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DE10232742A1 - Driver stage for solenoid valve of automobile IC engine has solenoid valve inductance coupled to each supply terminal on either side via controlled switching device and diode - Google Patents

Driver stage for solenoid valve of automobile IC engine has solenoid valve inductance coupled to each supply terminal on either side via controlled switching device and diode Download PDF

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Publication number
DE10232742A1
DE10232742A1 DE10232742A DE10232742A DE10232742A1 DE 10232742 A1 DE10232742 A1 DE 10232742A1 DE 10232742 A DE10232742 A DE 10232742A DE 10232742 A DE10232742 A DE 10232742A DE 10232742 A1 DE10232742 A1 DE 10232742A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
supply voltage
diode
inductance
phase
driver
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.)
Ceased
Application number
DE10232742A
Other languages
German (de)
Inventor
Gianni Dipl.-Ing. Padroni
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
INA Schaeffler KG
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 INA Schaeffler KG filed Critical INA Schaeffler KG
Priority to DE10232742A priority Critical patent/DE10232742A1/en
Publication of DE10232742A1 publication Critical patent/DE10232742A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426Oil control valves
    • F01L2001/3443Solenoid driven oil control valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract

The driver stage has a solenoid valve inductance (L1) connected to the intermediate terminal (LA1,LA2) between a controlled switching device (M1,M2) and a series diode (D2,D1) on either side, the switching device connected to one side of the inductance and the diode connected to the opposite side of the inductance connected to the same supply terminal (A1,A2). The control inputs (G1,G2) of the switching devices are switched in dependence on the engine crankshaft angle. An Independent claim for a driver device with a driver stage for am IC engine solenoid valve is also included.

Description

Treiberstufe für ein Solenoidventildriver stage for a solenoid valve

Die Erfindung bezieht sich auf eine Treiberstufe für ein Solenoidventil eines Innenverbrennungsmotors. Ein derartiges Solenoidventil wird zur Steuerung eines Ventilhubs eines Ein- oder Auslassventils durch ein hydraulisches System verwendet. Die Steuerung erfolgt hierbei in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel, wobei im allgemeinen ein Zyklus durch zwei Kurbelwellenumdrehungen (720° Kurbelwellenwinkel) erreicht wird.The invention relates to a Driver level for a solenoid valve of an internal combustion engine. Such a thing Solenoid valve is used to control a valve lift of an on or Exhaust valve used by a hydraulic system. The control takes place depending of a crankshaft angle, generally one cycle through two crankshaft revolutions (720 ° crankshaft angle) is achieved.

Derartige Solenoidventile benötigen im allgemeinen bei ihrer Betätigung eine erhebliche Energie, die entsprechend zu einem Mehrverbrauch des Motors zur Erzeugung der Hilfsenergie führt.Such solenoid valves need in general when operating a significant amount of energy, corresponding to an increase in consumption of the engine leads to the generation of auxiliary energy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Treiberstufe für ein Solenoidventil zu schaffen, die einen sicheren Betrieb ermöglicht und dennoch einen relativ geringen Energieaufwand benötigt.The invention is based on the object a driver level for to create a solenoid valve that enables safe operation and nevertheless requires a relatively small amount of energy.

Diese Aufgabe wird durch eine Treiberstufe nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen. Hierbei ist insbesondere eine Treibervorrichtung mit der erfindungsgemäßen Treiberstufe und einer Steuereinrichtung vorgesehen, die in dem Motorsteuergerät des Fahrzeuges realisiert sein kann oder auch als separate Einrichtung vorgesehen sein kann.This task is accomplished through a driver stage solved according to claim 1. The subclaims describe preferred further training. Here is particular a driver device with the driver stage according to the invention and a Control device provided in the engine control unit of the vehicle can be realized or provided as a separate device can be.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zumindest einen Teil der in der Induktivität des Solenoid-Ventils gespeicherten magnetischen Energie zurückzugewinnen. Hierzu wird durch Diodeneinrichtungen – vorzugsweise jeweils einzelne Dioden bzw. Transistordioden oder auch mehrere Bauelemente mit der Gesamtcharakteristik einer Diode – die gespeicherte magnetische Energie wieder als Strom zurückgeführt. Die Schaltung des Stroms durch die Induktivität erfolgt erfindungsgemäß durch zwei Schalteinrichtungen, von denen eine zwischen dem ersten bzw. positiven Versorgungsspannungsanschluss und der Induktivität und die zweite zwischen der Induktivität und dem anderen bzw. negativen Versorgungsspannungsanschluss vorgesehen ist. Bei leitendem Zustand beider Schalteinrichtungen fließt somit ein Strom durch die Induktivität; bei gesperrtem Zustand lediglich einer Schalteinrichtung, insbesondere der ersten Schalteinrichtung, kann eine Entladung der Induktivität über den geschlossenen Stromkreis der leitenden Schalteinrichtung erreicht werden; bei stromdurchflossener Spule und nachfolgendem Sperren beider Schalteinrichtungen kann die erfindungsgemäße Rückführung der Energie erreicht werden. Diese Schaltzustände können durch die erfindungsgemäße Treibervorrichtung in geeigneter Weise zum Erreichen des gewünschten Verhaltens in einer Aufladephase, einer Beschleunigungsphase, einer Entladungsphase, einer Haltephase und einer Abschlussphase ausgewählt und eingestellt werden.The invention is based on the idea at least a portion of that stored in the inductance of the solenoid valve recover magnetic energy. For this purpose, diode devices - preferably individual ones Diodes or transistor diodes or several components with the Overall characteristic of a diode - the stored magnetic Energy returned as electricity. The circuit of current through inductance takes place according to the invention two switching devices, one of which is between the first or positive supply voltage connection and the inductance and the second between the inductance and the other or negative supply voltage connection provided is. When both switching devices are in a conductive state, they flow a current through the inductor; in the locked state, only one switching device, in particular the first switching device, the inductance can be discharged via the closed circuit of the conductive switching device reached become; with current-carrying coil and subsequent blocking Both switching devices, the feedback of the invention Energy can be achieved. These switching states can be achieved by the driver device according to the invention in a suitable way to achieve the desired behavior in a Charging phase, an acceleration phase, a discharge phase, a holding phase and a final phase can be selected and set.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert.The invention is illustrated below the accompanying drawings in some embodiments explained.

Es zeigen:Show it:

1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Treiberstufe; 1 a block diagram of a driver stage according to the invention;

2 ein Zeitdiagramm eines Zyklus mit den Stromverläufen während der einzelnen Phasen des Zyklus; 2 a timing diagram of a cycle with the current profiles during the individual phases of the cycle;

3A einen Schaltzustand der in 1 gezeigten Treiberstufe während einer Aufladephase; 3B ein Stromdiagramm mit dem entsprechenden zeitlichen Verhalten des Stromes; 3A a switching state of in 1 driver stage shown during a charging phase; 3B a current diagram with the corresponding temporal behavior of the current;

4A,4B Schaltzustände der in 1 gezeigten Treiberstufe während einer Beschleunigungsphase in einem ersten und zweiten Zeitabschnitt; 4C ein Stromdiagramm mit dem entsprechenden zeitlichen Verhalten des Stromes; 4A . 4B Switching states of the in 1 driver stage shown during an acceleration phase in a first and second time period; 4C a current diagram with the corresponding temporal behavior of the current;

5A einen Schaltzustand der in 1 gezeigten Treiberstufe während einer Entladungsphase; 5C ein Stromdiagramm mit dem entsprechenden zeitlichen Verhalten des Stromes; 5A a switching state of in 1 driver stage shown during a discharge phase; 5C a current diagram with the corresponding temporal behavior of the current;

6A,6B Schaltzustände der in 1 gezeigten Treiberstufe während einer Haltephase in einem ersten und zweiten Zeitabschnitt; 6C ein Stromdiagramm mit dem entsprechenden zeitlichen Verhalten des Stromes; 6A . 6B Switching states of the in 1 driver stage shown during a hold phase in a first and second time period; 6C a current diagram with the corresponding temporal behavior of the current;

7A einen Schaltzustand der in 1 gezeigten Treiberstufe während einer Abschlussphase; 5C ein Stromdiagramm mit dem entsprechenden zeitlichen Verhalten des Stromes. 7A a switching state of in 1 driver stage shown during a final phase; 5C a current diagram with the corresponding temporal behavior of the current.

Die in 1 gezeigte Treiberstufe 1 weist eine erste Anschlussklemme A1 zum Anschluss an eine positive Versorgungsspannungsklemme VS und eine zweite Anschlussklemme A2 zum Anschluss an eine negative Versorgungsspannungsklemme GND eines Fahrzeuges auf. An die Anschlussklemmen A1, A2 sind jeweils Schalteinrichtungen angeschlossen. Die beiden Schalteinrichtungen können insbesondere als Festkörper-Leistungsschalter M1 und M2, z. B. als MOSFETs, JFETs, HEXFETs mit Gate-Anschlüssen G1 und G2 ausgeführt sein. Die Gates G1, G2 dienen hierbei als Steuereingänge der Treiberstufe. Im folgenden wird von selbstsperrenden MOSFETs M1, M2 vom Anreicherungstyp ausgegangen, die lediglich bei Anliegen einer logischen Eins an dem jeweiligen Gate G1, G2 leiten.In the 1 shown driver stage 1 has a first connection terminal A1 for connection to a po sitive supply voltage terminal VS and a second connection terminal A2 for connection to a negative supply voltage terminal GND of a vehicle. Switching devices are connected to the connection terminals A1, A2. The two switching devices can in particular as solid-state circuit breakers M1 and M2, for. B. as MOSFETs, JFETs, HEXFETs with gate connections G1 and G2. The gates G1, G2 serve as control inputs of the driver stage. In the following, self-locking MOSFETs M1, M2 of the enhancement type are assumed, which only conduct when a logic one is present at the respective gate G1, G2.

Zwischen den anderen Anschlüssen der Schalter M1, M2 sind die Anschlüsse der Induktivität eines Solenoid-Ventils angeschlossen. Somit fließt lediglich ein Strom i von dem ersten Versorgungsspannungsanschluss zu dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss, wenn beide Schalter M1, M2 leiten (logisches UND). Zwischen den zweiten (Source-) Anschlüssen der MOSFETs M1, M2 und den Versorgungsspannungsanschlüssen sind eine erste bzw. zweite Diode D1, D2 geschaltet, die somit jeweils parallel der Reihenschaltung aus der Induktivität und dem ersten bzw. zweiten MOSFET liegen.Between the other connections of the Switches M1, M2 are the connections of inductance a solenoid valve connected. Thus, only a current i flows from the first supply voltage connection to the second supply voltage connection, if both switches M1, M2 are conducting (logical AND). Between second (source) connections of the MOSFETs M1, M2 and the supply voltage connections a first and second diode D1, D2 switched, respectively parallel to the series connection of the inductance and the first or second MOSFET lie.

Von Punkt A zu Punkt B der 2 wird der in 2 gezeigte Strom i benötigt, d.h. ein möglichst schneller Aufladevorgang. Hierzu steuern gemäß 3A, B beide Gates G1, G2 den jeweiligen MOSFET M1, M2 aus, d.h. es liegen logische Einsen an den Gates G1, G2 an. Es ergibt sich der in 3B gezeigte Aufladestrom für die Induktivität L1 mit der Gleichung

Figure 00040001
mit x = Solenoid-Ventil-Hub, Φ = Magnetischer Fluss in dem magnetischen Pfad des Solenoids, I= Stromstärke, V= Anliegende Spannung, R = Gesamtwiderstand des Elektrischen Schaltkreises (Strompfad von 3) und t= Zeit.From point A to point B the 2 will the in 2 shown current i required, ie the fastest possible charging process. To do this, control according to 3A . B both gates G1, G2 from the respective MOSFET M1, M2, ie there are logic ones at the gates G1, G2. The result is in 3B shown charging current for the inductance L1 with the equation
Figure 00040001
with x = solenoid valve stroke, Φ = magnetic flux in the magnetic path of the solenoid, I = current, V = applied voltage, R = total resistance of the electrical circuit (current path from 3 ) and t = time.

Die geleistete Arbeit ist

Figure 00040002
wobei
Figure 00040003
der mittlere Stromwert zwischen Ta und Tb ist. Ta ist natürlich eine Funktion von L(x, Φ), R und
Figure 00040004
wie oben beschrieben.The work done is
Figure 00040002
in which
Figure 00040003
is the mean current value between Ta and Tb. Ta is of course a function of L (x, Φ), R and
Figure 00040004
as described above.

Bei der Beschleunigungsphase von Punkt B in 2 zu Punkt C soll der Stromwert des Spulenstroms i weitgehend konstant gehalten werden. Hierzu ist das System gemäß 4 aufgebaut.During the acceleration phase from point B in 2 at point C, the current value of the coil current i should be kept largely constant. The system is according to 4 built up.

Während der Ton-Phase wird der Spulenstrom angetrieben durchWhile the tone phase is driven by the coil current

Figure 00050001
Figure 00050001

Während der Toff-Phase wird der Spulenstrom angetrieben durch:

Figure 00050002
wobei Vd die Diodengrenzspannung und Rs der Gesamtwiderstand ist.During the toff phase, the coil current is driven by:
Figure 00050002
where Vd is the diode cut-off voltage and Rs is the total resistance.

Unter der im wesentlichen gültigen Annahme, dass L(x, Φ) konstant während jedes Zyklus T ist und i(t)=

Figure 00050003
können entsprechende Beziehungen definiert werden zwischen Ton und T oder Toff und T.Assuming the essentially valid assumption that L (x, jedes) is constant during each cycle T and i (t) =
Figure 00050003
Corresponding relationships can be defined between Ton and T or Toff and T.

Figure 00050004
Figure 00050004

Aus der vorherigen Gleichung folgt, dass die von der Versorgung gelieferte Energie sieh ergibt als

Figure 00050005
und die Stromänderung ist in erster Näherung
Figure 00060001
From the previous equation it follows that the energy supplied by the supply is seen as
Figure 00050005
and the current change is in first approximation
Figure 00060001

Der Stromänderungswert ist niedrig, da durch den erfindungsgemäßen Aufbau eine Minimierung von Ton erfolgt; somit kann erfindungsgemäß ein minimaler Kraftwert an dem Solenoid-Ventil und dementsprechend ein minimaler Strom gewährleistet werden; hierdurch wird der mittlere Stromwert minimiert und somit auch die von der Versorgung gelieferte Energie.The current change value is low, since the structure according to the invention minimizes sound; Thus, according to the invention, a minimum force value can be applied to the solenoid valve and accordingly a minimal current can be guaranteed; this minimizes the average current value and thus also the energy supplied by the supply.

Während der Entladungsphase von Punkt C in 2 fällt der Strom auf den Punkt D ab, wodurch erfindungsgemäß der Leistungsverbrauch während der Haltezeit des Ventils minimiert wird. Dementsprechend wird das System wie in 5 beschrieben ausgebildet. Bei diesem Aufbau verläuft die Spannung über die Spule wie in 5 gezeigt; somit bewirkt die Induktivität selbst durch Abbau des Magnetfeldes den Strom durch die beiden Dioden. Während dieser Phase ergibt sich ein Strom i:

Figure 00060002
wobei Rb der Gesamtwiderstand durch den Pfad in 6 ist.During the discharge phase from point C in 2 the current drops to point D, whereby according to the invention the power consumption during the holding time of the valve is minimized. Accordingly, the system is as in 5 described. With this construction, the voltage across the coil is as in 5 shown; thus the inductance causes the current through the two diodes even by breaking down the magnetic field. A current i results during this phase:
Figure 00060002
where Rb is the total resistance through the path in 6 is.

Die geleistete Arbeit ist somit

Figure 00060003
wobei
Figure 00060004
der gemittelte Stromwert zwischen Tc und Td ist und Td eine Funktion von L(X,Φ), Rb,
Figure 00060005
und
Figure 00060006
ist. Die von der Versorgung gelieferte Arbeit ist negativ, so dass durch die erfindungsgemäße Diode ein erheblicher Betrag an Energie, die in der Induktivität des Solenoid-Ventils gespeichert ist, zurückgegeben wird.The work done is thus
Figure 00060003
in which
Figure 00060004
the mean current value between Tc and Td and Td is a function of L (X, Φ), Rb,
Figure 00060005
and
Figure 00060006
is. The work done by the supply is negative, so that the diode of the invention returns a significant amount of energy stored in the inductance of the solenoid valve.

Während der Haltephase von Punkt D in 2 zu Punkt E wird der Wert des Spulenstroms konstant gehalten. Hierzu ist das System gemäß 6 aufgebaut. Während der Ton-Phase wird der Spulenstrom angetrieben durch:

Figure 00070001
During the hold phase from point D in 2 at point E the value of the coil current is kept constant. The system is according to 6 built up. During the tone phase, the coil current is driven by:
Figure 00070001

Während der Toff-Phase wird der Spulenstrom angetrieben durch:

Figure 00070002
wobei Vd die Diodengrenzspannung und Rs der Gesamtwiderstand ist.During the toff phase, the coil current is driven by:
Figure 00070002
where Vd is the diode cut-off voltage and Rs is the total resistance.

Unter der im wesentlichen gültigen Annahme, dass L(x, Φ) konstant während jedes Zyklus T ist und i(t)=

Figure 00070003
können entsprechende Beziehungen definiert werden zwischen Ton und T oder Toff und T:
Figure 00070004
Assuming the essentially valid assumption that L (x, jedes) is constant during each cycle T and i (t) =
Figure 00070003
Corresponding relationships can be defined between Ton and T or Toff and T:
Figure 00070004

Aus der vorherigen Gleichung folgt, dass die von der Versorgung gelieferte Energie sich ergibt als

Figure 00070005
und die Stromänderung ist in erster Näherung
Figure 00070006
It follows from the previous equation that the energy supplied by the supply results as
Figure 00070005
and the current change is in first approximation
Figure 00070006

Der Stromänderungswert ist niedrig, da durch den erfindungsgemäßen Aufbau eine Minimierung von Ton erfolgt; somit kann erfindungsgemäß ein minimaler Kraftwert an dem Solenoid-Ventil und dementsprechend ein minimaler Strom gewährleistet werden Hierdurch wird der mittlere Stromwert minimiert und somit auch die von der Versorgung gelieferte Energie.The current change value is low because by the structure according to the invention there is a minimization of sound; Thus, according to the invention, a minimal Force value on the solenoid valve and accordingly a minimum Electricity guaranteed As a result, the average current value is minimized and thus also the energy supplied by the supply.

Während der Abschlussphase von Punkt E in 2 zu Punkt F fällt der Strom auf Null ab, um eine Öffnung des Solenoid-Ventils zu garantieren. Dementsprechend wird das System wie in 7 beschrieben ausgebildet. Bei diesem Aufbau verläuft die Spannung über die Spule wie in 7 dargestellt. Somit bewirkt die Induktivität selbst durch den Abbau des Magnetfeldes den Strom durch die beiden Dioden. Während dieser Phase ergibt sich ein Strom i wie folgt:

Figure 00080001
wobei Rb der Gesamtwiderstand durch den Pfad in 7 ist.During the final phase of point E in 2 at point F the current drops to zero to guarantee opening of the solenoid valve. Accordingly, the system is as in 7 described. With this construction, the voltage across the coil is as in 7 shown. Thus, the inductance causes the current through the two diodes even by breaking down the magnetic field. During this phase, a current i results as follows:
Figure 00080001
where Rb is the total resistance through the path in 7 is.

Die geleistete Arbeit ist somit

Figure 00080002
wobei
Figure 00080003
der gemittelte Stromwert zwischen Tc und Td ist und Td eine Funktion von L(X,Φ), Rb und
Figure 00080004
ist. Die von der Versorgung gelieferte Arbeit ist negativ, so dass durch die erfindungsgemäße Diode ein erheblicher Betrag an Energie, die in der Induktivität des Solenoid-Ventils gespeichert ist, zurückgegeben wird. Hingegen wird herkömmlicherweise die Energie als Joulesche Wärme abgegeben.The work done is thus
Figure 00080002
in which
Figure 00080003
the average current value between Tc and Td and Td is a function of L (X, Φ), Rb and
Figure 00080004
is. The work done by the supply is negative, so that the diode of the invention returns a significant amount of energy stored in the inductance of the solenoid valve. In contrast, the energy is traditionally given off as Joule heat.

Am Schluss wird von der Versorgung eine Energie an die Leistungsstufe abgegeben in Höhe von

Figure 00090001
wobei
Figure 00090002
und
Figure 00090003
negativ sind, so dass der Energieverbrauch von der erfindungsgemäßen Leistungsstufe niedriger ist als bei einer herkömmlichen ohne die erfindungsgemäßen Dioden. Die gemittelte Leistung beträgt somit
Figure 00090004
At the end of the supply of energy is delivered to the power level in the amount of
Figure 00090001
in which
Figure 00090002
and
Figure 00090003
are negative, so that the energy consumption of the power stage according to the invention is lower than in a conventional one without the diodes according to the invention. The average power is therefore
Figure 00090004

Claims (16)

Treiberstufe für ein Solenoidventil eines Innenverbrennungsmotors, wobei die Stufe aufweist: einen ersten Versorgungsspannungsanschluss (A1) zum Anschluss an eine erste Versorgungsspannungsklemme (VPS), einen zweiten Versorgungsspannungsanschluss (A2) zum Anschluss an eine zweite Versorgungsspannungsklemme (GND), einen Solenoid-Ventil mit einer Induktivität (L1), eine zwischen dem ersten Versorgungsspannungsanschluss und einem ersten Anschluss (LA1) der Induktivität (L1) angeordnete erste Schalteinrichtung (M1) mit einem ersten Steuereingang (G1), eine zwischen dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss und einem zweiten Anschluss (LA2) der Induktivität (L1) angeordnete zweite Schalteinrichtung (M2) mit einem zweiten Steuereingang (G2), einer zwischen dem zweiten Anschluss (LA2) der Induktivität (L1) und dem ersten Versorgungsspannungsanschluss angeordneten ersten Diodeneinrichtung (D1), einer zwischen dem ersten Anschluss (LA2) der Induktivität (L1) und dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss angeordneten zweiten Diodeneinrichtung (D2), wobei die Steuereingänge (G1, G2) in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel schaltbar sind.Driver level for a solenoid valve of an internal combustion engine, the stage comprises: a first supply voltage connection (A1) for connection to a first supply voltage terminal (VPS), a second supply voltage connection (A2) for connection to a second supply voltage terminal (GND), a solenoid valve with an inductance (L1), one between the first Supply voltage connection and a first connection (LA1) of the inductance (L1) arranged first switching device (M1) with a first control input (G1), one between the second supply voltage connection and a second connection (LA2) of the inductance (L1) arranged second switching device (M2) with a second control input (G2), one between the second Connection (LA2) of the inductance (L1) and the first supply voltage connection arranged first Diode device (D1), one between the first connection (LA2) of inductance (L1) and the second supply voltage connection second diode device (D2), the control inputs (G1, G2) depending are switchable from a crankshaft angle. Treiberstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Diodeneinrichtung (D1, D2) jeweils bei leitenden Schaltein richtungen (M1, M2) in Sperrrichtung zwischen den Versorgungsspannungsanschlüssen geschaltet sind.Driver stage according to claim 1, characterized in that the first and second diode devices (D1, D2) each with conductive Switching devices (M1, M2) connected in the blocking direction between the supply voltage connections are. Treiberstufe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (M1, M2) Festkörper-Leistungsschalteinrichtungen, vorzugsweise Transistoren, insbesondere MOSFETs, JFETs, HEXFETs oder Bipolar-Transistoren, sind.Driver stage according to claim 1 or 2, characterized in that that the switching devices (M1, M2) solid-state power switching devices, preferably transistors, in particular MOSFETs, JFETs, HEXFETs or bipolar transistors. Treiberstufe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Diodeneinrichtung aus jeweils einer Diode (D1, D2) oder Transistordiode gebildet sind.Driver stage according to one of the preceding claims, characterized in that that the first and second diode devices each have a diode (D1, D2) or transistor diode are formed. Treibervorrichtung mit einer Treiberstufe nach einem der vorherigen Ansprüche und einer Steuervorrichtung, die Steuersignale an die Steuereingänge (G1, G2) zur Einstellung leitender oder sperrender Zustände der Schalteinrichtungen (M1, M2) ausgibt.Driver device with a driver stage according to one of the previous Expectations and a control device which sends control signals to the control inputs (G1, G2) for setting conductive or blocking states of the Outputs switching devices (M1, M2). Treibervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Aufladephase (A-B) die beiden Schalteinrichtungen (M1, M2) derartig leiten, dass ein Strom von dem ersten Versorgungsspannungsanschluss durch die erste Schalteinrichtung (M1), die Induktivität und die zweite Schalteinrichtung (M2) zu dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss fließt und die Diodeneinrichtungen (D1, D2) sperren.Driver device according to claim 5, characterized in that that in a charging phase (A-B) the two switching devices (M1, M2) conduct such that a current from the first supply voltage connection through the first switching device (M1), the inductance and the second switching device (M2) to the second supply voltage connection flows and block the diode devices (D1, D2). Treibervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Beschleunigungsphase (B-C) in einem ersten Zeitabschnitt (4A) die Schalteinrichtungen (M1, M2) leiten und in einem nachfolgenden zweiten Zeitabschnitt (4B) die erste Schalteinrichtung (M1) sperrt und die zweite Schalteinrichtung (M2) leitet.Driver device according to claim 5 or 6, characterized in that in an acceleration phase (BC) in a first time period ( 4A ) direct the switching devices (M1, M2) and in a subsequent second time period ( 4B ) blocks the first switching device (M1) and the second switching device (M2) conducts. Treibervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, z. B. zwei, erste und zweite Zeitabschnitte alternierend aufeinanderfolgend vorgesehen sind.Driver device according to claim 7, characterized in that several, e.g. B. alternating two, first and second periods are successively provided. Treibervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauern der ersten und zweiten Zeitabschnitte (6A, 6B) derartig gewählt sind, dass die Stromstärke (i) zumindest in den Anfangszeitpunkten und Endzeitpunkten annähernd gleich ist.Driver device according to claim 7 or 8, characterized in that the time periods of the first and second time segments ( 6A . 6B ) are selected such that the current intensity (i) is approximately the same at least in the start times and end times. Treibervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Entladungsphase (C-D) zumindest zeitweise beide Schalteinrichtungen (M1, M2) sperren und ein von dem sich abbauenden Magnetfeld in der Induktivität (L1) induzierter Strom (i) von dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss über die zweite Diodeneinrichtung, die Induktivität und die erste Diodeneinrichtung (D1) zu dem ersten Versorgungsspannungsanschluss fließt.Driver device according to one of claims 5 to 9, characterized in that that in a discharge phase (C-D) at least temporarily both switching devices (M1, M2) block and one of the degrading magnetic field in the inductance (L1) induced current (i) from the second supply voltage connection via the second diode device, the inductance and the first diode device (D1) flows to the first supply voltage connection. Treibervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Sperren der beiden Schalteinrichtungen (M1, M2) beide Schalteinrichtungen (M1, M2) leiten.Driver device according to claim 10, characterized in that that before locking the two switching devices (M1, M2) both Conduct switching devices (M1, M2). Treibervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Haltephase (D-E) in einem ersten Haltephasen-Zeitabschnitt (6A) die beiden Schalteinrichtungen (M1, M2) leiten und in einem nachfolgenden zweiten Haltephasen-Zeitabschnitt (6B) die erste Schalteinrichtung (M1) sperrt und die zweite Schalteinrichtung (M2) leitet.Driver device according to one of claims 5 to 11, characterized in that in a holding phase (DE) in a first holding phase period ( 6A ) conduct the two switching devices (M1, M2) and in a subsequent second holding phase period ( 6B ) blocks the first switching device (M1) and conducts the second switching device (M2). Treibervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, z. B. zwei, erste und zweite Haltephasen-Zeitabschnitte alternierend aufeinanderfolgend vorgesehen sind.Driver device according to claim 12, characterized in that several, e.g. B. two, first and second hold phase periods are provided alternately in succession. Treibervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauern der ersten und zweiten Haltephasen-Zeitabschnitte (6A, 6B) derartig gewählt sind, dass die Stromstärke (i) zumindest in den Anfangszeitpunkten und Endzeitpunkten annähernd gleich ist.Driver device according to claim 12 or 13, characterized in that the time periods of the first and second stop phase periods ( 6A . 6B ) are selected such that the current intensity (i) is approximately the same at least in the start times and end times. Treibervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Abschlussphase (E-F) die beiden Schalteinrichtungen (M1, M2) sperren und ein von dem sich abbauenden Magnetfeld in der Induktivität (L1) induzierter Strom (i) von dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss über die zweite Diodeneinrichtung, die Induktivität und die erste Diodeneinrichtung (D1) zu dem ersten Versorgungsspannungsanschluss fließt, bis der Strom verschwindet.Driver device according to one of claims 5 to 14, characterized in that that in a final phase (E-F) the two switching devices (M1, M2) block and one of the degrading magnetic field in the inductance (L1) induced current (i) from the second supply voltage connection via the second diode device, the inductance and the first diode device (D1) flows to the first supply voltage terminal until the current disappears. Treibervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zyklus aufeinanderfolgend eine Aufladephase (A-B), eine Beschleunigungsphase (B-C), eine Entladungsphase (C-D), eine Haltephase (D-E) und eine Abschlussphase (E-F) vorgesehen sind.Driver device according to one of claims 5 to 15, characterized in that that in a cycle there is a successive charging phase (A-B), an acceleration phase (B-C), a discharge phase (C-D), an Hold phase (D-E) and a final phase (E-F) are provided.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2876741A1 (en) * 2004-10-18 2006-04-21 Renault Sas METHOD FOR CONTROLLING CONTROL CIRCUIT AND ACTUATION DEVICE

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4413240A1 (en) * 1994-04-16 1995-10-19 Bosch Gmbh Robert Device and a method for controlling an electromagnetic consumer
DE19647215A1 (en) * 1996-01-19 1997-07-24 Festo Kg Control circuit for solenoid valve actuators
DE19701471A1 (en) * 1997-01-17 1998-07-23 Bosch Gmbh Robert Method of exciting esp. vehicle IC engine solenoid fuel-injection valve while fuel is not injected and before first fuel injection
DE19747033A1 (en) * 1997-10-24 1999-04-29 Daimler Chrysler Ag Electronic switching device for magnets, esp. electromagnetic valve control elements for an internal combustion engine
JP2001050093A (en) * 1999-08-09 2001-02-23 Denso Corp Solenoid valve driving system
DE10018175A1 (en) * 2000-04-12 2001-10-25 Bayerische Motoren Werke Ag Circuit arrangement for operating a highly dynamic electromagnetic lifting armature actuator
DE10020896A1 (en) * 2000-04-29 2001-10-31 Lsp Innovative Automotive Sys Position detection method for armature of electromagnetic setting device e..g. for gas changing valve of IC engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4413240A1 (en) * 1994-04-16 1995-10-19 Bosch Gmbh Robert Device and a method for controlling an electromagnetic consumer
DE19647215A1 (en) * 1996-01-19 1997-07-24 Festo Kg Control circuit for solenoid valve actuators
DE19701471A1 (en) * 1997-01-17 1998-07-23 Bosch Gmbh Robert Method of exciting esp. vehicle IC engine solenoid fuel-injection valve while fuel is not injected and before first fuel injection
DE19747033A1 (en) * 1997-10-24 1999-04-29 Daimler Chrysler Ag Electronic switching device for magnets, esp. electromagnetic valve control elements for an internal combustion engine
JP2001050093A (en) * 1999-08-09 2001-02-23 Denso Corp Solenoid valve driving system
DE10018175A1 (en) * 2000-04-12 2001-10-25 Bayerische Motoren Werke Ag Circuit arrangement for operating a highly dynamic electromagnetic lifting armature actuator
DE10020896A1 (en) * 2000-04-29 2001-10-31 Lsp Innovative Automotive Sys Position detection method for armature of electromagnetic setting device e..g. for gas changing valve of IC engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2876741A1 (en) * 2004-10-18 2006-04-21 Renault Sas METHOD FOR CONTROLLING CONTROL CIRCUIT AND ACTUATION DEVICE
WO2006042998A1 (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Renault S.A.S Method for monitoring a control circuit and actuating device
JP2008517200A (en) * 2004-10-18 2008-05-22 ルノー・エス・アー・エス DRIVE CIRCUIT AND DRIVE DEVICE CONTROL METHOD
US7747376B2 (en) 2004-10-18 2010-06-29 Renault S.A.S. Method for monitoring a control circuit and actuating device

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