电容执行器充电和放电电路装置的运行方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及至少一个电容执行器的充电和放电电路装置的运行方法，电路装置包括由分别具有并联的二极管的第一和第二功率晶体管组成的串联电路，其连接在供电电压源的电位之间，两个功率晶体管的连接节点通过线圈与至少一个电容执行器的端子相连接，为了对电容执行器充电，将电容执行器与供电电压源的正电位相连接的第一功率晶体管在可预先给定的时间段期间被控制为周期性导通的，和在由流经电容执行器的电流达到预先给定的第一阈值时又被控制为截止的，直至通过执行器电流达到比第一阈值更低的预先给定的第二阈值，对于执行器电流不再达到预先给定的第一阈值的情况，第一功率晶体管在与由执行器电流最大达到的值相对应的时间之后被控制为截止的。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及至少一个电容执行器的充电和放电电路装置的运行方法，电路装置包括由分别具有并联的二极管的第一和第二功率晶体管组成的串联电路，其连接在供电电压源的电位之间，两个功率晶体管的连接节点通过线圈与至少一个电容执行器的端子相连接，为了对电容执行器充电，将电容执行器与供电电压源的正电位相连接的第一功率晶体管在可预先给定的时间段期间被控制为周期性导通的，和在由流经电容执行器的电流达到预先给定的第一阈值时又被控制为截止的，直至通过执行器电流达到比第一阈值更低的预先给定的第二阈值，对于执行器电流不再达到预先给定的第一阈值的情况，第一功率晶体管在与由执行器电流最大达到的值相对应的时间之后被控制为截止的。【专利说明】
本专利技术涉及用于运行用于对至少一个电容执行器充电和放电的电路装置的方法，所述电路装置包括分别具有并联的二极管的第一和第二功率晶体管组成的串联电路，所述串联电路被连接在供电电压源的电位之间，其中两个功率晶体管的连接节点通过线圈与至少一个电容执行器的端子相连接。为了对电容执行器充电，将电容执行器与供电电压源的正电位连接的第一功率晶体管在可预先给定的时间段期间被控制为周期性导通的，并且当通过流经电容执行器的电流达到预先给定的第一阈值时又被控制为截止的，直至通过执行器电流达到比第一阈值更低的预先给定的第二阈值为止。
技术介绍
由DE 198 14 594 Al已知这样的方法。 在图1中示出了由该文献已知的用于对电容执行器充电和放电的电路装置，其中电容执行器在那里可以例如是用来操作燃料喷射阀中的喷嘴针的压电执行器。但是为了执行该方法，重要的仅仅是充电和放电电路中的其电容特性。 在已知的电路装置中，由分别具有并联的二极管Dl、D2的第一和第二功率晶体管T1、T2组成的串联电路连接在供电电压源Vtl的电位之间，其中供电电压源V C1的负电位用作基准电位。如在图1的所示的示例中一样可以将功率晶体管T1、T2构造为MOSFET，但也可以如在DE 198 14 594 Al中一样将其构造为IGBT，或者以其它合适的方式来构造。二极管D1、D2连接在供电电压源Vtl的正电位及在截止方向上的其负电位之间，并且可以要么明确地被设置成单构件，而要么可以作为衬底二极管是晶体管半导体芯片的组成部分。 两个功率晶体管的连接节点通过线圈1^?与在所示示例中的起电容执行器作用的两个压电执行器P1、P2的端子相连接。两个压电执行器P1、P2的相应其它端子通过与分别给其分配的选择晶体管AT1、AT2与基准电位相连接。在所示的电路示例中，在线圈Lmain与电容执行器PU P2的接线电子之间接入由滤波电容器Cfiu和滤波线圈Lfiu构成的低通滤波器用于对充电电流进行平滑。 在图1中所示的电路示例中，具有各自的选择晶体管AT1、AT2的两个电容执行器P1、P2相互并联，但也可以有更多或者只有一个电容执行器，视电容执行器用于何种应用而定。在使用于燃料喷射阀中时，对于四缸发动机而言通常四个这样的电容执行器将相互并联。当在燃料喷射阀中使用压电执行器形式的电容执行器时，压电执行器应该用于在尽可能短的时间内喷射尽可能精确的燃料量，为此需要压电执行器的精确伸展(Ausdehnung)。 为了实现这一点，必须在确定的时间内将准确地确定的电荷量施加给起电容作用的压电执行器。由此如在DE 198 14 594 Al中所述的，对将电容执行器与供电电压源相连接的功率开关进行脉冲式操控被证明是有利的。 在图2中为了对如在图1中所示的电容执行器充电而示出这样的操控，其中对于放电得出仅具有相反的电流方向的类似变化曲线。 在图2的下图表中示出了流过电容执行器Pl的电流Ipi，其中通过闭合第一功率晶体管Tl实现从供电电压源Vtl经由线圈Lmain、第一电容执行器Pl和与分配给该第一电容执行器的的选择晶体管ATl的电流流动。尽管由线圈1^_的电感引起地，电流上升受到扼制，但是由于在电容执行器Pl处起初尚有小的电压Upi，上升尽管如此仍然将相对陡峭。 电流上升直至达到第一阈值SW1，这通常利用在图1中没有示出的电流测量电阻来确定，其中通过在图1中同样没有示出的控制电路根据该事件的出现将第一功率晶体管Tl又切换为截止的。随后通过电流流过与第二功率晶体管T2并联的二极管D2，存储在线圈Lmain中的磁场又减弱，其中电流减小，直至该电流要么达到具有比第一阈值SWl低的值的第二阈值SW2，要么如在图2的示例中一样达到值O安，这意味着电流流动停顿，因为由于二极管D2的截止作用，现在存储在电容执行器Pl中的电荷不可能经由线圈Lmain回振(Zurueckschwingen)。在要预先给定的时间段期间周期性重复该过程。 要预先给定的时间段指的是要么被预先给定为定义的持续时间、而要么直至达到电容执行器处的确定的电压UpiS止所经过的时间段。 由于电容执行器Pl处的电压！^逐充电周期地(von Ladeper1de zuLadeper1de)随着由此所施加的电荷上升，因此电容执行器Pl处的电压Upi与供电电压源V。的电压之间的电压差不断变小，由此电流I P1的上升斜率越来越多地减小，如从图2中可看出的。但是，同时在闭合第一功率晶体管Tl之后，电流的减小逐充电周期地越来越快地进行。这在图2中也可以看出。 在图2中所示的充电电流Ipi的理想变化曲线以及由此得出的在电容执行器Pl处的电压Upi的上升中，得出平均的充电电流/I !^其几乎是恒定的，并且导致电容执行器Pl处的电压Up1相应地线性上升。 现在一方面希望获得尽可能高的执行器电压，但是另一方面希望保持供电电压源的输出电压受限制，因为必须例如借助于DC/DC转换器从机动车电池的电压中获取该输出电压。供电电压源的输出电压越高，通常所需的DC/DC转换器就越昂贵。 现在如果执行器电压在充电过程期间越来越多地增大，那么供电电压源的输出电压与执行器电压之差因此不断变小，从而在供电电压源的输出电压受限制时可能发生充电电流不再达到预先给定的上阈值，并且相应地只有当充电振荡的第一半波结束时，充电电流才停顿。 这在图3中示出。曲线I)示出电容执行器P1、P2和供电电压源Vtl之间的电压差足够大时的电流变化曲线。达到上限值SWl，并且在断开第一功率晶体管Tl之后，充电电流将流经空转二极管D2并且减小，直至存储在线圈Lmain中的能量被转移到电容执行器Pl、P2中为止。然后新的充电脉冲通常开始，直至充电过程结束为止。 曲线2)现在示出以下情况:充电电流在时刻Ton_max正好仍达到上阈值SW1，并且因此第一功率晶体管Tl仍能够被关断。利用每个另外的充电脉冲，如由曲线3)所示，不再达到上阈值3)，并且因此不再关断第一功率晶体管Tl。电流因此以正弦半波方式伸展，并且只有当电流又变为了 O安(这在时刻TOSC进行)时，充电脉冲才结束。 通过充电电流脉冲施加的电荷(Ladung)相应于曲线3)下方的面积，其中可以识别出，所述电荷明显大于充电曲线I)和2)时的所施加的电荷，由此得出不均匀的充电变化曲线，和从而得出通过电容执行器例如驱动的燃料喷射阀喷嘴针的不均匀的运动。
技术实现思路
因此，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于运行用于对至少一个电容执行器(P1，P2)充电和放电的电路装置的方法，所述电路装置包括由分别具有并联的二极管(D1，D2)的第一和第二功率晶体管(T1，T2)组成的串联电路，所述串联电路连接在供电电压源(V0)的电位之间，其中两个功率晶体管(T1，T2)的连接节点通过线圈(LMAIN)与至少一个电容执行器(P1，P2)的端子相连接，其中为了对电容执行器(P1，P2)充电，将电容执行器(P1，P2)与供电电压源(V0)的正电位相连接的第一功率晶体管(T1)在可预先给定的时间段期间被控制为周期性导通的，并且在通过流经电容执行器(P1，P2)的电流(IP1)达到预先给定的第一阈值(SW1)时又被控制为截止的，直至通过执行器电流(IP1)达到比第一阈值更低的预先给定的第二阈值(SW2)为止，其特征在于，对于执行器电流(IP1)不再达到预先给定的第一阈值(SW1)的情况，第一功率晶体管(T1)在达到最大值的时刻后紧接着的、与由执行器电流(IP1)最大达到的值相对应的持续时间之后被控制为截止的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C·哈根米勒，R·L·阿利马里努托罗克，E·G·卢基克，
申请(专利权)人：大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE