltage at the booster capacitor (C Boost ) is lower than the ground potential and the current is increased by the preparation coil (L 2 ), so that the current of the two coils (L 1 , L 2 ) is equalized. 2
The method described in.
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。4. A subsequent second erase step (TZ2)so,
High side switch (S Three) Is open, the high side switch
Freewheeling diodes arranged in parallel with the switch
(D1), The operating coil (L1) Current (IL1)
With the holding current value (IH)).
The method described.
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。5. The obtained holding current (I H ) is kept constant by a switch control via a freewheel diode (D 1 ) when the high-side switch (S 3 ) is closed, wherein the holding current (I H ) Is measured with a measuring resistor (R M ) arranged in series with the high-side switch (S 3 ).
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。6. After a predetermined injection time (T i ) has elapsed,
When the high-side switch (S 3 ) is open, the current (I 1 ) flowing through the operating coil (L 1 ) via the freewheel diode (D 1 ) connected in parallel with the high-side switch
6. The method according to claim 5, wherein L1 ) is eliminated to zero.
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。7. The method according to claim 1 , wherein the following relational expression E L2 −E Verlust = E L1 is satisfied for the energy stored in the two coils (L 1 , L 2 ). The described method.
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。8. A maximum booster current (I Boost ) generated at the end of the first erase operation is measured with a measuring resistor (R W ), and two coils (L 1 , L 1) generated due to, for example, temperature passage of a magnetic circuit are measured. tolerance for 2), and / or hysteresis loss, and / or the effects of coil resistance, determined by the match preparation time (T V) preparation time by changing the current intensity (I V) flows in (T V) and A method according to any one of claims 1 to 7, wherein the method comprises compensation.
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。9. The method according to claim 1, wherein the magnetic circuit of the preparation coil (L 2 ) is magnetically separated from the magnetic circuit of the working coil (L 1 ).
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。10. The method according to claim 9, wherein the magnetic circuit of the preparation coil (L 2 ) has a lower reluctance than the magnetic circuit of the working coil (L 1 ).
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。11. The method according to claim 10, wherein the winding of the preparation coil (L 2 ) has a smaller number of turns and / or a larger conductor cross-section than the working coil (L 1 ) for the same predetermined inductance.
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。12. The method according to claim 1, wherein the attraction phase (T Flug ) overlaps the first extinction time (T Z1 ) by appropriately designing the working coil (L 1 ). Method.
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。13. The resistance of the working coil (L 1 ) is designed to be high, so that only the holding current (I H ) needs to be supplied by direct power supply from the vehicle battery,
Here the low-side switch I H to the electric field effect switch as (S 1) <U Battmin / (R DSON1 + R L1 + R L2) is, also with respect to IGBT or bipolar switch as low-side switches (S 1) I H <(U Battmin -U Satt ) / method of claim 12, (R L1 + R L2) is established.
（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。14. Two magnetic coils connected in series
(L1, LTwo) Has a common booster switch (STwo)When,
Booster capacitor (CBoost) And low side switch
(S1) And the high-side switch (SThree) And by opening the valve
Fuel injection in the form of current supply to close each
In the control circuit for the double coil high pressure injection valve for
Side switch (S1) And the high-side switch (SThree) And boo
Star switch (S Two) And each driver circuit (TR
1, TR3, TR3) and each switch time
Microcomputer (μC) to control current intensity
14. The connection according to claim 1, wherein the connection is made.
Control method for performing the method according to any one of the above.
Road.
（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。15. The control circuit according to claim 14, wherein the measurement resistor (R M ) is connected to an input side of a microcomputer (μC) via an A / D converter (AD-C).
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。16. A microcomputer (μC) according to claim 3, wherein the preparation time (T V ) and the holding current (I H )
16. An apparatus according to claim 14, which is provided for controlling
A control circuit according to claim 1.
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