JPH0786030A - 電磁的な負荷の制御装置及び方法 - Google Patents
電磁的な負荷の制御装置及び方法Info
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- JPH0786030A JPH0786030A JP21151594A JP21151594A JPH0786030A JP H0786030 A JPH0786030 A JP H0786030A JP 21151594 A JP21151594 A JP 21151594A JP 21151594 A JP21151594 A JP 21151594A JP H0786030 A JPH0786030 A JP H0786030A
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
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- F02D2041/2051—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using voltage control
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電磁的な負荷の制御方法及び装置において所
定の消弧電圧を設定すること。 【構成】 スイッチング手段を遮断過程の期間中に制御
する手段を設け、前記制御によって遮断過程の期間中に
所定の電圧が負荷に印加されるように構成する。
定の消弧電圧を設定すること。 【構成】 スイッチング手段を遮断過程の期間中に制御
する手段を設け、前記制御によって遮断過程の期間中に
所定の電圧が負荷に印加されるように構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁的な負荷とスイッ
チング手段からなる直列回路と、スイッチング手段と消
弧装置の作動のための制御手段とを有する、電磁的な負
荷の制御装置及び方法に関する。
チング手段からなる直列回路と、スイッチング手段と消
弧装置の作動のための制御手段とを有する、電磁的な負
荷の制御装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電磁的な負荷の制御方法及び装置は、例
えばドイツ連邦共和国特許出願公開第2905900号
公報(OS−A4327692)から公知である。この
公報には例えば内燃機関の電磁的な燃料噴射弁等の電磁
的な負荷の制御方法及び装置が記載されている。
えばドイツ連邦共和国特許出願公開第2905900号
公報(OS−A4327692)から公知である。この
公報には例えば内燃機関の電磁的な燃料噴射弁等の電磁
的な負荷の制御方法及び装置が記載されている。
【0003】このような装置の場合誘導的な負荷は、直
列に接続されたトランジスタを介して電圧源から給電さ
れる。このトランジスタは制御手段によって制御可能で
ある。トランジスタの遮断の際の所期の迅速な電流消滅
は、トランジスタに並列に接続されたツェナダイオード
かないしはツェナ電圧によって相応に動作するトランジ
スタによって達成され得る。このツェナ電圧は遮断の瞬
間の動作電圧よりも高い。
列に接続されたトランジスタを介して電圧源から給電さ
れる。このトランジスタは制御手段によって制御可能で
ある。トランジスタの遮断の際の所期の迅速な電流消滅
は、トランジスタに並列に接続されたツェナダイオード
かないしはツェナ電圧によって相応に動作するトランジ
スタによって達成され得る。このツェナ電圧は遮断の瞬
間の動作電圧よりも高い。
【0004】このような方法及び装置の欠点は、消弧
(ターンオフ)電圧がバッテリ電圧に依存することであ
る。遮断時間は消弧電圧に依存するので、種々異なる遮
断時間が生ぜしめられる。このことは特に燃料量の制御
の際には欠点となる。さらにそのような装置では、消弧
電圧は任意に小さく選定することができない。そうでな
ければスイッチング手段は過大なバッテリ電圧の際に導
通接続され得るからである。
(ターンオフ)電圧がバッテリ電圧に依存することであ
る。遮断時間は消弧電圧に依存するので、種々異なる遮
断時間が生ぜしめられる。このことは特に燃料量の制御
の際には欠点となる。さらにそのような装置では、消弧
電圧は任意に小さく選定することができない。そうでな
ければスイッチング手段は過大なバッテリ電圧の際に導
通接続され得るからである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電磁
的な負荷の制御方法及び装置において所定の消弧電圧を
設定することである。
的な負荷の制御方法及び装置において所定の消弧電圧を
設定することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記課題
は、スイッチング手段を遮断過程の期間中に制御する手
段が設けられており、前記制御によって遮断過程の期間
中に所定の電圧が負荷に印加されるように構成されて解
決される。
は、スイッチング手段を遮断過程の期間中に制御する手
段が設けられており、前記制御によって遮断過程の期間
中に所定の電圧が負荷に印加されるように構成されて解
決される。
【0007】本発明によって得られる利点は、電磁的な
負荷におけるバッテリ電圧に依存しない一定の消弧電圧
によって消流が行われることである。さらに任意の消弧
電圧が選定可能である。
負荷におけるバッテリ電圧に依存しない一定の消弧電圧
によって消流が行われることである。さらに任意の消弧
電圧が選定可能である。
【0008】本発明の別の有利な実施例は従属請求項に
記載される。
記載される。
【0009】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
【0010】図1には、本発明による装置が概略的に示
されている。負荷100(例えば誘導的負荷)はスイッ
チング手段110と直列にアースとバッテリ電圧Uba
tの間に接続されている。バッテリ電圧Ubatにおか
れている端子は、接続点101を介して電流源120に
接続されている。負荷100とスイッチング手段110
との間の接続点102も電流源120に接続されてい
る。
されている。負荷100(例えば誘導的負荷)はスイッ
チング手段110と直列にアースとバッテリ電圧Uba
tの間に接続されている。バッテリ電圧Ubatにおか
れている端子は、接続点101を介して電流源120に
接続されている。負荷100とスイッチング手段110
との間の接続点102も電流源120に接続されてい
る。
【0011】スイッチング手段110は有利には電界効
果トランジスタで構成されている。この場合有利にはソ
ース端子Sがアースと接続されドレイン端子Dは接続点
102を介して負荷100と接続されている。スイッチ
ング手段110のゲート端子Gは接続線路115を介し
て制御ユニット130から電流を供給されている。さら
に電流源120は接続点122を介して接続線路115
と接続されている。この接続線路を介して電流源120
はゲートGに電流Iを供給している。
果トランジスタで構成されている。この場合有利にはソ
ース端子Sがアースと接続されドレイン端子Dは接続点
102を介して負荷100と接続されている。スイッチ
ング手段110のゲート端子Gは接続線路115を介し
て制御ユニット130から電流を供給されている。さら
に電流源120は接続点122を介して接続線路115
と接続されている。この接続線路を介して電流源120
はゲートGに電流Iを供給している。
【0012】制御装置130は実質的に第1の電流源1
32と第2の電流源134を有している。選択的にこの
電流源の代わりに電圧源を用いてもよい。この2つの電
流源は共通の接続点133を介して接続線路と接続され
ている。第1の電流源が作動している場合には、接続線
路115を介して所定の電圧まで充電させる電流がゲー
トGに流れる。これはスイッチング手段110の導通接
続も引き起こす。このように第1の電流源132が作動
している場合には負荷には電圧ひいては電流が供給され
る。
32と第2の電流源134を有している。選択的にこの
電流源の代わりに電圧源を用いてもよい。この2つの電
流源は共通の接続点133を介して接続線路と接続され
ている。第1の電流源が作動している場合には、接続線
路115を介して所定の電圧まで充電させる電流がゲー
トGに流れる。これはスイッチング手段110の導通接
続も引き起こす。このように第1の電流源132が作動
している場合には負荷には電圧ひいては電流が供給され
る。
【0013】第2の電流源が作動している場合にも接続
線路115を介して電流が流れ、これはゲートをアース
電位に引寄せる。これはスイッチング手段110を開放
させ、負荷をアースから切り離す。
線路115を介して電流が流れ、これはゲートをアース
電位に引寄せる。これはスイッチング手段110を開放
させ、負荷をアースから切り離す。
【0014】第1の電流源132と第2の電流源134
の活性化は、種々異なるセンサの種々異なる信号に依存
して行われる。これらのセンサ145と140は、とり
わけアクセルペダル位置又は内燃機関の回転数等のよう
な種々異なる動作特性量を検出する。
の活性化は、種々異なるセンサの種々異なる信号に依存
して行われる。これらのセンサ145と140は、とり
わけアクセルペダル位置又は内燃機関の回転数等のよう
な種々異なる動作特性量を検出する。
【0015】次に本発明の装置の動作機能を図2に基づ
き個々の電流値と電圧値の時間的経過を用いて説明す
る。
き個々の電流値と電圧値の時間的経過を用いて説明す
る。
【0016】図2aにはゲート電圧Ugが時間に関して
プロットされている。図2bには、ドレイン電圧Udが
プロットされ、図2cには負荷100を通る電流ILが
プロットされている。ドレイン電圧Udは接続点102
における電位に相応している。ドレイン電圧は、負荷に
おける降下電圧Um分だけバッテリ電圧Ubatを越え
た値になっている。ゲート電圧Ugはスイッチング手段
110のゲートにおける電位に相応している。
プロットされている。図2bには、ドレイン電圧Udが
プロットされ、図2cには負荷100を通る電流ILが
プロットされている。ドレイン電圧Udは接続点102
における電位に相応している。ドレイン電圧は、負荷に
おける降下電圧Um分だけバッテリ電圧Ubatを越え
た値になっている。ゲート電圧Ugはスイッチング手段
110のゲートにおける電位に相応している。
【0017】時点t0までは第1の電流源132が活性
状態におかれる。これはスイッチング手段が閉じている
状態にあって、最大許容電流ILが負荷100を通って
流れていることを意味する。時点t0では第1の電流源
が非活性状態に置かれ、第2の電流源134が活性状態
におかれる。これはゲート電圧が時間と共に低下するこ
とを意味する。ドレイン電圧Udと電流ILはさしあた
りその値に留まる。
状態におかれる。これはスイッチング手段が閉じている
状態にあって、最大許容電流ILが負荷100を通って
流れていることを意味する。時点t0では第1の電流源
が非活性状態に置かれ、第2の電流源134が活性状態
におかれる。これはゲート電圧が時間と共に低下するこ
とを意味する。ドレイン電圧Udと電流ILはさしあた
りその値に留まる。
【0018】時点t1ではゲート電圧がミラープラトー
(Millerplateau)まで低下する。この時
点t1からは電界効果トランジスタ110における抵抗
が上昇する。それによって時点t1からはドレイン電圧
Udも上昇する。ドレイン電圧Udは、負荷においてド
ロップする消弧電圧Umが所定の値Uzに達するまで上
昇し続ける。同時に電流ILは低減する。
(Millerplateau)まで低下する。この時
点t1からは電界効果トランジスタ110における抵抗
が上昇する。それによって時点t1からはドレイン電圧
Udも上昇する。ドレイン電圧Udは、負荷においてド
ロップする消弧電圧Umが所定の値Uzに達するまで上
昇し続ける。同時に電流ILは低減する。
【0019】時点t2では負荷における電圧Umが所定
の消弧電圧Uzと等しくなる。この時点からは電流源1
20がスイッチング手段110のゲートに電流を供給す
る。この電流は、スイッチング手段がその抵抗をもはや
高めないように作用する。これはまたドレイン電圧Ud
ないし消弧電圧Umがさらに上昇するのではなく、一定
の値に留まるようになる。すなわち負荷100において
蓄えられるエネルギはスイッチング手段110を介して
作られる。消弧の期間中は負荷における消弧電圧Umは
一定の値Uzに保持される。
の消弧電圧Uzと等しくなる。この時点からは電流源1
20がスイッチング手段110のゲートに電流を供給す
る。この電流は、スイッチング手段がその抵抗をもはや
高めないように作用する。これはまたドレイン電圧Ud
ないし消弧電圧Umがさらに上昇するのではなく、一定
の値に留まるようになる。すなわち負荷100において
蓄えられるエネルギはスイッチング手段110を介して
作られる。消弧の期間中は負荷における消弧電圧Umは
一定の値Uzに保持される。
【0020】時点t3では、負荷を流れる電流ILは、
消弧電圧Uzがもはや維持されなくなるまで低下する。
負荷における電圧はさらに値0に低下し、ドレインにお
ける電圧はバッテリ電圧Ubatまで低下する。さらに
ゲートは電流源134を介して完全に放電され、スイッ
チング手段110は開く。
消弧電圧Uzがもはや維持されなくなるまで低下する。
負荷における電圧はさらに値0に低下し、ドレインにお
ける電圧はバッテリ電圧Ubatまで低下する。さらに
ゲートは電流源134を介して完全に放電され、スイッ
チング手段110は開く。
【0021】スイッチング手段110は、消流の間はス
イッチとして動作するのではなく可変抵抗として動作す
る。負荷における降下電圧Umが一定となるように、負
荷が遮断されるかないしはスイッチング手段110が制
御される。負荷の遮断時間は負荷における降下電圧Um
によって決定されるので、一定の電圧Umのもとでは一
定の遮断時間が生ぜしめられる。
イッチとして動作するのではなく可変抵抗として動作す
る。負荷における降下電圧Umが一定となるように、負
荷が遮断されるかないしはスイッチング手段110が制
御される。負荷の遮断時間は負荷における降下電圧Um
によって決定されるので、一定の電圧Umのもとでは一
定の遮断時間が生ぜしめられる。
【0022】負荷における電圧Umを所定の電圧に調整
することによって負荷の所定の遮断時間を得ることが可
能となる。
することによって負荷の所定の遮断時間を得ることが可
能となる。
【0023】図3には電流源120の別の有利な実施形
態が詳細に示されている。接続点101は抵抗230と
接続点235を介してトランジスタ250のベースに接
続されている。トランジスタ250のコレクタも接続点
122に接続されている。接続点102はダイオード2
10のアノードを介して接続されている。ダイオード2
10のカソードはツェナダイオード220のカソードと
接続されている。ツェナダイオード220のアノードは
接続点245と接続され、抵抗240を介して接続点2
35と接続され、さらに接続点245を介してトランジ
スタ250のエミッタと接続されている。
態が詳細に示されている。接続点101は抵抗230と
接続点235を介してトランジスタ250のベースに接
続されている。トランジスタ250のコレクタも接続点
122に接続されている。接続点102はダイオード2
10のアノードを介して接続されている。ダイオード2
10のカソードはツェナダイオード220のカソードと
接続されている。ツェナダイオード220のアノードは
接続点245と接続され、抵抗240を介して接続点2
35と接続され、さらに接続点245を介してトランジ
スタ250のエミッタと接続されている。
【0024】トランジスタ250と、抵抗230,24
0と、ダイオード210と、ツェナダイオード220は
電圧に依存する電流源として作用する。負荷に印加され
る電圧Umがツェナダイオード220のツェナ電圧Uz
を上回ると直ちに、電流が接続点102から接続点24
5に流れ、さらに抵抗240を介して流れる。これは図
2における時点t2に相当する。その結果として引き起
こされる抵抗240を介した電圧降下はトランジスタ2
50の導通制御にも作用し、相応の電流が接続点122
に流れる。ツェナダイオードの適切な選択によって負荷
における電圧が遮断過程の間に生ぜしめられる。
0と、ダイオード210と、ツェナダイオード220は
電圧に依存する電流源として作用する。負荷に印加され
る電圧Umがツェナダイオード220のツェナ電圧Uz
を上回ると直ちに、電流が接続点102から接続点24
5に流れ、さらに抵抗240を介して流れる。これは図
2における時点t2に相当する。その結果として引き起
こされる抵抗240を介した電圧降下はトランジスタ2
50の導通制御にも作用し、相応の電流が接続点122
に流れる。ツェナダイオードの適切な選択によって負荷
における電圧が遮断過程の間に生ぜしめられる。
【0025】ツェナダイオード220はここでは消弧装
置として動作する。スイッチング手段の制御は消弧装置
を通って流れる電流に依存して行われる。このことは負
荷100における降下電圧がツェナダイオードのツェナ
電圧Uzよりも小さい限り、電流源は電流を供給しない
ことを意味する。負荷における降下電圧がツェナ電圧を
上回った場合には電流源は電流を供給する。この電流源
から供給された電流は、負荷における降下電圧がツェナ
電圧よりも低くなるまでゲート電圧Ugを達成値に維持
するように作用する。
置として動作する。スイッチング手段の制御は消弧装置
を通って流れる電流に依存して行われる。このことは負
荷100における降下電圧がツェナダイオードのツェナ
電圧Uzよりも小さい限り、電流源は電流を供給しない
ことを意味する。負荷における降下電圧がツェナ電圧を
上回った場合には電流源は電流を供給する。この電流源
から供給された電流は、負荷における降下電圧がツェナ
電圧よりも低くなるまでゲート電圧Ugを達成値に維持
するように作用する。
【0026】図4には所謂カレントミラーを有する回路
が示されている。接続点101は接続点301を介して
トランジスタ300のコレクタに接続されている。トラ
ンジスタ300のコレクタは接続点303を介してトラ
ンジスタ300のベースに接続されている。さらに接続
点303の個所は別のトランジスタ310のベースと同
じ電位におかれている。トランジスタ310のエミッタ
とトランジスタ300のエミッタは接続点302に接続
されている。この接続点302はツェナダイオード22
0のアノードにも接続している。ツェナダイオード22
0のカソードは、ドレイン電圧におかれている接続点1
02に接続されている。トランジスタ310のコレクタ
は接続線路の接続点122にも接続されている。
が示されている。接続点101は接続点301を介して
トランジスタ300のコレクタに接続されている。トラ
ンジスタ300のコレクタは接続点303を介してトラ
ンジスタ300のベースに接続されている。さらに接続
点303の個所は別のトランジスタ310のベースと同
じ電位におかれている。トランジスタ310のエミッタ
とトランジスタ300のエミッタは接続点302に接続
されている。この接続点302はツェナダイオード22
0のアノードにも接続している。ツェナダイオード22
0のカソードは、ドレイン電圧におかれている接続点1
02に接続されている。トランジスタ310のコレクタ
は接続線路の接続点122にも接続されている。
【0027】負荷100における電圧Umがツェナダイ
オード220のツェナ電圧よりも小さい限り、電流源1
20は動作しない。ツェナ電圧を上回った場合には直ち
に接続点302からトランジスタ300を介して接続点
301に電流が流れる。この電流はトランジスタ310
において接続点302から接続点122へ電流を生ぜし
める。この電流は、ゲート電圧がもはや低下しないよう
にも作用する。負荷における降下電圧Umは時点t2に
おいてツェナダイオード220のツェナ電圧を上回る。
オード220のツェナ電圧よりも小さい限り、電流源1
20は動作しない。ツェナ電圧を上回った場合には直ち
に接続点302からトランジスタ300を介して接続点
301に電流が流れる。この電流はトランジスタ310
において接続点302から接続点122へ電流を生ぜし
める。この電流は、ゲート電圧がもはや低下しないよう
にも作用する。負荷における降下電圧Umは時点t2に
おいてツェナダイオード220のツェナ電圧を上回る。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、電磁的な負荷における
バッテリ電圧に依存しない一定の消弧電圧によって消流
が行われるようになる。さらに任意の消弧電圧が選定可
能である。
バッテリ電圧に依存しない一定の消弧電圧によって消流
が行われるようになる。さらに任意の消弧電圧が選定可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による装置のブロック回路図である。
【図2】種々異なる信号の経過図である。
【図3】本発明による別の有利な実施例を示した図であ
る。
る。
【図4】本発明による別の有利な実施例を示した図であ
る。
る。
100 負荷 101 接続点 102 接続点 110 スイッチング手段 115 接続線路 120 電流源 122 接続点 132 第1の電流電源 133 接続点 134 第2の電流電源 140 センサ 145 センサ 210 ダイオード 220 ツェナダイオード 230 抵抗 240 抵抗 250 トランジスタ 300 トランジスタ 310 トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィクトール カール ドイツ連邦共和国 シュツットガルト フ レッケンヴァインベルク 56 ベー
Claims (7)
- 【請求項1】 電磁的な負荷とスイッチング手段からな
る直列回路と、スイッチング手段と消弧装置の作動のた
めの制御手段とを有する、電磁的な負荷の制御装置にお
いて、 前記スイッチング手段を遮断過程の期間中に制御する手
段が設けられており、前記制御によって遮断過程の期間
中に所定の電圧が負荷に印加されるように構成されてい
ることを特徴とする、電磁的な負荷の制御装置。 - 【請求項2】 前記負荷に印加される電圧は、バッテリ
電圧に依存している、請求項1記載の電磁的な負荷の制
御装置。 - 【請求項3】 前記スイッチング手段は、遮断の際に電
圧に依存する電流源によって制御される、請求項1又は
2記載の電磁的な負荷の制御装置。 - 【請求項4】 前記電圧に依存する電流源は、カレント
ミラーを有している、請求項1〜3いずれか1項に記載
の電磁的な負荷の制御装置。 - 【請求項5】 前記負荷に対して並列に、ツェナダイオ
ードとダイオードと少なくとも1つのオーム抵抗からな
る直列回路が接続されている、請求項1〜4いずれか1
項に記載の電磁的な負荷の制御装置。 - 【請求項6】 前記スイッチング手段は、抵抗における
電圧降下に基づいて制御可能である、請求項5記載の電
磁的な負荷の制御装置。 - 【請求項7】 電磁的な負荷とスイッチング手段からな
る直列回路と、スイッチング手段と消弧装置の作動のた
めの制御手段とを有する、電磁的な負荷の制御方法にお
いて、 遮断過程の期間中に前記スイッチング手段を当該遮断過
程の間負荷に一定の電圧が印加されるように制御するこ
とを特徴とする、電磁的な負荷の制御方法。
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- 1994-09-02 FR FR9410579A patent/FR2709594B1/fr not_active Expired - Fee Related
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GB2281667A (en) | 1995-03-08 |
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GB2281667B (en) | 1997-11-19 |
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