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EP 1 044 323 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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29.10.2003 Patentblatt 2003/44 |
(22) |
Anmeldetag: 28.08.1999 |
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/DE9902/699 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 0001/4395 (16.03.2000 Gazette 2000/11) |
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(54) |
ELEKTROMAGNETISCHES EINSPRITZVENTIL
ELECTROMAGNETIC INJECTION VALVE
INJECTEUR ELECTROMAGNETIQUE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT |
(30) |
Priorität: |
02.09.1998 DE 19839863
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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18.10.2000 Patentblatt 2000/42 |
(73) |
Patentinhaber: ROBERT BOSCH GMBH |
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70442 Stuttgart (DE) |
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Erfinder: |
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- PHILIPP, Matthias
D-71665 Vaihingen (DE)
- HERRMANN, Bernd
D-74343 Sachsenheim (DE)
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Entgegenhaltungen: :
DE-A- 19 803 567 US-A- 4 688 138 US-A- 5 363 270
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US-A- 3 942 485 US-A- 5 291 170 US-A- 5 574 617
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
Stand der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Einspritzventil mit Doppelspule, bei
dem eine erste und zweite Magnetspule mit gleichen Kenngrößen auf dem selben Magnetkreis
angeordnet sind, deren eine Enden gemeinsam mit einer Speisespannung und deren andere
Enden einzeln mit einem ersten und zweiten Schaltmittel einer elektronischen Ansteuerschaltung
verbunden sind, wobei eine von der Ansteuerschaltung ansteuerbare Halteschaltung parallel
zur ersten Magnetspule geschaltet ist.
[0002] Ein derartiges elektromagnetisches Einspritzventil ist aus der DE-OS 2 306 007 bekannt.
Bei dem bekannten elektromagnetischen Einspritzventil dienen zwei oder mehr Magnetspulen
auf dem selben Magnetkreis und eine funktionell an diese Anordnung angepaßte elektronische
Ansteuervorrichtung dazu, das Absperrorgan des Einspritzventils zu öffnen und zu schließen,
indem durch eine erste Erregung eine das Absperrorgan aus seinem geschlossenen Zustand
öffnende elektromagnetische Anziehungskraft, durch eine zweite Erregung eine das Absperrorgan,
nachdem es einmal geöffnet wurde, in seinem geöffneten Zustand haltende elektromagnetische
Anziehungskraft, und schließlich durch eine dritte Erregung ein entgegengesetzter
magnetischer Fluß erzeugt wird, um den induzierten magnetischen Fluß zu löschen, damit
das Absperrorgan aus seinem geöffneten Zustand geschlossen wird.
[0003] Allgemein ist bei einem elektromagnetischen Einspritzventil der Stromanstieg und
damit auch der Kraftanstieg im Anker im wesentlichen durch die Induktivität und den
Widerstand der Ventilspule und die Versorgungsspannung Ubatt der Spule bestimmt. Die
Induktivität ergibt sich durch die Windungszahl der Spule und die Bauform des Magnetkreises.
Im Kraftfahrzeug ist die Versorgungsspannung auf 12 Volt begrenzt. Heutige Anforderungen
an die Einschaltzeit eines im Kraftfahrzeug eingesetzten elektromagnetischen Einspritzventils
führten bei einfacher Ventilspule zu sehr hohen Strömen, die mit bisherigen Schalttransistoren
und den vorhandenen Leitungswiderständen nicht realisiert werden können.
[0004] Bis heute wird der notwendige schnelle Strom- und Kraftanstieg im Einspritzventil
beim Einschalten mit höherer Spannung aus einem Boosterkondensator, der mit einem
Gleichspannungs-Gleichspannungs-Umrichter oder durch Recharge aufgeladen wird, erzielt.
Der Gleichspannungs-Gleichspannungs-Umrichter ist bei Magnetkreisen mit hohen Wirbelstromverlusten
notwendig, da hier ein Recharge mit der Induktivität des Ventils einen zu schlechten
Wirkungsgrad hat. Außerdem würde der Recharge mit dem Ventil zu zu langen Ladezeiten
des Boosterkondensators führen. Der Rechargestrom führt zu einer Erregung im Magnetkreis,
der die Sicherheit gegen Leckage und ungewolltes Öffnen des Ventils verringert.
Aufgaben und Vorteile der Erfindung
[0005] Somit ist es Aufgabe dieser Erfindung, ein zuverlässig arbeitendes elektromagnetisch
betätigtes Einspritzventil mit möglichst kurzen Ein- und Ausschaltzeiten und geringem
Schaltungsaufwand zu erreichen.
[0006] Die obige Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektromagnetischen Einspritzventil
dadurch gelöst, daß die beiden Magnetspulen gegenläufig gewickelt sind, so daß sich
ihre Kraftwirkungen bei gleichem Erregungsstrom aufheben, und daß die Ansteuerschaltung
die Schaltmittel während eines kompletten Öffnungs-Halte-Schließzyklus des Ventiles
so ansteuert, daß
- 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.
[0007] Durch die Doppelspule mit aufhebender Wirkung wird der eigentliche Einschaltvorgang
des Ventils, d.h. das Öffnen des Ventils in der zweiten Phase in einen Abschaltvorgang
in einer der beiden Spulen umgewandelt. Der schnelle Stromabfall wird jetzt durch
die Dimensionierung der Löschspannung bestimmt. Schnelle Anstiegszeiten der Kraft
sind damit ohne eine Erhöhung der Versorgungsspannung realisierbar. Die Ansteuerung
des Einspritzventils ist mit herkömmlicher Schaltendstufe oder durch eine stromgeregelte
Schaltendstufe realisierbar. Durch die Umkehrung des Differenzstroms beim Ausschalten
ist es außerdem möglich, den Schließvorgang zu verkürzen. Ein wesentlicher Vorteil
der Erfindung liegt somit in der Vereinfachung und Verbilligung der Endstufe. Der
Boosterkondensator und der Gleichspannungs-Gleichspannungs-Umrichter können im Steuergerät
entfallen. Dadurch ist die Endstufe auch einfacher im Steuergerät integrierbar.
[0008] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen sowie
in der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
elektromagnetischen Einspritzventils mit Doppelspule deutlich, wenn diese Beschreibung
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung gelesen wird.
Zeichnung
[0009]
- 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.
Ausführungsbeispiel
[0010] In der in Figur 1 dargestellten Schaltung ist mit 1 ein Ersatzschaltbild eines elektromagnetischen
Einspritzventils mit Doppelspule dargestellt. Darin besteht der Magnetkreis des Einspritzventils
1 aus zwei gegenläufig gewickelten Magnetspulen SP1 und SP2. Beide Magnetspulen SP1,
SP2 haben die selben Kenngrößen, d.h. Windungszahl, Induktivität L und Wicklungswiderstand
R
cu, und ihre Kraftwirkung hebt sich aufgrund der gegenläufigen Wicklungsrichtung bei
gleichem Strom ISP1, ISP2 auf. Beide Magnetspulen SP1 und SP2 sind mit ihrem einen
Ende gemeinsam an eine Versorgungsspannung z.B. im Kraftfahrzeug Ubatt = 12 Volt gelegt.
Ein erstes Schaltmittel S1, das symbolisch als einfacher steuerbarer Schalter dargestellt
ist, liegt in Reihe zur ersten Magnetspule SP1, ist einer stromgeregelten Schaltendstufe
2 zugeordnet und wird von einem Ansteuersignal A1/2 derselben geöffnet und geschlossen.
Im Stromkreis der ersten Magnetspule SP1 liegt ferner ein Strommessglied, das in Figur
1 ein in Reihe zum ersten Schaltmittel S1 liegender Widerstand R
sens ist, wobei die an diesem Widerstand R
sens abfallende Spannung proportinal zu dem durch ihn fließenden Strom ISP1 des Stromkreises
der ersten Magnetspule SP1 ist.
[0011] Parallel zum ersten Schaltmittel S1 und zum Strommessglied R
sens ist ein erstes Löschmittel, z.B. in Form einer Zenerdiode ZD1 mit der Zenerspannung
U
ZD1, geschaltet. Alternativ kann eine RC-Löschung vorgesehen sein. Das erste Löschmittel
ZD1 dient zum schnellen Abschalten des Stroms ISP1 durch die erste Magnetspule SP1,
wie nachstehend noch näher erläutert wird. Ferner liegt eine aus einem durch ein Ansteuersignal
1/1 von der stromgeregelten Schaltendstufe 2 öffen- und schließbares Schaltmittel
S/1 und einer Diode gebildete Halteschaltung parallel zur ersten Magnetspule SP1,
die zum Halten des geöffneten Zustands des Einspritzventils bei geöffnetem ersten
Schaltmittel S1 dient, wie nachstehend näher erläutert wird.
[0012] Außerdem liegt in Reihe zur zweiten Magnetspule SP2 ein zweites durch ein Ansteuersignal
A2 öffen- und schließbares Schaltmittel S2, dem ein zweites Löschmittel in Form einer
Zenerdiode ZD2 parallel geschaltet ist. Das zweite Schaltmittel S2 wird von einer
ungeregelten einfachen Schaltendstufe 3 betätigt. Die parallel zum zweiten Schaltmittel
S2 liegende, als zweites Löschmittel dienende, Zenerdiode ZD2 dient zum schnellen
Abschalten des Stroms ISP2 durch die zweite Magnetspule SP2, wie nachstehend erläutert
wird.
[0013] Alternativ zu der in Figur 1 gezeigten bevorzugten Schaltungsausführung ist es auch
möglich in anderen Ausführungen mit zwei einfachen Schaltendstufen ohne Stromregelung
das Doppelspuleneinspritzventil 1 zu betreiben. Die nachstehend beschriebene Stromabsenkung
der Haltephase ist dann allerdings nicht möglich.
[0014] Nachstehend werden Funktion und Wirkungsweise der beschriebenen und in Figur 1 dargestellten
erfindungsgemäßen Schaltung des elektromagnetischen Doppelspuleneinspritzventils anhand
des in Figur 2 dargestellten Signal-Zeitdiagramms beschrieben. In Figur 2A-2E sind
die zeitlichen Abläufe jeweils des Ansteuersignals A2 für das zweite Schaltmittel
(Figur 2A), des Ansteuersignals A1/2 für das erste Schaltmittel S1 (Figur 2β), des
Ansteuersignals A1/1 für die Halteschaltung (Figur 2C), des Differenzstroms Id = ISP1
- ISP2 der Ströme durch die erste und zweite Magnetspule SP1 und SP2 (Figur 2D) sowie
der Einzelströme ISP1, ISP2 durch die erste und zweite Magnetspule SP1 und SP2 über
einen gesamten in vier Phasen, Phase 1, Phase 2, Phase 3, Phase 4 unterteilten Öffnungs-Halte-Schließzyklus
von einem Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t6 dargestellt. Die nachstehende Beschreibung
erfolgt in der Reihenfolge der Phase 1 bis zur Phase 4.
Ladevorgang, Phase 1; t0-t1:
[0015] Bei t0 werden oder sind beide Schaltmittel S1, S2 eingeschaltet; A2 und A1/2 sind
EIN (Figur 2A und B). Der Anstieg der Ströme ISP1, ISP2 erfolgt relativ langsam (Figur
2E). Der maximale Strom I
0-EIN = Ubatt/R
cu ist bei Ubatt = 12 Volt kleiner als I
0-AUS beim Abschalten in Phase 2. Beide Spulen SP1, SP2, d.h. beide Schaltmittel S1,
S2 müssen daher relativ früh vor dem eigentlichen Öffnen des Ventils 1 eingeschaltet
werden. Der Strom in dieser Phase kann durch geeignete Wahl der Schließzeit vor Phase
2 (Öffnungszeit tl) gesteuert werden. Eine alternative Möglichkeit stellt die Stromregelung
in beiden Spulen SP1, SP2 dar. Die Steigung des Stromanstiegs zum Zeitpunkt t0 gibt
die Zeitkonstante Tau = L/R
cu an. Aufgrund der gleichen Kenngrößen und der gegensinnigen Wicklung der beiden Magnetspulen
SP1, SP2 ist der Differenzstrom Id = ISP1 - ISP2 = 0 (Figur 2D).
Öffnen des Ventils, Phase 2; t1-t3:
[0016] Zu Beginn zum Zeitpunkt t1 wird der Strom Isp2 durch Öffnen von S2 durch A2 = AUS
mit der einfachen Schaltendstufe 3 schnell mit Löschung durch die zweite Zenerdiode
ZD2 abgeschaltet (Figur 2A). Der Stromgradient beim Abschalten zum Zeitpunkt t1 wird
durch I
0-AUS = U
ZD2/Rcu und Tau = L/Rcu bestimmt. Bei entsprechend hoher Löschspannung U
ZD2 der Zenerdiode ZD2 ist dieser Stromgradient wesentlich höher als beim Einschalten.
Der Strom ISP1 durch die Magnetspule SP1 bleibt auf Anzugsstromniveau I
0-EIN eingeschaltet. Dies kann alternativ auch durch eine Stromregelung durchgeführt
werden (vgl. Figur 2E). Der Kraftanstieg im Ventil ist proportional dem Quadrat des
Differenzstrom Id = ISP1 - ISP2 und daher sehr schnell (kurze Einschaltzeit).
Haltephase 3 bei geöffnetem Ventil: t3-t5:
[0017] Der Differenzstrom Id (Figur 2D) wird in der Haltephase mit der stromgeregelten Schaltendstufe
2, die den Stromregler 4 enthält, an der Magnetspule SP1 auf das Haltestromniveau
abgesenkt und durch die Stromregelung zwischen Id-Hmax und Id-Hmin geregelt. Das Abschalten
von S1 mit dem Ansteuersignal A1/2 erfolgt mit Stromlöschung durch die erste Zenerdiode
ZD1. Auch hier gilt, daß eine entsprechend hohe Zenerspannung U
ZD1 das Löschen und damit den Abschaltvorgang des Stroms ISP1 beschleunigt. Zum Halten
des Haltestromniveaus wird die Halteschaltung, d.h. das Schaltmittel S1/1 durch das
Ansteuersignal A1/1 geschlossen (Figur 2C) und S1 intermittierend geöffnet und geschlossen
(Figur 2β). Der Haltestrom ISP1-H wird in Phase 3 zwischen ISP1-Hmax und ISP1-Hmin
geregelt.
Schließen des Ventil; Phase 4, t5-t6:
[0018] Zum Schließen des Ventils wird entweder nur der Strom ISP1 durch die Magnetspule
SP1 abgeschaltet oder, was in Figur 2 nicht dargestellt ist, zur Unterstützung des
Schließvorgangs mit noch kürzeren Ausschaltzeiten der Strom ISP1 durch die Spule SP1
bei gleichzeitigem kurzen Einschalten des Stroms ISP2 durch die Magnetspule 2 abgeschaltet.
Der Differenzstrom Id und damit die Kraftwirkung werden dadurch umgekehrt.
[0019] Figur 2 zeigt außerdem in den Phasen 2, 3 und 4 die mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen
erreichbaren hohen negativen Stromgradienten, die durch die eingetragenen Zeitkonstanten
Tau symbolisiert sind.
[0020] Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Doppelmagnetspule mit aufhebender Wirkung wird
der eigentliche Einschaltvorgang des elektromagnetischen Einspritzventils, d.h. sein
Öffnen in der Phase 2 in einen Abschaltvorgang in einer der beiden Magnetspulen umgewandelt.
Der schnelle Stromabfall wird durch die Dimensionierung der Löschspannung bestimmt.
Schnelle Anstiegszeiten der Kraft sind damit ohne die Versorgungsspannung hochsetzende
Maßnahmen realisierbar. Die Ansteuerung des elektromagnetischen Einspritzventils ist
mit herkömmlicher Schaltendstufe bzw., wie im o.b. bevorzugten Ausführungsbeispiel,
mit stromgeregelter Schaltendstufe realisierbar. Durch Umkehrung des Differenzstroms
Id beim Ausschalten in Phase 4 ist es außerdem möglich den Schließvorgang zu verkürzen.
[0021] Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt somit in der Vereinfachung der Endstufe.
Der Boosterkondensator und der Gleichspannungs-Gleichspannungsumrichter im Steuergerät
entfallen. Dadurch läßt sich die Endstufe einfacher im Steuergerät integrieren.
1. 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, daß
- in 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, und
- in 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. Einspritzventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschmittel jeweils eine Zenerdiode (ZD) aufweisen.
7. 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).
8. Einspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Strommeßglied (Rsens) ein in Reihe zum ersten Schaltmittel (S1) geschalteter Widerstand ist.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
1. Electromagnetic injection valve (1) with a double coil, in which a first and second
solenoid (SP1, SP2) with identical characteristic variables are arranged on the same
magnetic circuit, the one ends of which are jointly connected to a feed voltage (Ubatt)
and the other ends of which are individually connected to first and second setting
means (S1, S2) of an electronic driving circuit (2, 3), a holding circuit (S1/1) which
can be driven by the driving circuit being connected in parallel with the first solenoid
(SP1),
characterized in that the two solenoids (SP1, SP2) are wound in opposite directions so that their force
effects cancel one another out when they have the same excitation current, and
in that the driving circuit actuates the setting means (S1, S2) during a complete opening/holding/closing
cycle (t0-t6) of the valve (1) in such a way that
- in a first phase (t0-t1), an initial charging process takes place with the valve
closed, both the setting means (S1, S2) being closed when the holding circuit (S1/1)
is inactive, and a relatively slow rise in the current (ISP1, ISP2) which flows through
the two solenoids taking place,
- in a second phase (t1-t3), which is an opening phase of the valve, the current (ISP2)
through the second solenoid (SP2) is switched off quickly by opening the second switching
means (S2), while the first setting means (S1) remains closed and the holding circuit
(S1/1) remains inactive,
- during a third phase, a holding phase (t3-t5), the holding circuit (S1/1) is activated
and as a result the current (ISP1) through the first solenoid (SP1) is lowered to
a holding current strength (ISP1-H), and
- in a fourth phase (t5-t6), which is a closing phase, at least the holding circuit
(S1/1) is deactivated in order to close the valve, and the first switching means (S1)
is opened.
2. Injection valve according to Claim 1, characterized in that the driving circuit sets the currents flowing through the two coils (SP1, SP2) in
the first phase (t0-t1), by determining the closing time of the two switching means
(S1, S2).
3. Injection valve according to Claim 1, characterized in that, in the first phase (t0-t1), the driving circuit (2, 3) sets the strength of the
current flowing through the solenoids (SP1, SP2) by regulating the current flowing
through both solenoids.
4. Injection valve according to one of Claims 1-3, characterized in that first extinguishing means (ZD1) which increase the current gradient when the current
through the first switching means (S1) is switched off are connected in parallel with
the first switching means (S1).
5. Injection valve according to one of Claims 1-4, characterized in that second extinguishing means (ZD2) which increase the current gradient when the current
through the second switching means (S2) is switched off, and thus accelerate the opening
of the valve at the start of the second phase (t1-t3), are connected in parallel with
the second switching means (S2).
6. Injection valve according to Claim 4 or 5, characterized in that the extinguishing means each have a Zener diode (ZD).
7. Injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that a current measuring element (Rsens) is provided in the circuit of the first solenoid (SP1), and the driving circuit
(2, 3) has a current regulator (4) which is connected to the current measuring element
(Rsens), at least for regulating the current (ISP1) flowing in the circuit of the first
solenoid (SP1).
8. Injection valve according to Claim 7, characterized in that the current measuring element (Rsens) is a resistor which is connected in series with the first switching means (S1).
9. Injection valve according to Claim 7 or 8, characterized in that, in the second phase (t1-t3), the current regulator (4) of the driving circuit (2,
3) regulates the current (ISP1) flowing through the magnetic circuit of the first
solenoid (SP1).
10. Injection valve according to one of Claims 7-9, characterized in that, during the holding phase (t3-t5), the current regulator (4) of the driving circuit
(2, 3) regulates the current flowing through the magnetic circuit of the first solenoid
(SP1) by intermittently activating/deactivating the holding circuit (S1/1) between
a minimum and maximum holding current (ISP1-H-min., ISP1-H-max.) when the first switching
means (S1) is closed.
11. Injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that, at the start of the fourth phase (t5-t6), the driving circuit (2, 3) briefly closes
the second switching means (S2) when the first switching means (S1) are opened.
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).