操控喷油阀的电路布置.pdf

摘要
申请专利号：	CN201080001937.0	申请日：	2010.01.18
公开号：	CN102076946A	公开日：	2011.05.25
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|著录事项变更IPC(主分类):F02D 41/20变更事项:申请人变更前:欧陆汽车有限责任公司变更后:大陆汽车有限公司变更事项:地址变更前:德国汉诺威变更后:德国汉诺威\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):F02D 41/20申请日:20100118\|\|\|公开
IPC分类号：	F02D41/20	主分类号：	F02D41/20
申请人：	欧陆汽车有限责任公司
发明人：	G. 维雷尔
地址：	德国汉诺威
优先权：	2009.01.26 DE 102009006179.7
专利代理机构：	中国专利代理(香港)有限公司 72001	代理人：	张涛;卢江
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内容摘要

本发明说明一种用于操控内燃机的至少一个喷油阀、尤其是磁力喷油阀的电路布置，包括：电源电位接头（VP1）；参考电位接头（BP）；一个或多个汽缸线圈（L1，L2）；可控制的电压提高电路（VD），该电压提高电路（VD）被构造用于从第一电压中生成高于第一电压的第二电压，其中电压提高电路（VD）在第一输入端（E1）上与电源电位接头（VP3）相连接并且在第一输出端（A1）上通过相应的第一可控制的半导体开关元件（T3，T5）与汽缸线圈（L1，L2）相连接；和操控电路，该操控电路至少与相应的第一半导体开关元件（T3，T5）和电压提高电路（VD）相连接以用于操控，其中该操控电路被构造用于，与喷油阀之一的操作状态有关地，将第一或第二电压施加到恰好一个汽缸线圈（L1，L2）的第一线圈接头上。

权利要求书

1：一种用于操控内燃机的至少一个喷油阀、尤其是磁力喷油阀的电路布置，包括： - 在其上能分接第一电压的电源电位接头（VP1）； - 参考电位接头（BP）； - 一个或多个汽缸线圈（L1， L2），其中为了操作所分配的喷油阀，能够将电压施加到汽缸线圈的第一线圈接头（SP1（L1）， SP1（L2））上； - 可控制的电压提高电路（VD），该电压提高电路（VD）被构造用于从第一电压中生成高于第一电压的第二电压，其中电压提高电路（VD）在第一输入端（E1）处与电源电位接头（VP3）相连接，并且在第一输出端（A1）处通过相应的第一可控制的半导体开关元件（T3， T5）与汽缸线圈（L1， L2）相连接；和 - 操控电路，该操控电路至少与相应的第一半导体开关元件（T3， T5）和电压提高电路（VD）相连接以用于操控，其中该操控电路被构造用于，与喷油阀之一的操作状态有关地，将第一或第二电压施加到恰好一个汽缸线圈（L1， L2）的第一线圈接头上。
2：按照权利要求 1 的电路布置，其中所述操控电路被构造为使得在多个喷油阀的情况下，在给定的时刻，通过操控所分配的第一开关元件（T3， T5），将第一或第二电压施加到汽缸线圈中的恰好仅仅一个上。
3：按照权利要求 1 或 2 的电路布置，其中电压提高电路（VD）被构造为电压倍增器。
4：按照以上权利要求之一的电路布置，其中一个或多个汽缸线圈（L1， L2）的第二线圈接头（SP2（L1）， SP2（L2））通过第一电流测量设备（T2）与参考电位接头（BP）相连接，其中该路径能够通过不同于第一电流测量设备的第四半导体开关元件或通过构造为感测 FET 的第一电流测量设备（T2）可控制地分开。
5：按照以上权利要求之一的电路布置，其中相应汽缸线圈（L1， L2）的第一线圈接头（SP1（L1）， SP1（L2））通过相应的第一整流元件与电压提高电路（VD）的第二输出端（A2）连接为，使得当借助所分配的第一半导体开关元件（T3， T5）中断流过汽缸线圈（L1， L2）的电流时，第一整流元件实现汽缸线圈（L1， L2）的空转。
6：按照权利要求 5 的电路布置，其中第一整流元件通过能够由操控电路控制的第二半导体开关元件（T9， T10）形成，其中该整流元件是第二半导体开关元件（T9， T10）的体二极管。
7：按照以上权利要求之一的电路布置，其中第二线圈接头（SP2（L1）， SP2（L2））通过第二整流元件与电源电位接头（VP1）相连接。
8：按照权利要求 7 的电路布置，其中第二整流元件通过能够由操控电路控制的第三半导体开关元件（T9， T10）形成，其中该整流元件是第三半导体开关元件（T9， T10）的体二极管。
9：按照权利要求 4 至 8 之一的电路布置，其中将多个汽缸线圈（L1， L2）的第二线圈接头（SP2（L1）， SP2（L2））互相连接。
10：按照以上权利要求之一的电路布置，其中一个或多个汽缸线圈（L1， L2）和相应的第一半导体开关元件（T3， T5）以及一个或多个第一整流元件被构造为离散的元件，并且按照第二电压的电压强度来设计。
11：按照以上权利要求之一的电路布置，其中电压提高电路（VD）的元件、第一电流测量设备（T2）、选择性布置在第一电流测量设备的电流路径中的第四半导体开关元件、以及 2 第二电流测量设备（T6），按照第一电压的电压强度来设计，并且能够集成在一个共同的半导体芯片上。
12：按照以上权利要求之一的电路布置，其中操控电路具有用于脉冲宽度调制（PWM）的开关设备，该开关设备与可控制开关元件（T3， T5）的相应控制接头相连接，以用于调节流过相应汽缸线圈（L1， L2）的电流。
13：按照以上权利要求之一的电路布置，其中操控电路被构造用于，为了通过以导通方式连接第一半导体开关元件（T3， T5）和第一次操控电压提高电路（VD）来打开喷油阀，将第二电压施加到所分配的汽缸线圈（L1， L2）的第一线圈接头（SP1（L1）， SP1（L2））上，并且通过第一半导体开关元件（T3， T5）的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中通过第一电流测量设备（T2）进行电流测量。
14：按照以上权利要求之一的电路布置，其中操控电路被构造用于，为了通过以导通方式连接第一半导体开关元件（T3， T5）和第二次操控电压提高电路（VD）来维持喷油阀的打开，将第一电压施加到所分配的汽缸线圈（L1， L2）的第一线圈接头（SP1（L1）， SP1（L2））上，并且通过布置在第一电流测量设备的电流路径中的第四半导体开关元件的脉冲宽度调制或通过构造为感测 FET 的第一电流测量设备（T2）的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中通过第一电流测量设备（T2）进行电流测量。
15：按照所述权利要求之一、结合权利要求 6 和 8 的电路布置，其中操控电路被构造用于，为了通过截止第一半导体开关元件（T3， T5）和以导通方式连接第二半导体开关元件（T9， T10）以及第二次操控电压提高电路（VD）来闭合喷油阀，将位于参考电位接头上的第三电压施加到所分配的汽缸线圈（L1， L2）的第一线圈接头（SP1（L1）， SP1（L2））上，并且通过第二半导体开关元件（T9， T10）的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中通过第三半导体开关元件（T6）进行电流测量。

说明书

操控喷油阀的电路布置
    【技术领域】
     本发明涉及一种用于操控内燃机的至少一个喷油阀、尤其是磁力喷油阀的电路布置。背景技术为了达到最佳的燃烧过程，必须在预先规定的精确时刻迅速打开、随后保持打开并然后闭合内燃机的喷油阀，即所谓的 SDI 阀。除了准确地和迅速地打开之外，每个脉冲燃料的最小和最大喷油量、以及最小和最大喷油量的互相之间的比例（所谓的扩展度（Spreizung））是相关的。在相继跟随的脉冲的情况下，还必须可以以高的精度实现可再现的喷油量。
     最小可能的喷油量与燃料的静流量以及可调节的燃料压力范围一起，限定了喷油量的可能的扩展度，并因此限定了在给定的最小量时—例如在空载运行中—的最大可能的功率或转速。最小喷油量的降低使得尤其是在接近点火时刻实现喷油的这种喷油策略中能够进行多次喷油。由此可以以有利的方式积极地影响排放性能。因此在平均负荷和高负荷
     的情况下可以避免炭黑。同样可以通过对于催化器加热所优化的喷油策略来改善催化器的响应性能。
     通过采用对分配给喷油阀的汽缸线圈施加电流的预先规定的电流分布（Stromprofil）来进行对喷油阀的精确操控。为了打开阀，给汽缸线圈施加高的电流。为了将阀保持打开和使损耗功率最小化，用较小的电流将阀保持打开。在关断电流并且在汽缸线圈中该电流尽可能迅速衰减之后，通过将在静止状态下的阀保持闭合的弹簧力来闭合该阀。按照阀的结构方式，可以由燃料压力来辅助弹簧力。
     为了减少最小的喷油量和喷油时间，必须尽可能迅速地实施闭合过程。为了不必提高在打开过程期间要克服的弹簧力，公知有用于有源闭合阀的解决方案。这些解决方案以 “Rapid Injector Closing（迅速阀闭合） ” （RIC）的名称公知。在该方法中，在阀闭合过程期间，在汽缸线圈中短时间建立反向电流，以便将阀压紧。
     图 1 中示出一种从现有技术中公知的用于操控两个喷油阀的电路布置。给两个喷油阀分别分配一个汽缸线圈 L1， L2，这些汽缸线圈 L1， L2 可以用其第一线圈接头 SP1 （L1）， SP1（L2）互相连接，并可以分别通过一个可控制的半导体开关元件 T2， T9 与电源电位接头 VP2 或电源电位接头 VP3 相连接。在电源电位接头 VP2 上施加有 70 V 的电源电压，该电源电压通过没有示出的 DC/DC 转换器从 12 V 的车载电压中生成，并在两个方向上实现迅速的电流建立。车载电压（12 V）直接施加在电源电位接头 VP3 上。汽缸线圈 L1， L2 以其第二线圈接头 SP2（L1）， SP2（L2）分别通过可控制的半导体开关元件 T1 或 T5 与参考电位接头 BP 耦合。通过操控半导体开关元件 T1， T5 中的一个来进行选择，在给定的时刻应该操作汽缸线圈中的哪一个，并因此应该操作哪一个喷油元件。通过以导通方式连接相应的半导体开关元件 T1， T5，而以截止方式连接另一个半导体开关元件，来进行选择。通过借助半导体开关元件 T2， T9 之一的脉冲宽度调制来对流过所选出的汽缸线圈 L1， L2 的电流高度进行调节。在喷油阀的打开过程期间，通过半导体开关元件 T2，将位于电源电位接头 VP2 上的 70 V 的工作电压施加在所选出的喷油阀的第一线圈接头 SP1（L1）或 SP1（L2）上。为了生成足够高的电流和陡峭的电流上升需要高的电压，以便在短的时间内可以克服喷油阀的阀力和惯性。在完全打开喷油阀之后，正如开始时所阐述的那样，仅仅需要较小的电流，使得可以通过电源电位接头 VP3 从车载电压中供应相应的第一线圈接头。
     图 1 示出实现喷油阀的有源闭合的一种扩展方案。为此目的，第二线圈接头 SP2 （L1）， SP2（L2）分别通过半导体开关元件 T3， T4 与电源电位接头 VP2 相连接。除此之外，第一线圈接头 SP1（L1）， SP1（L2），通过另一半导体开关元件 T8 与参考电位接头 BP 相连接。
     只要在电路布置中没有规定有源的闭合，半导体开关元件 T3， T4， T8 可由二极管代替。在图 1 中示出的扩展方案中，当借助脉冲宽度调制的半导体开关元件 T9 中断流过激活的汽缸线圈的电流时，构成为场效应晶体管的半导体开关元件 T3， T4， T8 的相应的体二极管（Body-Diode）承担了作为空转二极管（Freilaufdiode）的二极管功能。
     所激活的汽缸线圈 L1， L2 的第一线圈接头 SP1（L1）， SP1（L2）可以通过半导体开关元件 T8 与参考电位相连接，其中所激活的汽缸线圈 L1， L2 的第二线圈接头 SP2（L1）， SP2（L2）同时通过所分配的半导体开关元件 T3 或 T4 与电源电位接头 VP2（70 V）相连接。由此可以生成流过汽缸线圈 L1 或 L2 的所希望的反向高电流。
     图 1 中所示出的电路布置不利的是，必须按照 70 V 来设计所有的半导体开关元件（半导体开关元件 T9 除外）、 DC/DC 转换器和在其中含有的电容器。这些构件是大的和昂贵的，并且除此之外不能或只能费事地集成在一个半导体芯片上。除此之外，对于脉冲宽度调制，必须通过（图 1 中没有示出的）分流器来进行电流测量，因为具有必要精度的优选的外部感测 FET 是极其昂贵的。
     发明内容
     因此本发明的任务是，说明一种可以以较简单的和成本有利的方式提供的电路布置，该电路布置用于操控内燃机的至少一个喷油阀、尤其是磁力喷油阀。
     该任务通过具有权利要求 1 的特征的电路布置解决。由从属权利要求中得出有利的扩展方案。
     本发明提供一种用于操控内燃机的至少一个喷油阀、尤其是磁力喷油阀的电路布置。该电路布置包括在其上可分接第一电压的电源电位接头；参考电位接头；一个或多个汽缸线圈，其中可将电压施加到汽缸线圈的第一线圈接头上，以用于操作所分配的喷油阀；可控制的电压提高电路，该电压提高电路被构造用于从第一电压中生成高于第一电压的第二电压，其中电压提高电路在第一输入端上与电源电位接头相连接并且在第一输出端上通过相应的第一可控制半导体开关元件与汽缸线圈相连接；以及操控电路，该操控电路为了操控至少与相应的半导体开关元件和电压提高电路相连接，其中该操控电路被构造用于，与喷油阀之一的操作状态有关地将第一或第二电压施加到恰好一个汽缸线圈的第一线圈接头上。
     在本发明电路布置中，可以采用与从现有技术中公知的电路布置相比较小的和成本较有利的构件。除此之外，这些构件可以以高的集成密度设置在电路载体上，或绝大部分可以设置在集成的半导体芯片上。比较而言，只需要少量的离散的元件。这通过在电源电位接头处设置与现有技术相比较仅仅较小的电源电压来实现，由此也可以较简单和成本较有利地构造 DC/DC 转换器。
     根据一种合宜的扩展方案，所述操控电路被构造为使得在许多喷油阀的情况下，在给定的时刻，通过操控所分配的第一开关元件，将第一或第二电压施加到汽缸线圈中的仅仅恰好一个上。本发明电路布置中的多个喷油阀的设置也被称作为排（Bank）。一个排是一组汽缸，其中在给定时刻只允许打开仅仅一个喷油阀。每个排的喷油阀的数量主要与内燃机的结构形式有关。
     根据另一合宜的扩展方案，电压提高电路被构造为公知的电压倍增器。由此可以从位于电源电位接头处的 35 V 的电压中获得用于操控喷油阀所需要的 70 V 的电压。由此实现了在开始时已经阐述的优点。
     在另一扩展方案中，一个或多个汽缸线圈的第二线圈接头通过第一电流测量设备与参考电位接头相连接，其中该路径可以通过不同于第一电流测量设备的第四半导体开关元件或通过构造为感测 FET 的第一电流测量设备可控制地分开。设置与现有技术相比较小的电源电压使得能够采用比分流器更可靠和更加成本有利的可集成的感测 FET。合宜地，相应汽缸线圈的第一线圈接头通过相应的第一整流元件与电压提高电路的第二输出端相连接，使得当借助所分配的第一半导体开关元件中断流过汽缸线圈的电流时，第一整流元件使得汽缸线圈能够空转。在最简单的变型方案中，可由允许汽缸线圈空转的二极管来构造第一整流元件。在此，二极管的阴极接头与第一线圈接头相连接。
     有利地通过可由操控电路控制的第二半导体开关元件、尤其是场效应晶体管（MOSFET）来形成第一整流元件，其中整流元件是第二半导体开关元件的体二极管。整流元件作为可控制半导体开关元件的扩展方案具有实现喷油阀的有源闭合（Rapid Injector Closing（迅速阀闭合））的优点。将第二半导体开关元件连接到第一线圈接头处以如下方式进行：体二极管的阴极接头与该第一线圈接头相连接，以至于该第一线圈接头可以承担空转二极管的功能。
     在另一具体的扩展方案中，第二线圈接头通过第二整流元件与电源电位接头相连接。如第一整流元件那样，可由如下的简单的二极管构造第二整流元件：所述二极管原先用于当借助所分配的第一半导体开关元件中断流过汽缸线圈的电流时实现汽缸线圈的空转的目的。在此同样合宜的是，第二整流元件通过可由操控电路控制的第三半导体开关元件、尤其是感测 FET 来形成，其中整流元件是第三整流元件的体二极管。第三半导体开关元件、尤其是感测 FET 形式的扩展方案，除了实现汽缸线圈的空转之外，也以成本有利的和精确的方式实现了在阀闭合过程期间的电流测量，由此可以特别精确地调节流过汽缸线圈的电流。
     当使喷油元件打开或保持打开时，第一感测 FET 用于进行电流测量。第二感测 FET 用于进行在喷油元件的有源闭合期间的电流测量，其中通过第二半导体开关元件的相应的脉冲宽度调制来执行电流。
     在另一具体的扩展方案中，将多个汽缸线圈的第二线圈接头互相连接。
     还将一个或多个汽缸线圈和相应的第一半导体开关元件以及一个或多个第一整
     流元件构造为离散的元件，并按照第二高的电压的电压强度来设计。与此相对地，将电压提高电路的元件、第一电流测量设备、选择性地布置在第一电流测量设备的电流路径中的第四半导体开关元件和第二整流元件，按照第一电压的电压强度来设计，并可以集成在一个共同的半导体芯片上。由此，本发明电路布置与常规的电路布置相比较，可以以较小的成本和较小的位置需求来实现。尤其是可将不直接布置在喷油元件上的所有的元件集成在共同的半导体芯片上，因为用比较小的电压来运行这些元件。
     在另一扩展方案中，操控电路具有用于脉冲宽度调制的开关设备，该开关设备与可控制的开关元件的相应控制接头相连接以用于调节流过相应汽缸线圈的电流。优选与由感测 FET 测量的电流有关地进行脉冲宽度调制。
     根据另一合宜的扩展方案，操控电路被构造用于，为了通过使第一半导体开关元件导通连接和首先操控电压提高电路来打开喷油阀，将第二电压施加到所分配的汽缸线圈的第一线圈接头上，并通过布置在第一电流测量设备的电流路径中的第四半导体开关元件的脉冲宽度调制或通过构造为感测 FET 的第一电流测量设备（T2）的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中通过第一电流测量设备进行电流测量。如毫无问题可以看出的那样，通过第一半导体开关元件同时进行对要操作的喷油阀的选择以及用于调节流过所分配的汽缸线圈的电流的脉冲宽度调制。根据另一扩展方案，操控电路被构造用于，为了通过使第一半导体开关元件导通连接和电压提高电路的第二次操控来维持喷油阀的打开，将第一电压施加到所分配的汽缸线圈的第一线圈接头上，并通过第一半导体开关元件的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中由第一电流测量设备进行电流测量。
     另一扩展方案规定，操控电路被构造用于，为了通过使第一半导体开关元件截止和使第二半导体开关元件导通连接以及第二次操控电压提高电路来闭合喷油阀，将位于参考电位接头上的第三电压施加到所分配的汽缸线圈的第一线圈接头上，并通过第二半导体开关元件的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中通过第三半导体开关元件进行电流测量。在该操控的情况下进行所选出的喷油阀的有源闭合。
     附图说明以下借助附图中的实施例详细阐述本发明。
     图 1 示出从现有技术中公知的用于操控两个喷油阀的电路布置。
     图 2A 至 2C 示出用于操控两个喷油阀的本发明电路布置，其中借助图 2A 至 2C 表明了喷油阀的不同的操作状态。
     具体实施方式
     图 2A 至 2C 中示出用于操控内燃机的一个或多个喷油阀、尤其是磁力喷油阀的本发明电路布置的实施例。本发明电路布置示例性地示出用于操控两个喷油阀的元件。这些喷油阀布置在所谓的排上，即分配给喷油阀的汽缸线圈在这些汽缸线圈的线圈接头中的一个处共同操控。这意味着，在给定的时刻借助电路布置分别只允许操作—即只允许打开和重新闭合—一个唯一的喷油阀。
     电路构造在图 2A 至 2C 中是同等的。借助图 2A 至 2C 阐述不同的操作状态或开关状态。本发明电路布置的特征在于一个唯一的电源电位接头 VP1，在其上示例性地施加 35 V 的电压。借助 DC/DC 转换器从 12 V 的车载电压中生成 35 V 的电压。该 DC/DC 转换器在图中没有示出。电源电位接头 VP1 与电压提高电路 VD 的第一输入端 E1 相连接。电压提高电路 VD 的第二输入端 E2 与参考电位接头 BP 相连接。参考电位接头 BP 与地电位相连接。电压提高电路 VD 被构造用于，从位于参考电位接头 VP 处的第一电压中生成高于第一电压的第二电压。在实施例中，电压提高电路 VD 被构造为电压倍增器，但是其中这不是强制性的。因此可以在第一输出端 A1 处提供 70 V 的电压。在所示出的拓扑中，在适当地操控可控制的半导体开关元件时，也可以用小于 35 V 的（即少于要达到的 70 V 电压的一半的）电压生成 70 V 的电压。
     电压倍增器以公知的方式包括两个互相串联的半导体开关元件 T7， T8，这两个半导体开关元件 T7， T8 连接在电源电位接头 VP1 和参考电位接头 BP 之间。半导体开关元件 T7， T8 的控制接头与在图中没有详细示出的共同的操控电路相连接。半导体开关元件 T7， T8 之间的节点 KP1 与节点 KP2 相连接，电容器 C1， C2 的相应的第一电容器接头与该节点 KP2 相连接。电容器 C1 的另一个接头与电压倍增器的第一输出端 A1 和二极管 D1 的阴极接头相连接。二极管 D1 的阳极接头与电压倍增器的第一输入端 E1 相连接。电容器 C2 的另一个接头与二极管 D2 的阳极接头和电压倍增器的第二输出端 A2 相连接。二极管 D2 的阴极接头与第二输入端 E2 以及半导体开关元件 T7 相连接。
     将汽缸线圈 L1， L2 被分配给喷油阀中的每一个。相应的第一线圈接头 SP1（L1）， SP1 （L2）通过可控制的第一半导体开关元件 T3 或 T5 与电压倍增器 VD 的第一输出端 A1 相连接。相应的第二线圈接头 SP2（L1）， SP2（L2）互相耦合，并通过以第一感测 FET T2 形式的第一电流测量设备与参考电位接头 BP 耦合。又通过图中没有示出的共同的操控电路对第一半导体开关元件 T3， T5 以及检测 FET T2 进行操控。
     通过操控电路确保了，在给定的时刻，通过操控所分配的第一半导体开关元件 T3 或 T5，将位于第一输出端 A1 上的和按照喷油阀的操作状态而可变化的电压，仅仅施加到汽缸线圈 L1， L2 中的恰好一个上。
     为了使得能够有源地闭合所打开的喷油阀，相应的第一线圈接头 SP1（L1）， SP1 （L2）通过相应的第二半导体开关元件 T9， T10 与电压倍增器 VD 的第二输出端 A2 相连接。同时，当借助所分配的第一半导体开关元件中断流过汽缸线圈的电流时，通过第二半导体开关元件 T9， T10 实现了有源的汽缸线圈的空转。
     为了能够在有源的闭合期间以及因此在有关汽缸线圈 L1， L2 中流动的反向电流期间进行测量，将第二感测 FET T6 连接在第二线圈接头 SP2（L1）， SP2（L2）和电源电位接头 VP1 之间。除了可以测量电流和用于操控的可能性之外，第二感测 FET T6 通过集成在其中的体二极管也允许汽缸线圈的空转。
     只要没有规定所打开汽缸阀的有源闭合，就可以由二极管形式的整流元件 GE1， GE2 代替第二半导体开关元件 T9， T10，并可以由（例如同样以二极管形式的）另一整流元件 GE3 代替第二感测 FET T6。在此情况下，整流元件 GE1， GE2 的阴极接头与相应的第一线圈接头 SP1（L1）， SP1（L2）相连接。整流元件 GE1， GE2 的阳极接头互相连接并且与电压倍增器的第二输出端 A2 连接。整流元件 GE3 的阳极接头与第二线圈接头 SP2（L1）， SP2（L2）
     相连接。整流元件 GE3 的阴极接头与电源电位接头 VP1 相连接。
     除此之外，已经提及的和图中没有示出的操控电路具有用于脉冲宽度调制 PWM 的开关设备，该开关设备以下面详述的方式操控第一或第二半导体开关元件或感测 FET，并因此通过有源的电流路径来实现电流调节。
     为了阐述运行特性，图 2A 至 2C 除了所示出的半导体开关元件之外，还分别示出在操作喷油阀范围内的这些半导体开关元件的打开状态或闭合状态。在此假设，通过电路布置来操作分配给汽缸线圈 L1 的喷油阀。
     图 2A 示出为了提供用于打开分配给汽缸线圈 L1 的喷油阀的电流的情况。半导体开关元件 T2， T3， T8 以导通方式连接。其余的半导体开关元件以截止方式连接。通过操控电路（在完全打开喷油阀之后）进行第一半导体开关元件 T3 的脉冲宽度调制。通过第一感测 FET T2 进行影响脉冲宽度调制的电流测量。由用 A 标识的箭头呈现出在图 2A 中所示的开关位置中所产生的电流。
     通过导通连接半导体开关元件 T8，节点 KP2 被引到相当于电源电位接头 VP1 的 35 V 的电位上。由此，充电到 35 V 的电容器 C1 将在第一输出端 A1 处可供使用的电压提高到 70 V，使得在第一半导体开关元件 T3 导通连接时，迅速上升的和高的电流可被引导通过汽缸线圈 L1。如果克服了喷油阀的惯性并且喷油阀由于由汽缸线圈 L1 所生成的磁场而被完全打开，则进行第一半导体开关元件 T3 的脉冲宽度调制，使得生成流过汽缸线圈 L1 的大致恒定的电流。在第一半导体开关元件 T3 的关断时间期间，通过半导体开关元件 T9 的体二极管和电容器 C1，可以实现由于汽缸线圈 L1 的自感应电压而流动的电流，使得产生以下的电流路径： T8-C2-T9-L1-T2。
     图 2B 示出用于提供与打开电流相比较小的维持电流的半导体开关元件的状态，在该维持电流的情况下，仅须由汽缸线圈 L1 提供相当于喷油阀的弹簧力的力。为此，如果将可由电源电位接头 1 提供的仅仅 35 V 的电压施加到第一线圈接头 SP1（L1）上，则是足够的。在该操作状态期间接通半导体开关元件 T2，T3， T7。另外的半导体开关元件 T6， T8， T9 被关断。通过第一半导体开关元件 T3 进行脉冲宽度调制。又通过半导体开关元件 T2 进行电流测量。用 B 标识在该操作状态期间产生的电流。
     由于在第一线圈接头 SP1（L1）处的与图 2A 中的情况相比较小的高度为 35V 的电源电压以及在半导体开关元件 T2 处的脉冲宽度调制，产生了流过汽缸线圈 L1 的相对于打开减小了的电流。由于打开和闭合感测 FET T2 而在汽缸线圈 L1 中所引起的自感应电压和由此所强制产生的线圈电流，可以通过二极管 D1、所打开的半导体开关元件 T6 的体二极管、线圈 L1 以及通过导通连接的半导体开关元件 T3 流动，使得产生以下的电流路径： D1-T3-L1-T6。由于感测 FET T2 在脉冲宽度调制期间不能测量流过其的电流，因此该感测 FET T2 在此期间被在相应固定的时间内关断。
     图 2C 示出在分配给汽缸线圈 L1 的喷油阀的有源闭合期间的情况。在此，半导体开关元件 T6， T7 和 T9 以导通方式连接。其余的半导体开关元件 T2， T3 和 T8 以截止方式连接。现在通过第二半导体开关元件 T9 进行脉冲宽度调制。只要需要电流测量，就通过第二感测 FET T6 来进行该电流测量。用 C 标识在此所产生的流过汽缸线圈 L1 的电流路径。
     由于半导体开关元件 T9 以及半导体开关元件 T7 的导通连接，第一线圈接头 SP1 （L1）与参考电位相连接，而通过感测 FET T6 将电源电位接头 VP1 的 35 V 施加在第二线圈接头 SP2（L1）上。由此通过汽缸线圈 L1 产生使喷油阀的闭合加速的反向电流。为了关断流过汽缸线圈 L1 的电流，打开半导体开关 T9。为了实现汽缸线圈 L1 或汽缸线圈 L2 的重新打开，除此之外，还关闭半导体开关元件 T8 并且打开半导体开关元件 T7。
     由于 T9 的脉冲宽度调制汽缸线圈 L1 中的电流的空转通过电流路径 T3-C1-T8-T6 实现。
     正如从电路拓扑以及功能说明中毫无问题可以看出的那样，用于操控一个或多个喷油阀的电路布置对于每个汽缸线圈仅仅需要两个 70 V 晶体管（T3 和 T9 或 T5 和 T10）。所有另外的半导体开关元件（T2， T6， T7， T8）可以按照 35 V 设计，并因此可以以简单的方式集成到一个共同的半导体芯片中。只要电路布置没有规定有源的闭合，半导体开关元件 T9 和 T10 或相应的二极管就同样必须按照 70 V 的电压强度来设计。
     因此可将仅仅按照 35 V 设计的半导体开关元件 T2， T6， T7 和 T8 与操控电路集成在一个共同的半导体芯片上。尤其是也可以将电容器 C1 和 C2 以及在 DC/DC 转换器中所需要的电容器按照 35 V 来设计，使得有时同样可将 DC/DC 转换器的构件集成到该半导体芯片中。
     由于也必须将规定用于电流测量的集成的感测 FET T2， T6 仅仅按照 35 V 的电压强度来设计，所以可以以高的精度和小的成本来实施电流测量。只要在电路布置中由于汽缸线圈的运行而生成高的损耗功率，就可以在电压倍增器中的节点 KP1 和 KP2 之间设置功率电阻。由此可以从半导体芯片中去除损耗功率的主要部分。
     因此，本发明以更简单和成本更加有利的方式实现了对一排喷油阀的操控。

资源描述

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1、10申请公布号CN102076946A43申请公布日20110525CN102076946ACN102076946A21申请号201080001937022申请日20100118102009006179720090126DEF02D41/2020060171申请人欧陆汽车有限责任公司地址德国汉诺威72发明人G维雷尔74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人张涛卢江54发明名称操控喷油阀的电路布置57摘要本发明说明一种用于操控内燃机的至少一个喷油阀、尤其是磁力喷油阀的电路布置，包括电源电位接头（VP1）；参考电位接头（BP）；一个或多个汽缸线圈（L1，L2）；可控制的电压提高电路（。

2、VD），该电压提高电路（VD）被构造用于从第一电压中生成高于第一电压的第二电压，其中电压提高电路（VD）在第一输入端（E1）上与电源电位接头（VP3）相连接并且在第一输出端（A1）上通过相应的第一可控制的半导体开关元件（T3，T5）与汽缸线圈（L1，L2）相连接；和操控电路，该操控电路至少与相应的第一半导体开关元件（T3，T5）和电压提高电路（VD）相连接以用于操控，其中该操控电路被构造用于，与喷油阀之一的操作状态有关地，将第一或第二电压施加到恰好一个汽缸线圈（L1，L2）的第一线圈接头上。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010122886PCT申请的申请数据PCT/EP2010/。

3、0505312010011887PCT申请的公布数据WO2010/084099DE2010072951INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图4页CN102076953A1/2页21一种用于操控内燃机的至少一个喷油阀、尤其是磁力喷油阀的电路布置，包括在其上能分接第一电压的电源电位接头（VP1）；参考电位接头（BP）；一个或多个汽缸线圈（L1，L2），其中为了操作所分配的喷油阀，能够将电压施加到汽缸线圈的第一线圈接头（SP1（L1），SP1（L2）上；可控制的电压提高电路（VD），该电压提高电路（VD）被构造用于从第一电压中生成高于第一电压的第二电压。

4、，其中电压提高电路（VD）在第一输入端（E1）处与电源电位接头（VP3）相连接，并且在第一输出端（A1）处通过相应的第一可控制的半导体开关元件（T3，T5）与汽缸线圈（L1，L2）相连接；和操控电路，该操控电路至少与相应的第一半导体开关元件（T3，T5）和电压提高电路（VD）相连接以用于操控，其中该操控电路被构造用于，与喷油阀之一的操作状态有关地，将第一或第二电压施加到恰好一个汽缸线圈（L1，L2）的第一线圈接头上。2按照权利要求1的电路布置，其中所述操控电路被构造为使得在多个喷油阀的情况下，在给定的时刻，通过操控所分配的第一开关元件（T3，T5），将第一或第二电压施加到汽缸线圈中的恰好仅仅一。

5、个上。3按照权利要求1或2的电路布置，其中电压提高电路（VD）被构造为电压倍增器。4按照以上权利要求之一的电路布置，其中一个或多个汽缸线圈（L1，L2）的第二线圈接头（SP2（L1），SP2（L2）通过第一电流测量设备（T2）与参考电位接头（BP）相连接，其中该路径能够通过不同于第一电流测量设备的第四半导体开关元件或通过构造为感测FET的第一电流测量设备（T2）可控制地分开。5按照以上权利要求之一的电路布置，其中相应汽缸线圈（L1，L2）的第一线圈接头（SP1（L1），SP1（L2）通过相应的第一整流元件与电压提高电路（VD）的第二输出端（A2）连接为，使得当借助所分配的第一半导体开关元件（T。

6、3，T5）中断流过汽缸线圈（L1，L2）的电流时，第一整流元件实现汽缸线圈（L1，L2）的空转。6按照权利要求5的电路布置，其中第一整流元件通过能够由操控电路控制的第二半导体开关元件（T9，T10）形成，其中该整流元件是第二半导体开关元件（T9，T10）的体二极管。7按照以上权利要求之一的电路布置，其中第二线圈接头（SP2（L1），SP2（L2）通过第二整流元件与电源电位接头（VP1）相连接。8按照权利要求7的电路布置，其中第二整流元件通过能够由操控电路控制的第三半导体开关元件（T9，T10）形成，其中该整流元件是第三半导体开关元件（T9，T10）的体二极管。9按照权利要求4至8之一的电路布置。

7、，其中将多个汽缸线圈（L1，L2）的第二线圈接头（SP2（L1），SP2（L2）互相连接。10按照以上权利要求之一的电路布置，其中一个或多个汽缸线圈（L1，L2）和相应的第一半导体开关元件（T3，T5）以及一个或多个第一整流元件被构造为离散的元件，并且按照第二电压的电压强度来设计。11按照以上权利要求之一的电路布置，其中电压提高电路（VD）的元件、第一电流测量设备（T2）、选择性布置在第一电流测量设备的电流路径中的第四半导体开关元件、以及权利要求书CN102076946ACN102076953A2/2页3第二电流测量设备（T6），按照第一电压的电压强度来设计，并且能够集成在一个共同的半导体芯片。

8、上。12按照以上权利要求之一的电路布置，其中操控电路具有用于脉冲宽度调制（PWM）的开关设备，该开关设备与可控制开关元件（T3，T5）的相应控制接头相连接，以用于调节流过相应汽缸线圈（L1，L2）的电流。13按照以上权利要求之一的电路布置，其中操控电路被构造用于，为了通过以导通方式连接第一半导体开关元件（T3，T5）和第一次操控电压提高电路（VD）来打开喷油阀，将第二电压施加到所分配的汽缸线圈（L1，L2）的第一线圈接头（SP1（L1），SP1（L2）上，并且通过第一半导体开关元件（T3，T5）的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中通过第一电流测量设备（T2）进行电流测量。14按照以上权。

9、利要求之一的电路布置，其中操控电路被构造用于，为了通过以导通方式连接第一半导体开关元件（T3，T5）和第二次操控电压提高电路（VD）来维持喷油阀的打开，将第一电压施加到所分配的汽缸线圈（L1，L2）的第一线圈接头（SP1（L1），SP1（L2）上，并且通过布置在第一电流测量设备的电流路径中的第四半导体开关元件的脉冲宽度调制或通过构造为感测FET的第一电流测量设备（T2）的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中通过第一电流测量设备（T2）进行电流测量。15按照所述权利要求之一、结合权利要求6和8的电路布置，其中操控电路被构造用于，为了通过截止第一半导体开关元件（T3，T5）和以导通方式连接第。

10、二半导体开关元件（T9，T10）以及第二次操控电压提高电路（VD）来闭合喷油阀，将位于参考电位接头上的第三电压施加到所分配的汽缸线圈（L1，L2）的第一线圈接头（SP1（L1），SP1（L2）上，并且通过第二半导体开关元件（T9，T10）的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中通过第三半导体开关元件（T6）进行电流测量。权利要求书CN102076946ACN102076953A1/7页4操控喷油阀的电路布置技术领域0001本发明涉及一种用于操控内燃机的至少一个喷油阀、尤其是磁力喷油阀的电路布置。背景技术0002为了达到最佳的燃烧过程，必须在预先规定的精确时刻迅速打开、随后保持打开并然后闭合。

11、内燃机的喷油阀，即所谓的SDI阀。除了准确地和迅速地打开之外，每个脉冲燃料的最小和最大喷油量、以及最小和最大喷油量的互相之间的比例（所谓的扩展度（SPREIZUNG）是相关的。在相继跟随的脉冲的情况下，还必须可以以高的精度实现可再现的喷油量。0003最小可能的喷油量与燃料的静流量以及可调节的燃料压力范围一起，限定了喷油量的可能的扩展度，并因此限定了在给定的最小量时例如在空载运行中的最大可能的功率或转速。最小喷油量的降低使得尤其是在接近点火时刻实现喷油的这种喷油策略中能够进行多次喷油。由此可以以有利的方式积极地影响排放性能。因此在平均负荷和高负荷的情况下可以避免炭黑。同样可以通过对于催化器加热所。

12、优化的喷油策略来改善催化器的响应性能。0004通过采用对分配给喷油阀的汽缸线圈施加电流的预先规定的电流分布（STROMPROFIL）来进行对喷油阀的精确操控。为了打开阀，给汽缸线圈施加高的电流。为了将阀保持打开和使损耗功率最小化，用较小的电流将阀保持打开。在关断电流并且在汽缸线圈中该电流尽可能迅速衰减之后，通过将在静止状态下的阀保持闭合的弹簧力来闭合该阀。按照阀的结构方式，可以由燃料压力来辅助弹簧力。0005为了减少最小的喷油量和喷油时间，必须尽可能迅速地实施闭合过程。为了不必提高在打开过程期间要克服的弹簧力，公知有用于有源闭合阀的解决方案。这些解决方案以“RAPIDINJECTORCLOSI。

13、NG（迅速阀闭合）”（RIC）的名称公知。在该方法中，在阀闭合过程期间，在汽缸线圈中短时间建立反向电流，以便将阀压紧。0006图1中示出一种从现有技术中公知的用于操控两个喷油阀的电路布置。给两个喷油阀分别分配一个汽缸线圈L1，L2，这些汽缸线圈L1，L2可以用其第一线圈接头SP1（L1），SP1（L2）互相连接，并可以分别通过一个可控制的半导体开关元件T2，T9与电源电位接头VP2或电源电位接头VP3相连接。在电源电位接头VP2上施加有70V的电源电压，该电源电压通过没有示出的DC/DC转换器从12V的车载电压中生成，并在两个方向上实现迅速的电流建立。车载电压（12V）直接施加在电源电位接头V。

14、P3上。汽缸线圈L1，L2以其第二线圈接头SP2（L1），SP2（L2）分别通过可控制的半导体开关元件T1或T5与参考电位接头BP耦合。通过操控半导体开关元件T1，T5中的一个来进行选择，在给定的时刻应该操作汽缸线圈中的哪一个，并因此应该操作哪一个喷油元件。通过以导通方式连接相应的半导体开关元件T1，T5，而以截止方式连接另一个半导体开关元件，来进行选择。通过借助半导体开关元件T2，T9之一的脉冲宽度调制来对流过所选出的汽缸线圈L1，L2的电流高度进行调说明书CN102076946ACN102076953A2/7页5节。0007在喷油阀的打开过程期间，通过半导体开关元件T2，将位于电源电位接头。

15、VP2上的70V的工作电压施加在所选出的喷油阀的第一线圈接头SP1（L1）或SP1（L2）上。为了生成足够高的电流和陡峭的电流上升需要高的电压，以便在短的时间内可以克服喷油阀的阀力和惯性。在完全打开喷油阀之后，正如开始时所阐述的那样，仅仅需要较小的电流，使得可以通过电源电位接头VP3从车载电压中供应相应的第一线圈接头。0008图1示出实现喷油阀的有源闭合的一种扩展方案。为此目的，第二线圈接头SP2（L1），SP2（L2）分别通过半导体开关元件T3，T4与电源电位接头VP2相连接。除此之外，第一线圈接头SP1（L1），SP1（L2），通过另一半导体开关元件T8与参考电位接头BP相连接。0009只。

16、要在电路布置中没有规定有源的闭合，半导体开关元件T3，T4，T8可由二极管代替。在图1中示出的扩展方案中，当借助脉冲宽度调制的半导体开关元件T9中断流过激活的汽缸线圈的电流时，构成为场效应晶体管的半导体开关元件T3，T4，T8的相应的体二极管（BODYDIODE）承担了作为空转二极管（FREILAUFDIODE）的二极管功能。0010所激活的汽缸线圈L1，L2的第一线圈接头SP1（L1），SP1（L2）可以通过半导体开关元件T8与参考电位相连接，其中所激活的汽缸线圈L1，L2的第二线圈接头SP2（L1），SP2（L2）同时通过所分配的半导体开关元件T3或T4与电源电位接头VP2（70V）相连接。

17、。由此可以生成流过汽缸线圈L1或L2的所希望的反向高电流。0011图1中所示出的电路布置不利的是，必须按照70V来设计所有的半导体开关元件（半导体开关元件T9除外）、DC/DC转换器和在其中含有的电容器。这些构件是大的和昂贵的，并且除此之外不能或只能费事地集成在一个半导体芯片上。除此之外，对于脉冲宽度调制，必须通过（图1中没有示出的）分流器来进行电流测量，因为具有必要精度的优选的外部感测FET是极其昂贵的。发明内容0012因此本发明的任务是，说明一种可以以较简单的和成本有利的方式提供的电路布置，该电路布置用于操控内燃机的至少一个喷油阀、尤其是磁力喷油阀。0013该任务通过具有权利要求1的特征的。

18、电路布置解决。由从属权利要求中得出有利的扩展方案。0014本发明提供一种用于操控内燃机的至少一个喷油阀、尤其是磁力喷油阀的电路布置。该电路布置包括在其上可分接第一电压的电源电位接头；参考电位接头；一个或多个汽缸线圈，其中可将电压施加到汽缸线圈的第一线圈接头上，以用于操作所分配的喷油阀；可控制的电压提高电路，该电压提高电路被构造用于从第一电压中生成高于第一电压的第二电压，其中电压提高电路在第一输入端上与电源电位接头相连接并且在第一输出端上通过相应的第一可控制半导体开关元件与汽缸线圈相连接；以及操控电路，该操控电路为了操控至少与相应的半导体开关元件和电压提高电路相连接，其中该操控电路被构造用于，与。

19、喷油阀之一的操作状态有关地将第一或第二电压施加到恰好一个汽缸线圈的第一线圈接头上。0015在本发明电路布置中，可以采用与从现有技术中公知的电路布置相比较小的和成说明书CN102076946ACN102076953A3/7页6本较有利的构件。除此之外，这些构件可以以高的集成密度设置在电路载体上，或绝大部分可以设置在集成的半导体芯片上。比较而言，只需要少量的离散的元件。这通过在电源电位接头处设置与现有技术相比较仅仅较小的电源电压来实现，由此也可以较简单和成本较有利地构造DC/DC转换器。0016根据一种合宜的扩展方案，所述操控电路被构造为使得在许多喷油阀的情况下，在给定的时刻，通过操控所分配的第一。

20、开关元件，将第一或第二电压施加到汽缸线圈中的仅仅恰好一个上。本发明电路布置中的多个喷油阀的设置也被称作为排（BANK）。一个排是一组汽缸，其中在给定时刻只允许打开仅仅一个喷油阀。每个排的喷油阀的数量主要与内燃机的结构形式有关。0017根据另一合宜的扩展方案，电压提高电路被构造为公知的电压倍增器。由此可以从位于电源电位接头处的35V的电压中获得用于操控喷油阀所需要的70V的电压。由此实现了在开始时已经阐述的优点。0018在另一扩展方案中，一个或多个汽缸线圈的第二线圈接头通过第一电流测量设备与参考电位接头相连接，其中该路径可以通过不同于第一电流测量设备的第四半导体开关元件或通过构造为感测FET的第。

21、一电流测量设备可控制地分开。设置与现有技术相比较小的电源电压使得能够采用比分流器更可靠和更加成本有利的可集成的感测FET。0019合宜地，相应汽缸线圈的第一线圈接头通过相应的第一整流元件与电压提高电路的第二输出端相连接，使得当借助所分配的第一半导体开关元件中断流过汽缸线圈的电流时，第一整流元件使得汽缸线圈能够空转。在最简单的变型方案中，可由允许汽缸线圈空转的二极管来构造第一整流元件。在此，二极管的阴极接头与第一线圈接头相连接。0020有利地通过可由操控电路控制的第二半导体开关元件、尤其是场效应晶体管（MOSFET）来形成第一整流元件，其中整流元件是第二半导体开关元件的体二极管。整流元件作为可控。

22、制半导体开关元件的扩展方案具有实现喷油阀的有源闭合（RAPIDINJECTORCLOSING（迅速阀闭合）的优点。将第二半导体开关元件连接到第一线圈接头处以如下方式进行体二极管的阴极接头与该第一线圈接头相连接，以至于该第一线圈接头可以承担空转二极管的功能。0021在另一具体的扩展方案中，第二线圈接头通过第二整流元件与电源电位接头相连接。如第一整流元件那样，可由如下的简单的二极管构造第二整流元件所述二极管原先用于当借助所分配的第一半导体开关元件中断流过汽缸线圈的电流时实现汽缸线圈的空转的目的。在此同样合宜的是，第二整流元件通过可由操控电路控制的第三半导体开关元件、尤其是感测FET来形成，其中整流。

23、元件是第三整流元件的体二极管。第三半导体开关元件、尤其是感测FET形式的扩展方案，除了实现汽缸线圈的空转之外，也以成本有利的和精确的方式实现了在阀闭合过程期间的电流测量，由此可以特别精确地调节流过汽缸线圈的电流。0022当使喷油元件打开或保持打开时，第一感测FET用于进行电流测量。第二感测FET用于进行在喷油元件的有源闭合期间的电流测量，其中通过第二半导体开关元件的相应的脉冲宽度调制来执行电流。0023在另一具体的扩展方案中，将多个汽缸线圈的第二线圈接头互相连接。0024还将一个或多个汽缸线圈和相应的第一半导体开关元件以及一个或多个第一整说明书CN102076946ACN102076953A4。

24、/7页7流元件构造为离散的元件，并按照第二高的电压的电压强度来设计。与此相对地，将电压提高电路的元件、第一电流测量设备、选择性地布置在第一电流测量设备的电流路径中的第四半导体开关元件和第二整流元件，按照第一电压的电压强度来设计，并可以集成在一个共同的半导体芯片上。由此，本发明电路布置与常规的电路布置相比较，可以以较小的成本和较小的位置需求来实现。尤其是可将不直接布置在喷油元件上的所有的元件集成在共同的半导体芯片上，因为用比较小的电压来运行这些元件。0025在另一扩展方案中，操控电路具有用于脉冲宽度调制的开关设备，该开关设备与可控制的开关元件的相应控制接头相连接以用于调节流过相应汽缸线圈的电流。。

25、优选与由感测FET测量的电流有关地进行脉冲宽度调制。0026根据另一合宜的扩展方案，操控电路被构造用于，为了通过使第一半导体开关元件导通连接和首先操控电压提高电路来打开喷油阀，将第二电压施加到所分配的汽缸线圈的第一线圈接头上，并通过布置在第一电流测量设备的电流路径中的第四半导体开关元件的脉冲宽度调制或通过构造为感测FET的第一电流测量设备（T2）的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中通过第一电流测量设备进行电流测量。如毫无问题可以看出的那样，通过第一半导体开关元件同时进行对要操作的喷油阀的选择以及用于调节流过所分配的汽缸线圈的电流的脉冲宽度调制。0027根据另一扩展方案，操控电路被构造用。

26、于，为了通过使第一半导体开关元件导通连接和电压提高电路的第二次操控来维持喷油阀的打开，将第一电压施加到所分配的汽缸线圈的第一线圈接头上，并通过第一半导体开关元件的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中由第一电流测量设备进行电流测量。0028另一扩展方案规定，操控电路被构造用于，为了通过使第一半导体开关元件截止和使第二半导体开关元件导通连接以及第二次操控电压提高电路来闭合喷油阀，将位于参考电位接头上的第三电压施加到所分配的汽缸线圈的第一线圈接头上，并通过第二半导体开关元件的脉冲宽度调制来调节流过汽缸线圈的电流，其中通过第三半导体开关元件进行电流测量。在该操控的情况下进行所选出的喷油阀的有源闭。

27、合。附图说明0029以下借助附图中的实施例详细阐述本发明。0030图1示出从现有技术中公知的用于操控两个喷油阀的电路布置。0031图2A至2C示出用于操控两个喷油阀的本发明电路布置，其中借助图2A至2C表明了喷油阀的不同的操作状态。具体实施方式0032图2A至2C中示出用于操控内燃机的一个或多个喷油阀、尤其是磁力喷油阀的本发明电路布置的实施例。本发明电路布置示例性地示出用于操控两个喷油阀的元件。这些喷油阀布置在所谓的排上，即分配给喷油阀的汽缸线圈在这些汽缸线圈的线圈接头中的一个处共同操控。这意味着，在给定的时刻借助电路布置分别只允许操作即只允许打开和重新闭合一个唯一的喷油阀。0033电路构造在。

28、图2A至2C中是同等的。借助图2A至2C阐述不同的操作状态或开关说明书CN102076946ACN102076953A5/7页8状态。0034本发明电路布置的特征在于一个唯一的电源电位接头VP1，在其上示例性地施加35V的电压。借助DC/DC转换器从12V的车载电压中生成35V的电压。该DC/DC转换器在图中没有示出。电源电位接头VP1与电压提高电路VD的第一输入端E1相连接。电压提高电路VD的第二输入端E2与参考电位接头BP相连接。参考电位接头BP与地电位相连接。电压提高电路VD被构造用于，从位于参考电位接头VP处的第一电压中生成高于第一电压的第二电压。在实施例中，电压提高电路VD被构造为电。

29、压倍增器，但是其中这不是强制性的。因此可以在第一输出端A1处提供70V的电压。在所示出的拓扑中，在适当地操控可控制的半导体开关元件时，也可以用小于35V的（即少于要达到的70V电压的一半的）电压生成70V的电压。0035电压倍增器以公知的方式包括两个互相串联的半导体开关元件T7，T8，这两个半导体开关元件T7，T8连接在电源电位接头VP1和参考电位接头BP之间。半导体开关元件T7，T8的控制接头与在图中没有详细示出的共同的操控电路相连接。半导体开关元件T7，T8之间的节点KP1与节点KP2相连接，电容器C1，C2的相应的第一电容器接头与该节点KP2相连接。电容器C1的另一个接头与电压倍增器的第。

30、一输出端A1和二极管D1的阴极接头相连接。二极管D1的阳极接头与电压倍增器的第一输入端E1相连接。电容器C2的另一个接头与二极管D2的阳极接头和电压倍增器的第二输出端A2相连接。二极管D2的阴极接头与第二输入端E2以及半导体开关元件T7相连接。0036将汽缸线圈L1，L2被分配给喷油阀中的每一个。相应的第一线圈接头SP1（L1），SP1（L2）通过可控制的第一半导体开关元件T3或T5与电压倍增器VD的第一输出端A1相连接。相应的第二线圈接头SP2（L1），SP2（L2）互相耦合，并通过以第一感测FETT2形式的第一电流测量设备与参考电位接头BP耦合。又通过图中没有示出的共同的操控电路对第一半导。

31、体开关元件T3，T5以及检测FETT2进行操控。0037通过操控电路确保了，在给定的时刻，通过操控所分配的第一半导体开关元件T3或T5，将位于第一输出端A1上的和按照喷油阀的操作状态而可变化的电压，仅仅施加到汽缸线圈L1，L2中的恰好一个上。0038为了使得能够有源地闭合所打开的喷油阀，相应的第一线圈接头SP1（L1），SP1（L2）通过相应的第二半导体开关元件T9，T10与电压倍增器VD的第二输出端A2相连接。同时，当借助所分配的第一半导体开关元件中断流过汽缸线圈的电流时，通过第二半导体开关元件T9，T10实现了有源的汽缸线圈的空转。0039为了能够在有源的闭合期间以及因此在有关汽缸线圈L1。

32、，L2中流动的反向电流期间进行测量，将第二感测FETT6连接在第二线圈接头SP2（L1），SP2（L2）和电源电位接头VP1之间。除了可以测量电流和用于操控的可能性之外，第二感测FETT6通过集成在其中的体二极管也允许汽缸线圈的空转。0040只要没有规定所打开汽缸阀的有源闭合，就可以由二极管形式的整流元件GE1，GE2代替第二半导体开关元件T9，T10，并可以由（例如同样以二极管形式的）另一整流元件GE3代替第二感测FETT6。在此情况下，整流元件GE1，GE2的阴极接头与相应的第一线圈接头SP1（L1），SP1（L2）相连接。整流元件GE1，GE2的阳极接头互相连接并且与电压倍增器的第二输出。

33、端A2连接。整流元件GE3的阳极接头与第二线圈接头SP2（L1），SP2（L2）说明书CN102076946ACN102076953A6/7页9相连接。整流元件GE3的阴极接头与电源电位接头VP1相连接。0041除此之外，已经提及的和图中没有示出的操控电路具有用于脉冲宽度调制PWM的开关设备，该开关设备以下面详述的方式操控第一或第二半导体开关元件或感测FET，并因此通过有源的电流路径来实现电流调节。0042为了阐述运行特性，图2A至2C除了所示出的半导体开关元件之外，还分别示出在操作喷油阀范围内的这些半导体开关元件的打开状态或闭合状态。在此假设，通过电路布置来操作分配给汽缸线圈L1的喷油阀。0。

34、043图2A示出为了提供用于打开分配给汽缸线圈L1的喷油阀的电流的情况。半导体开关元件T2，T3，T8以导通方式连接。其余的半导体开关元件以截止方式连接。通过操控电路（在完全打开喷油阀之后）进行第一半导体开关元件T3的脉冲宽度调制。通过第一感测FETT2进行影响脉冲宽度调制的电流测量。由用A标识的箭头呈现出在图2A中所示的开关位置中所产生的电流。0044通过导通连接半导体开关元件T8，节点KP2被引到相当于电源电位接头VP1的35V的电位上。由此，充电到35V的电容器C1将在第一输出端A1处可供使用的电压提高到70V，使得在第一半导体开关元件T3导通连接时，迅速上升的和高的电流可被引导通过汽缸。

35、线圈L1。如果克服了喷油阀的惯性并且喷油阀由于由汽缸线圈L1所生成的磁场而被完全打开，则进行第一半导体开关元件T3的脉冲宽度调制，使得生成流过汽缸线圈L1的大致恒定的电流。在第一半导体开关元件T3的关断时间期间，通过半导体开关元件T9的体二极管和电容器C1，可以实现由于汽缸线圈L1的自感应电压而流动的电流，使得产生以下的电流路径T8C2T9L1T2。0045图2B示出用于提供与打开电流相比较小的维持电流的半导体开关元件的状态，在该维持电流的情况下，仅须由汽缸线圈L1提供相当于喷油阀的弹簧力的力。为此，如果将可由电源电位接头1提供的仅仅35V的电压施加到第一线圈接头SP1（L1）上，则是足够的。。

36、在该操作状态期间接通半导体开关元件T2，T3，T7。另外的半导体开关元件T6，T8，T9被关断。通过第一半导体开关元件T3进行脉冲宽度调制。又通过半导体开关元件T2进行电流测量。用B标识在该操作状态期间产生的电流。0046由于在第一线圈接头SP1（L1）处的与图2A中的情况相比较小的高度为35V的电源电压以及在半导体开关元件T2处的脉冲宽度调制，产生了流过汽缸线圈L1的相对于打开减小了的电流。由于打开和闭合感测FETT2而在汽缸线圈L1中所引起的自感应电压和由此所强制产生的线圈电流，可以通过二极管D1、所打开的半导体开关元件T6的体二极管、线圈L1以及通过导通连接的半导体开关元件T3流动，使得。

37、产生以下的电流路径D1T3L1T6。由于感测FETT2在脉冲宽度调制期间不能测量流过其的电流，因此该感测FETT2在此期间被在相应固定的时间内关断。0047图2C示出在分配给汽缸线圈L1的喷油阀的有源闭合期间的情况。在此，半导体开关元件T6，T7和T9以导通方式连接。其余的半导体开关元件T2，T3和T8以截止方式连接。现在通过第二半导体开关元件T9进行脉冲宽度调制。只要需要电流测量，就通过第二感测FETT6来进行该电流测量。用C标识在此所产生的流过汽缸线圈L1的电流路径。0048由于半导体开关元件T9以及半导体开关元件T7的导通连接，第一线圈接头SP1（L1）与参考电位相连接，而通过感测FET。

38、T6将电源电位接头VP1的35V施加在第二线圈说明书CN102076946ACN102076953A7/7页10接头SP2（L1）上。由此通过汽缸线圈L1产生使喷油阀的闭合加速的反向电流。为了关断流过汽缸线圈L1的电流，打开半导体开关T9。为了实现汽缸线圈L1或汽缸线圈L2的重新打开，除此之外，还关闭半导体开关元件T8并且打开半导体开关元件T7。0049由于T9的脉冲宽度调制汽缸线圈L1中的电流的空转通过电流路径T3C1T8T6实现。0050正如从电路拓扑以及功能说明中毫无问题可以看出的那样，用于操控一个或多个喷油阀的电路布置对于每个汽缸线圈仅仅需要两个70V晶体管（T3和T9或T5和T10）。

39、。所有另外的半导体开关元件（T2，T6，T7，T8）可以按照35V设计，并因此可以以简单的方式集成到一个共同的半导体芯片中。只要电路布置没有规定有源的闭合，半导体开关元件T9和T10或相应的二极管就同样必须按照70V的电压强度来设计。0051因此可将仅仅按照35V设计的半导体开关元件T2，T6，T7和T8与操控电路集成在一个共同的半导体芯片上。尤其是也可以将电容器C1和C2以及在DC/DC转换器中所需要的电容器按照35V来设计，使得有时同样可将DC/DC转换器的构件集成到该半导体芯片中。0052由于也必须将规定用于电流测量的集成的感测FETT2，T6仅仅按照35V的电压强度来设计，所以可以以高。

40、的精度和小的成本来实施电流测量。0053只要在电路布置中由于汽缸线圈的运行而生成高的损耗功率，就可以在电压倍增器中的节点KP1和KP2之间设置功率电阻。由此可以从半导体芯片中去除损耗功率的主要部分。0054因此，本发明以更简单和成本更加有利的方式实现了对一排喷油阀的操控。说明书CN102076946ACN102076953A1/4页11图1说明书附图CN102076946ACN102076953A2/4页12图2A说明书附图CN102076946ACN102076953A3/4页13图2B说明书附图CN102076946ACN102076953A4/4页14图2C说明书附图CN102076946A。

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