(57)【要約】  本発明は、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための圧電素子の駆動制御回路を提供する。この場合、第１接続点，第２接続点および第３接続点に相対的な低電位、中電位および相対的な高電位をそれぞれ供給する電圧源と、圧電素子の第２電極を電圧源の第３接続点と接続する充電用スイッチ素子と、圧電素子の第２電極を電圧源の第１接続点と接続する放電用スイッチ素子とを有しており、第２接続点は圧電素子の第１電極と接続されている。さらに本発明は、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための圧電素子を駆動制御するための駆動制御方法にも関する。まず内燃機関のアース電位と予め定められた充電電位が供給される。圧電素子の第１電極が、アース電位と充電電位の間の予め定められた中間電位に規定される。圧電素子の第２電極に充電電位が印加される。別のステップでは、第２電極が充電電位から分離され、アース電位が第２電極に印加される。
2010522839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための圧電素子（１０２）の駆動制御回路（１００）において、該駆動制御回路（１００）には、
第１接続点（１０６）、第２接続点（１０８）および第３接続点（１１０）に、相対的に低い電位、中電位および相対的に高い電位をそれぞれ供給する電圧源（１０４）と、
前記圧電素子（１０２）の第２電極（１１３）を前記電圧源（１０４）の第３接続点（１１０）と接続する充電用スイッチ素子（１１４）と、
前記圧電素子（１０２）の第２電極（１１３）を前記電圧源（１０４）の第１接続点（１０６）と接続する放電用スイッチ素子（１１８）とが設けられており、
前記第２の接続点（１０８）は、前記圧電素子（１０２）の第１電極（１１２）と接続されていることを特徴とする駆動制御回路（１００）。
【請求項２】
前記電圧源（１０４）の第１接続点（１０６）は、内燃機関のアース電位（１２０）と接続されている、請求項１記載の駆動制御回路（１００）。
【請求項３】
前記電圧源（１０４）は、直流電圧源（１２２）から給電するために形成されており、
前記第２接続点（１０８）および第３接続点（１１０）は、前記アース電位（１２０）に対して前記直流電圧源（１２２）と同じ極性を有している、請求項２記載の駆動制御回路（１００）。
【請求項４】
前記相対的に高い電位と中電位の間の電圧（１２４）は、該中電位と前記相対的に低い電位の間の電圧（１２６）より大きな値を有している、請求項１から３のいずれか１項記載の駆動制御回路（１００）。
【請求項５】
直流電圧変換器（２００）、例えばフライバックトランス（２００）またはＳＥＰＩＣ変換器（２００）が前記電圧源（１０４）に設けられている、請求項１から４のいずれか１項記載の駆動制御回路（１００）。
【請求項６】
前記直流電圧変換器（２００）には、
一次巻線（２０４）と第１の二次巻線（２０６）および第２の二次巻線（２０８）とを有する変圧器（２０２）と、
一次回路スイッチ素子（２１０）と前記変圧器（２０２）の一次巻線（２０４）とを含む一次回路と、
第１整流素子（２１２）と第１コンデンサ（２１４）と前記変圧器（２０２）の第１の二次巻線（２０６）とを含む第１の二次回路と、
第２整流素子（２１６）と第２コンデンサ（２１８）と前記変圧器（２０２）の第２の二次巻線（２０８）とを含む第２の二次回路
とが設けられている、請求項５記載の駆動制御回路（１００）。
【請求項７】
前記第１のコンデンサ（２１４）および第２のコンデンサ（２１８）が直列に接続されており、
前記コンデンサ（２１４，２１８）の相互に接続された接続端子が、前記電圧源（１０４）の第２接続点（１０８）と接続され、前記第１のコンデンサ（２１４）および第２のコンデンサ（２１８）のそれぞれ他方の接続端子は、前記電圧源（１０４）の第１接続点（１０６）または第３接続点（１１０）と接続されている、請求項６記載の駆動制御回路（１００）。
【請求項８】
前記第１接続点（１０６）と第３接続点（１１０）の間の合計電圧（２２２）を調整するための調整ユニット（２２０）が前記電圧源（１０４）に設けられており、
前記調整ユニット（２２０）は、前記電圧源（１０４）の第１接続点（１０６）および第３接続点（１１０）に、例えば分圧器（２２４，２２６）を介して接続され、前記合計電圧（２２２）に応じて前記一次回路スイッチ素子（２１０）を周期的に動作させる、請求項７記載の駆動制御回路（１００）。
【請求項９】
前記合計電圧（２２２）と前記一次回路スイッチ素子（２１０）の動作期間の間の関係、例えば電源電圧（１２３）と前記合計電圧（２２２）と前記動作期間との間の関係を規定する特性曲線マップ（２２８）が、前記調整ユニット（２２０）に設けられている、請求項８記載の駆動制御回路（１００）。
【請求項１０】
内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための圧電素子（１０２）を駆動制御するための駆動制御方法において、
内燃機関のアース電位（１２０）と予め定められた動作電位を供給するステップと、
前記アース電位（１２０）と動作電位の間の予め定められた中間電位に前記圧電素子（１０２）の第１電極（１１２）を規定するステップと、
前記圧電素子（１０２）の第２電極（１１３）に動作電位を印加するステップと、
動作電位から前記第２の電極（１１３）を分離するステップと、
前記第２の電極（１１３）に前記アース電位（１２０）を印加するステップ
とを有していることを特徴とする駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための圧電素子の駆動制御回路および駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子の駆動制御装置は、例えば自動車の燃料噴射システムに使用される。圧電素子は調節部材として用いられる。この場合、燃料噴射システムの機能は、制御電流による調節部材の精確な駆動制御に基づく。
【０００３】
ＤＥ１０２００４０３７７２０Ａ１明細書には、調節部材の駆動制御回路が記載されている。この場合、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するために、例えば噴射バルブのバルブニードルを運動させる圧電素子が駆動制御される。
【０００４】
ＤＥ１０２００４０５８６７１Ａ１明細書には、圧電素子、例えば自動車の燃料噴射装置の圧電素子を駆動制御するための別の電気回路が開示されており、この電気回路は圧電素子と選択トランジスタから成る複数の直列回路を有しており、これらの直列回路は互いに並列に接続されている。直流電圧変換器の二次側は、ダイオードを介してバッファコンデンサと接続されており、このバッファコンデンサは、自動車のアース電位に対して３３０Ｖまでの直流電圧の動作電位を給電する。この動作電位をクロック制御可能なスイッチングトランジスタを介して圧電素子のアノードに供給することができ、そのつど１つの圧電素子が選択トランジスタによって選ばれる。この場合、直列に接続された２つのスイッチングトランジスタが形成されており、これらのスイッチングトランジスタの共通の接続点は、駆動制御すべき圧電素子のアノードと接続されている。これらのスイッチングトランジスタのうちそれぞれ一方が、圧電素子のアノードを充電ないし放電するために設けられている。この場合、カソードにはアース電位が印加される。
【０００５】
さて、ここで複数の圧電素子のうちの１つが、充電用に設けられたスイッチングトランジスタを介して充電されると、圧電素子は噴射バルブのバルブニードルに作用し、燃料が内燃機関の燃焼室内に噴射される。これに続く放電では、放電用に設けられたスイッチングトランジスタを介して、圧電素子がバルブニードルを元の位置へ戻す。これにより、再びバルブが閉じる。
【０００６】
できる限り精確に規定されたタイミングおよび精密な調量で、所望の噴射プロフィールによる噴射を行えるようにするためには、バルブが圧電素子によってできる限り大きなリフト量でできる限り迅速に開閉可能であることが望ましい。それ故に公知の駆動制御回路では、圧電素子のアノードの充電にできる限り高い動作電位が使用される。これによって、できる限り大きな振幅および急峻なエッジ勾配を有する駆動制御信号を形成することができるようになる。
【０００７】
しかしながらこの場合、最大で使用可能な動作電位は圧電素子の最大電圧耐性によって制限されている。その理由は、その値を超える電圧を印加すると、圧電素子が破壊されてしまうからである。さらに、比較的高い電圧を使用するためには、ハーネスおよびコネクタにいっそう大きなコストをかけなければならず、しかも駆動制御回路の電磁両立性が劣化するおそれもある。その結果として、駆動制御回路自体にも車両における別の電子装置にもシールドのために余分なコストが生じてしまう。
【０００８】
それ故に本発明が基礎とする課題は、リフト量の拡大およびバルブニードルのきわめて高い開閉速度を実現し、それに伴い、動作電位を最大規定値を超えて高める必要がなく、いっそう大きな変動幅で噴射プロフィールを要求に即して変更することを可能にする駆動制御回路を提供することである。
【０００９】
発明の開示
前記課題は、本発明によれば請求項１の特徴部分に記載の内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための圧電素子の駆動制御回路によって解決される。さらに上記の課題は、独立請求項１０記載のステップを有する、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための圧電素子を駆動制御するための駆動制御方法が記載される。
【００１０】
本発明の別の実施形態は従属請求項に記載されている。
【００１１】
本発明の本質的な着想は、圧電素子を周期的に単極性で充電および放電を行うのみでなく、むしろ１つの噴射サイクル中に駆動性制御回路によって圧電素子の電極に印加されるべき電圧の極性を反転させることである。
【００１２】
このことから得られる利点の１つは、噴射プロセス中に両方向において圧電素子へ印加可能である極性符号の伴う電圧値の間の差の絶対値が拡大されるという点である。それによって、任意のタイミングで圧電素子に加わる電圧の最大値を高めずとも、噴射バルブの達成可能な機械的なリフト量が上昇する。
【００１３】
また、駆動制御電流信号のエッジ勾配が急峻になり、このことがバルブのいっそう迅速な開閉動作、ひいてはいっそう精密な噴射タイミングの規定を実現するという別の本質的な利点もある。さらにエッジ勾配がいっそう急峻になることによって、圧電素子にそのつど加わる電圧、ひいては圧電素子の機械的な変位並びに噴射される燃料の量を高い精度で調整することが可能となる。
【００１４】
本発明の１つの共通の視点によれば、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための圧電素子の以下のような駆動制御回路が提供される。すなわち、この駆動制御回路には、第１接続点、第２接続点および第３接続点に相対的に低い電位、中電位および相対的に高い電位をそれぞれ供給する電圧源と、圧電素子の第２電極を電圧源の第３接続点と接続する充電用スイッチ素子と、この圧電素子の第２電極を電圧源の第１接続点と接続する放電用スイッチ素子とが設けられており、この第２接続点は、圧電素子の第１電極と接続されている。
【００１５】
それ故に上述の駆動制御回路によれば、動作中のスイッチ素子の適切な駆動制御によって、第１の電極は中電位への結合によって接続されている間、第２の電極を選択的に相対的に低い電位または高い電位と接続することができるようになる。
【００１６】
１つの有利な実施形態によれば、電圧源の第１接続点は内燃機関のアース電位に接続されている。このことは、放電用スイッチ素子がアースに対して低い電位にあり、それ故にこのスイッチ素子を電圧耐性の高いドライバ段を介在接続することなく直接集積回路により駆動制御されるトランジスタによって形成することができるという利点を有している。有利には、電圧源は直流電圧源から給電するために形成されている。この第２および第３の接続点は、アース電位に対して直流電圧源と同じ極性を有している。このような手段で、例えば自動車がアースに対して正の極性を備えた車載電源を有する場合には、同様にアースに対して正である電位だけを用いて圧電素子が駆動制御される。それによって、車載電源から取り出されるアースに対して正の極性の直流電圧のみによって給電されるような回路によりこの電位を制御および調整させることが可能となる。同様に、例えばアースに対して負の極性を備えた車載電源である場合には、同様にアースに対して負である電位だけを用いて圧電素子が駆動制御される。それによって、車載電源から取り出されるアースに対して負の極性の直流電圧のみによって給電されるような回路によりこの電位を制御および調整させることが可能となる。
【００１７】
一般には、可能な極性方向のうち一方の方向においてそれぞれ他方の極性方向よりも高い最大電圧を、圧電素子に印加することができる。本発明による駆動制御回路の１つの有利な実施形態によれば、相対的に高い電位と中電位の間の電圧は、中電位と相対的に低い電位の間の電圧より大きな値を有している。このことは、中間電位したがって圧電素子の第１電極並びに駆動制御回路のできる限り大部分をひっくるめて、アースに対してできる限り低い電位におかれるようになるように圧電素子を動作させることができるという大きな利点を有する。それによって、回路および絶縁のためのコストが低減される一方で、電磁両立性も改善される。
【００１８】
１つの有利な実施形態によれば、直流電圧変換器、例えばフライバックトランス（Sperrwandler）またはＳＥＰＩＣ変換器（Eintakt-Durchflusswandler）が電圧源に設けられている。これによって、必要とされる電位を高い効率および低い回路コストで、既存の直流電圧源、例えば自動車の車載電源から得ることができる。フライバックトランスは、回路構成が簡単であり所要スペースがわずかなことから殊に有利であり、一方ＳＥＰＩＣ変換器は必要とされる比較的大きな出力、例えば比較的大きな内燃機関と共に使用する場合に考慮されている。
【００１９】
有利には、直流電圧変換器には、一次巻線と第１の二次巻線および第２の二次巻線とを有する変圧器が設けられており、この場合、一次回路並びに第１の二次回路および第２の二次回路が設けられている。この一次回路は、一次回路スイッチ素子と変圧器の一次巻線とを含んでいる。第１の二次回路は、第１整流素子と第１コンデンサと変圧器の第１の二次巻線とを含んでいる一方、第２の二次回路は、第２整流素子と第２コンデンサと変圧器の第２の二次巻線とを含んでいる。このことが殊に有利であるのは、相対的に低い電位と中電位の間の電圧も中電位と相対的に高い電位の間の電圧も、ただ１つの一次回路を備えた１つの直流電圧変換器によって形成することができ、このことが回路コストを低減させるためである。有利には、第１コンデンサおよび第２コンデンサが直列に接続されており、このコンデンサの相互に接続された接続端子は電圧源の第２接続点と接続されている。この第１コンデンサおよび第２コンデンサのそれぞれ他方の接続端子は、電圧源の第１接続点ないし第３接続点と接続されている。
【００２０】
有利には、第１と第３の接続点の間の合計電圧を調整するための調整ユニットが電圧源に設けられており、該調整ユニットは電圧源の第１および第３の接続点に接続され、合計電圧に応じて一次回路スイッチ素子を周期的に動作させる。このことが有利であるのは、このような圧電素子の全体のリフト量にとって決定的な合計電圧が、直列に接続された両二次回路を介しても調整されるためである。例えば分圧器を用いて合計電圧を調整ユニットに合う値に低下させれば、ただ１つの調整ユニットを使用することによって回路コストを抑えておくことができる。有利には、合計電圧（電圧源の調整すべき出力電圧である）と一次回路スイッチ素子の動作期間の間の関係を定義する特性曲線が調整ユニットに設けられている。調整ユニットは、特性曲線を用いて内燃機関の動作中の個別の負荷要求に合わせて調節することができる。有利にはこの際、この特性曲線は、電源電圧（給電する入力電圧の電圧源である）と合計電圧（電圧源の調整すべき出力電圧である）と一次回路スイッチ素子の動作期間との間の３つの関係を規定する。このことにより、電圧源ひいては内燃機関の動作を電源電圧の変動に対して高度に堅牢にすることができる。
【００２１】
内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための圧電素子を駆動制御するための本発明の駆動制御方法によれば、まず内燃機関のアース電位と予め定められた充電電位が供給される。次に圧電素子の第１電極が、アース電位と充電電位の間の予め定められた中間電位に規定される。さて、ここで圧電素子の第２電極に充電電位が印加される。別のステップでは、第２電極が充電電位から分離され、アース電位が第２電極に印加される。このような手段で、圧電素子は殊に急峻なエッジ勾配の放電電流によって放電される。なぜならば、アース電位が第２電極に加わっている期間は第１電極は中間電位におかれ、それに伴い素子を充電した電圧と比較して逆の極性である電圧が圧電素子に印加されるからである。それ故に、両電圧は放電電流が形成される際に協働する。
【００２２】
次に、有利な実施形態および添付の図面を参照して本発明について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の１つの実施形態による内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための圧電素子の駆動制御回路の概略的なブロック回路図
【図２】図１に示した圧電素子の駆動制御回路のための電圧源の回路図
【００２４】
発明の実施形態
図１には、内燃機関、例えば自動車を駆動する内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための圧電素子１０２の駆動制御回路１００の概略的なブロック回路図が示されている。
【００２５】
駆動制御回路１００は、例えば１２Ｖの直流電圧である電源電圧１２３を供給する直流電圧源１２２から給電される電圧源１０４を含んでいる。この場合、直流電圧源１２２の負極は、内燃機関を含めた自動車のアース電位１２０と接続されており、これによって、直流電圧源１２２はその他方の極にアース電位１２０に対する１２Ｖの正電位を供給する。典型的には、自動車はこのようなまたは類似の直流電圧源１２２を車載電源として使用しており、したがって、図示した駆動制御回路は自動車に通常取り付けられている車載電源によって駆動することができる。
【００２６】
電圧源１０４は出力側で３つの接続点１０６，１０８，１１０を有しており、これらの接続点においてこの電圧源は２つの電圧１２４，１２６を供給する。この場合、第１接続点１０６は、アース電位１２０におかれている。第２接続点１０８と第３接続点１１０の間に、動作中に圧電素子１０２を充電すべき電圧の上限を示す充電電圧として直流電圧１２４が供給される。例えば、この充電電圧１２４は２２０Ｖの値を有している。駆動制御回路１００には代替的に、動作中、圧電素子に印加される電圧を監視および制限する付加的な調整装置（図示せず）を設けることができる。この場合には充電電圧１２４は、圧電素子に最大で印加することができる電圧よりも大きな電圧値、例えば２４０〜２５０Ｖを有することができる。
【００２７】
アース電位１２０におかれている第１接続点１０６と第２接続点１０８の間において、電圧源１０４は、動作中に圧電素子１０２に印加すべき放電電圧として別の直流電圧１２６を設定し、これによって圧電素子を放電させ、場合によっては最大で放電電圧１２６の値まで逆極性で充電する。例えば放電電圧１２６は４５Ｖの絶対値を有している。動作中に圧電素子に印加される電圧を監視および制限する既述の付加的な調整装置（図示せず）が駆動制御回路１００に設けられている場合には、動作中やはり比較的小さな最大電圧値までしか圧電素子１０２を逆極性で充電できず、あるいは逆極性による充電を省くこともできる。
【００２８】
第１接続点１０６と第２接続点１０８の間に供給される放電電圧１２６は、第２接続点１０８と第３接続点１１０の間で供給される充電電圧１２４と同じ極性を有しているため、両電圧が加算されて合計電圧となる。その上、充電電圧１２４と放電電圧１２６は直流電圧源１２２と同じ極性を有している。したがって、電圧源１０４はその第１接続点１０６、第２接続点１０８および第３接続点１１０に、アース電位１２０との対比において低い電位（つまりアース電位１２０と等しい）と中電位（この実施例ではアース電位１２０に対して＋４５Ｖ）と高い電位（この実施例ではアース電位１２０に対して＋４５Ｖ＋２２０Ｖ＝＋２６５Ｖ）とをそれぞれ供給する。この概念「低」「中」および「高」は、アース電位１２０に対する個々の電圧値を基準とするため、この概念は、全ての極性が逆である本発明の１つの代替的な実施形態でも同様にあてはまる。
【００２９】
圧電素子１０２は、第１電極１１２を用いて電圧源１０４の第２接続点１０８と接続されている。それ故に例示された電圧を用いれば、第１電極１１２は動作中に持続して＋４５Ｖの中電位におかれている。圧電素子１０２の第２電極１１３は、充電用スイッチ素子１１４および放電用スイッチ素子１１８を介してそれぞれ切り換え可能に、第３接続点１１０ないし第１接続点１０６と接続されている。これらのスイッチ素子１１４，１１８は、クロック信号を介して調整しながらこれらのスイッチ素子１１４，１１８を駆動制御するクロック信号ユニット１３０と接続されている。
【００３０】
まず動作中に、電圧源１０４はその接続点１０６，１０８，１１０に、それぞれ低電位、中電位および高電位を供給する。それに伴い、＋４５Ｖの中電位が圧電素子１０２の第１電極に印加される。クロック信号ユニット１３０の１クロックサイクル中に、クロック信号ユニット１３０は信号を充電用スイッチ素子１１４に伝送し、このことにより圧電素子１０２の第２電極１１３と電圧源１０４の第３接続点１１０との間の接続が導電接続される。これによって、２２０Ｖの充電電圧１２４が圧電素子１０２に印加される。完全に充電した後、第２電極１１３は＋２６５Ｖの電位におかれている。クロック信号ユニット１３０はこの場合、クロック信号を充電用スイッチ素子１１４に伝送し、圧電素子１０２の第２電極１１３と電圧源１０４の第３接続点１１０の間の接続を、この充電用スイッチ素子１１４が再び切り離す。充電中、圧電素子１０２を通って流れる充電電流を制限するため、例えば損傷を回避するために、圧電素子１０２が所望される電圧値まで完全に充電される前に、クロック信号ユニット１３０は充電用スイッチ素子１１４に充電電流を１回または複数回、一時的に遮断させるようにしてもよい。例えば充電電流が予め定められた最大値を超えると、クロック信号ユニット１３０によって遮断をトリガすることができる。このようにすれば、予め定められた別の閾値を下回った場合あるいは予め定められた時間の経過後でも、充電プロセスを続行するように指示するクロック信号を充電用スイッチ素子１１４に再び伝送することができる。
【００３１】
クロックサイクル中、圧電素子１０２が放電されるべき場合には、クロック信号ユニット１３０は信号を放電用スイッチ素子１１８に伝送し、このことにより圧電素子１０２の第２電極１１３と電圧源１０４の第１接続点１０６との間の接続が導電接続される。これによって、４５Ｖの放電電圧１２６が圧電素子１０２に印加され、より厳密に言えば、この時点で尚圧電素子１０２を充電している２２０Ｖの電圧の極性とは逆に印加される。その作用が生じている間、両電圧は加算される。その結果として、大きな放電電流が圧電素子１０２を通って流れる一方、第２電極１１３の電位が低下する。第２電極１１３の電位が電圧源１０４の中電位に至るまで低下させられても、圧電素子１０２が４５Ｖの電圧に逆極性で充電されるまで、放電電流は放電電圧１２６の作用によって引き続き流れる。例えば第２電極１１３において電圧源１０４の中電位より高くおいても低くおいてもよい所望の電位に達するとただちに、さらには充電過程に関してすでに説明したのと同じように放電電流ないしは再充電電流を制限するために途中で１度または複数回遮断されるとただちに、クロック信号ユニット１３０は場合によっては放電プロセスないしは再充電プロセスを早期に中断してもよい。
【００３２】
図２には、図１に示した圧電素子の駆動制御回路のために使用可能な電圧源１０４の回路図の１例が図示されている。この電圧源１０４には、フライバックトランスの動作原理にしたがって動作する直流電圧変換器２００が設けられ、この直流電圧変換器２００には、１つの一次巻線２０４および２つの二次巻線２０６，２０８を備えた変圧器２０２が設けられている。
【００３３】
一次巻線２０４は、調整ユニット２２０により駆動制御可能なスイッチ素子であるトランジスタ２１０と共に一次回路を成しており、この一次回路は車載電源の電源電圧１２３に接続するために形成されている。第１の二次巻線２０６は、第１ダイオード２１２および第１バッファコンデンサ２１４とともに第１の二次回路を成している一方、第２の二次巻線２０８は、第２ダイオード２１６および第２バッファコンデンサ２１８とともに第２の二次回路を成している。第１ダイオード２１２と接続された第１バッファコンデンサ２１４の接続端子と、第２ダイオード２１６と接続されていない第２バッファコンデンサ２１８の接続端子とが、相互に、並びに電圧源１０４の第２接続点１０８に接続されている。第１バッファコンデンサ２１４ないし第２バッファコンデンサ２１８のそれぞれ他方の接続端子は、電圧源１０４の第１接続点１０６ないし第３接続点１１０に接続されている。それに伴い、両コンデンサ２１４，２１８は直列に接続されている。
【００３４】
動作中、一次回路は車載電源の電源電圧１２３に接続される。調整ユニット２２０がトランジスタ２１０を導電接続することにより、入力側に印加される電源電圧１２３は一次巻線２０４に印加される電圧２３０と等しくなり、一次電流２３２が直線的に上昇する。この段階では、エネルギは一次巻線２０４を介して変圧器２０２のコアに蓄積される。二次巻線２０６，２０８にこの段階では電流が流れていないのは、ダイオード２１２，２１６が阻止状態にあるためである。さて、ここでトランジスタ２１０が調整ユニット２２０によって遮断されると、これらのダイオード２１２，２１６が導通状態になり、変圧器のコアに蓄積されていたエネルギが、二次側でコンデンサ２１４，２１８に送出される。このとき、二次電圧２３４，２３６ひいては出力電圧１２４，１２６が二次巻線２０６，２０８の巻回数の比に応じて配分されるように、この蓄積されたエネルギが分配される。これらの出力電圧１２４，１２６は、コンデンサ２１４，２１８の直列接続に基づいて加算されて合計電圧２２２となる。
【００３５】
調整ユニット２２０は、直列に接続されたコンデンサ２１４，２１８に印加され、電圧源１０４によってその第１接続点１０６と第３接続点１１０の間で供給される電圧を、１クロックサイクルの間分圧器２２４，２２６を介して測定し、この測定値を記憶された閾値と制御ユニット２２０の内部で比較する。この測定値が閾値を下回ると、調整ユニット２２０はトランジスタ２１０をまず導電接続し、所定の動作時間が経過した後に再び非導通状態に置く。この場合、トランジスタ２１０の動作時間は、制御ユニット２２０に格納された特性曲線マップ２２８を介して求められ、この特性曲線マップ２２８は、一次巻線２０４に印加される電圧（すなわち制御ユニット２２０も使用可能な電源電圧１２３）に依存して、最適な動作期間を指示する。この場合の最適な動作期間とは、変圧器２０２が飽和領域に達することなく、１クロックサイクル当たりで最大限に可能なエネルギが伝達される期間である。特性曲線マップ２２８には、例えば静止状態からの直流電圧変換器２００の起動を制御するさらに別の特性曲線を含めることができる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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