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EP1044323B1 - Injecteur electromagnetique - Google Patents

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EP1044323B1
EP1044323B1 EP99953630A EP99953630A EP1044323B1 EP 1044323 B1 EP1044323 B1 EP 1044323B1 EP 99953630 A EP99953630 A EP 99953630A EP 99953630 A EP99953630 A EP 99953630A EP 1044323 B1 EP1044323 B1 EP 1044323B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
current
phase
injection valve
circuit
switching means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99953630A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1044323A1 (fr
Inventor
Matthias Philipp
Bernd Herrmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1044323A1 publication Critical patent/EP1044323A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1044323B1 publication Critical patent/EP1044323B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2041Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit for controlling the current in the free-wheeling phase
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2044Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using pre-magnetisation or post-magnetisation of the coils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/2068Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the circuit design or special circuit elements
    • F02D2041/2079Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the circuit design or special circuit elements the circuit having several coils acting on the same anchor

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.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un injecteur électromagnétique (1) comportant deux bobines magnétiques à enroulement opposé (SP1, SP2) qui présentent des grandeurs caractéristiques identiques et sont placées sur le même circuit magnétique de sorte que les forces des bobines magnétiques (SP1, SP2) s'annulent lorsque ces dernières sont parcourues par le même courant d'excitation. En raison de l'effet d'annulation de la double bobine (SP1, SP2), la mise en circuit de l'injecteur (1), c'est-à-dire son ouverture, se transforme en une mise hors circuit dans une des deux bobines. La chute rapide d'intensité est alors déterminée par la valeur calculée de la tension d'extinction (UZD2). On peut obtenir une augmentation rapide de la force sans augmenter la tension d'alimentation (Ubatt). La commande de l'injecteur peut être réalisée avec un étage de sortie de commutation classique ou avec un étage de sortie régulé en intensité. L'inversion du courant différentiel (Id) lors de la mise hors circuit permet en outre de raccourcir l'opération de fermeture.

Claims (11)

  1. Injecteur électromagnétique (1) à double bobine dans lequel une première et une seconde bobines magnétiques (SP1, SP2) avec des grandeurs caractéristiques identiques sont montées sur le même circuit magnétique, leurs extrémités étant, d'un côté, reliées ensemble à une tension d'alimentation (Ubatt) et, de l'autre côté, reliées séparément à un premier et un second dispositifs de commutation (S1, S2) d'un circuit de commande électronique (2, 3), un circuit de maintien (S1/1) contrôlable par le circuit de commande étant monté parallèlement à la première bobine magnétique (SP1),
    caractérisé en ce que
    les deux bobines magnétiques (SP1, SP2) sont enroulées en sens inverse, de sorte que leurs effets dynamiques se compensent avec un même courant d'excitation, et que le circuit de commande contrôle les dispositifs de commutation (S1, S2) pendant un cycle ouverture-maintien-fermeture complet (t0-t6) de l'injecteur (1) de telle manière que :
    dans une première phase (t0-t1), un processus de charge initial se produit avec l'injecteur fermé, les deux dispositifs de commutation (S1, S2) étant fermés avec le circuit de maintien (S1/1) inactif et une montée relativement lente du courant (ISP1, ISP2) circulant dans les deux bobines magnétiques ayant lieu,
    dans une deuxième phase (t1-t3), qui est une phase d'ouverture de l'injecteur, le courant (ISP2) circulant dans la seconde bobine magnétique (SP2) est rapidement interrompu par l'ouverture du second dispositif de commutation (S2), tandis que le premier dispositif de commutation (S1) reste fermé et le circuit de maintien (S1/1) inactif,
    au cours d'une troisième phase, une phase de maintien (t3-t5), le circuit de maintien (S1/1) est activé et par conséquent (ISP1) le courant circulant dans la première bobine magnétique (SP1) réduit à une intensité de maintien (ISP1-H), et
    dans une quatrième phase (t5-t6), qui est une phase de fermeture, au moins le circuit de maintien (S1/1) est désactivé et le premier dispositif de commutation (S1) ouvert pour fermer l'injecteur.
  2. Injecteur selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que
    le circuit de commande règle les courants circulant dans les deux bobines (SP1, SP2) dans la première phase (t0-t1) en déterminant le moment de fermeture des deux dispositifs de commutation (S1, S2).
  3. Injecteur selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que
    le circuit de commande (2, 3) règle l'intensité circulant dans les deux bobines magnétiques (SP1, SP2) dans la première phase (t0-t1) en réglant le courant circulant dans les deux bobines magnétiques.
  4. Injecteur selon l'une des revendications 1 à 3,
    caractérisé en ce qu'
    au premier dispositif de commutation (S1) sont connectés en parallèle des premiers dispositifs de compensation (ZD1) qui augmentent le gradient de courant lors de la désactivation du courant par le premier dispositif de commutation (S1).
  5. Injecteur selon l'une des revendications 1 à 4,
    caractérisé en ce qu'
    au second dispositif de commutation (S2) sont connectés en parallèle des seconds dispositifs de compensation (ZD2) qui augmentent le gradient de courant lors de la désactivation du courant par le second dispositif de commutation (S2) et accélèrent ainsi l'ouverture de l'injecteur au début de la seconde phase (t1-t3).
  6. Injecteur selon la revendication 4 ou 5,
    caractérisé en ce que
    les dispositifs de compensation possèdent chacun une diode Zener (ZD).
  7. Injecteur selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que
    dans le circuit électrique de la première bobine magnétique (SP1) est prévu un élément de mesure d'intensité (Rsens), et que le circuit de commande (2, 3) possède un régulateur d'intensité (4) qui est relié à l'élément de mesure d'intensité (Rsens), au moins pour la régulation du courant (ISP1) circulant dans le circuit électrique de la première bobine magnétique (SP1).
  8. Injecteur selon la revendication 7,
    caractérisé en ce que
    l'élément de mesure d'intensité (Rsens) est une résistance connectée en série sur le premier dispositif de commutation (S1).
  9. Injecteur selon la revendication 7 ou 8,
    caractérisé en ce que
    le régulateur d'intensité (4) du circuit de commande (2, 3) régule dans la deuxième phase (t1-t3) le courant (ISP1) circulant dans le circuit magnétique de la première bobine magnétique (SP1).
  10. Injecteur selon l'une des revendications 7 à 9,
    caractérisé en ce que
    le régulateur d'intensité (4) du circuit de commande (2, 3) régule le courant circulant dans le circuit magnétique de la première bobine magnétique (SP1) entre des courants de maintien minimal et maximal (ISP1-H-min., ISP1-H-max.), pendant la phase de maintien (t3-t5), en activant et désactivant par intermittence le circuit de maintien (S1/1) avec le premier dispositif de commutation (S1) fermé.
  11. Injecteur selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce qu'
    au début de la quatrième phase (t5-t6), le circuit de commande (2, 3) ferme brièvement le second dispositif de commutation (S2) en ouvrant le premier dispositif de commutation (S1).
EP99953630A 1998-09-02 1999-08-28 Injecteur electromagnetique Expired - Lifetime EP1044323B1 (fr)

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DE19839863A DE19839863C1 (de) 1998-09-02 1998-09-02 Elektromagnetisches Einspritzventil
DE19839863 1998-09-02
PCT/DE1999/002699 WO2000014395A1 (fr) 1998-09-02 1999-08-28 Injecteur electromagnetique

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EP1044323A1 EP1044323A1 (fr) 2000-10-18
EP1044323B1 true EP1044323B1 (fr) 2003-10-29

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EP99953630A Expired - Lifetime EP1044323B1 (fr) 1998-09-02 1999-08-28 Injecteur electromagnetique

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EP (1) EP1044323B1 (fr)
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