DE2350958C2 - Control device for an actuating device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervc -richtung für eine Stellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a control device for a Adjusting device according to the preamble of claim 1.

Eine solche Steuervorrichtung für einen Stellmotor ist z. B. aus der US-PS 32 60 912 bekannt, bei der jedoch durch entsprechende logische Schaltkreise nicht jeweils eine Brückendiagonale, sondern ein Brückenlängszweig gesteuert wird. Dies bedeutet, daß bei jedem Steuersignal einer Eingangsschwellwertstufe beide logischen Schaltkreise in Tätigkeit treten müssen, wobei durch jeden der beiden logischen Schaltkreise eine der beiden Schaltstufen eines Längszweiges geschaltet werden muß, damit eine Brückendiagonale stromleitend wird. Bei diesem Stand der Technik ist somit eine sehr aufwendige Anordnung von logischen Schaltkreisen und Schaltern erforderlich.Such a control device for a servomotor is z. B. from US-PS 32 60 912 known, however by means of appropriate logic circuits, not a bridge diagonal, but a bridge longitudinal branch is controlled. This means that for each control signal of an input threshold level, both are logical Circuits have to come into operation, with one of the two through each of the two logic circuits Switching stages of a series branch must be switched so that a bridge diagonal is conductive. In this prior art, a very complex arrangement of logic circuits and Switches required.

Aus der DE-OS 15 88 250 ist zwar eine Steuervorrichtung bekannt, bei der je ein Steuerschalter eine Brükkendiagonale steuert, dies erfolgt jedoch nicht über Schwellwertstufen. Weiterhin wird durch die Verwendung identischer Transistoren zur Vermeidung aer Gefahr eines Kurzschlusses azs Einschalten von Widerständen in die Brückendiagonalen erforderlich, die zu einer unerwünschten Erhöhung des Widerstandes derselben führen und einen Spannungsabfall verursachen.From DE-OS 15 88 250 a control device is known in which a control switch controls each bridge diagonal, but this is not done via threshold levels. Furthermore, because of the use of identical transistors to avoid the risk of a short circuit azs, it is necessary to switch on resistors in the bridge diagonals, which lead to an undesired increase in the resistance of the same and cause a voltage drop.

Schließlich ist aus der US-PS 35 30 353 eine entsprechende Steuervorrichtung mit einer Brückenschaltung bekannt, bei der die Brückenlängszweige aus komplementären Transistoren bestehen. Hier werden jedoch — wie beim erstgenannten Stand der Technik — nicht Brückendiagonalen. sondern Brik-kenlangszweigc durch entsprechende Steuerstufen betätigt, wobei die bereits genannten Nachteile auftreten.Finally, from US-PS 35 30 353 a corresponding control device with a bridge circuit known, in which the bridge branches consist of complementary transistors. Here will be however - as with the first-mentioned prior art - not bridge diagonals. but Brik-kenlangszweigc actuated by appropriate control stages, whereby the disadvantages already mentioned occur.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für eine in eine Brückcnsehaliung gc schaltete Stellvorrichtung zu entwickeln, bei der gleichzeitig eine möglichst einfache Steuerschaltung für die Brückenschaltung und ein möglichst geringer Widerstand in den Brückenzweigen vorliegtThe invention is therefore based on the object of a Control device for a bridge gc to develop switched actuating device, at the same time as simple a control circuit for the Bridge circuit and the lowest possible resistance in the bridge branches

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst Vorteilhaft wird dadurch für jede Brückendiagonale nur ein einziger Steuerschalter benötigt, der jeweils durch einen einzigen Transistor realisierbar ist Dadurch ergibt sich unter Einsparung von Widerständen in den ίο Brückenzweigen eine sehr einfache und billige Steuerschaltung.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the main claim. Advantageously, only a single control switch is required for each bridge diagonal can be implemented by a single transistor. This results in savings in resistors in the ίο bridge arms a very simple and cheap control circuit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beseht ieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and will be examined in more detail below. It shows

Fig. 1 den Schaltungsaufbau eines Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtung undFig. 1 shows the circuit structure of an embodiment of a control device and

F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1.F i g. FIG. 2 shows a diagram to explain the mode of operation of the circuit according to FIG. 1.

In der Schaltung des Ausführungsbeispiels ist eine das a Steuersignal führende Klemme IQ sowohl über eine erste Diode 11 mit der Basis eines NPN-Transistors 12, wie auch über eine zweite Diode 13 mit der Basis eines PNP-Transistors 14 verbunden. Die Basis des Transistors 12 ist über einen Basisvorwiderstand 15 mit einer die Versorgungsspannung führenden Klemme 16 und die Basis des Transistors 14 über einen Basisvorwiderstand 17 mit Masse verbunden. Drei Widerstände 18,19, 20 bilden einen Spannungsteiler zwischen der Klemme 16 und Masse, wobei der Verknüpfungspunkt zwischen den Widerständen 18, 19 mit dem Emitter des Transistors 12 und der Verknüpfungspunkt zwischen den Widerständen 19, 20 mit dem Emitter des Transistors 14 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 12 ist über die Reihenschaltung dreier Widerstände 21, 22, 23 mit der Klemme 16 verbunden. Der mittlere Widerstand 22 ist durch die Basis-Emitter-Strecke eines PNP-Trar.sistors 24 überbrückt. Der Kollektor des Transistors 14 ist über einen aus zwei Widerständen 25, ?6 bestehenden Spannungsteiler mit Masse verbunden. Der Abgriff des Spannungsteilers 25, 26 ist sowohl an die Basis eines NPN-Transistors 27 wie auch über die Reihenschaltung eines Widerstandes 28 mit einem Kondensator 29 an die Basis des Transistors 24 angeschlossen.In the circuit of the exemplary embodiment, one is that a control signal carrying terminal IQ both via a first diode 11 with the base of an NPN transistor 12, as well as connected to the base of a PNP transistor 14 via a second diode 13. The base of the transistor 12 is via a base series resistor 15 with a Terminal 16 carrying the supply voltage and the base of transistor 14 connected to ground via a base series resistor 17. Three resistors 18,19, 20 form a voltage divider between terminal 16 and ground, the point of connection between the resistors 18, 19 with the emitter of the transistor 12 and the connection point between the resistors 19, 20 with the emitter of the transistor 14 connected is. The collector of the transistor 12 is connected to the series connection of three resistors 21, 22, 23 connected to terminal 16. The middle resistor 22 is bridged by the base-emitter path of a PNP transistor 24. The collector of transistor 14 is connected to ground via a voltage divider consisting of two resistors 25,? 6. The tap of the Voltage divider 25, 26 is connected both to the base of an NPN transistor 27 and via the series circuit a resistor 28 with a capacitor 29 connected to the base of the transistor 24.

Die Kollektoren der Transistoren 24 und 27 sind über je einen Rückkoppelungswiderstand 30 und 31 mit jeweils der Basis der Transistoren 12 und 14 rückgekoppelt. Der Emitter des Transistors 27 ist über einen Widerstand 32 mit Masse verbunden. Eine aus vier Transistoren 33 bis 36 bestehende Brückenschaltung ist zwisehen die Klemme 16 und Masse geschaltet. Dabei bil det die Emitter-Kollektor-Strecke des PNP-TransistorsThe collectors of transistors 24 and 27 are over a feedback resistor 30 and 31 each with the base of the transistors 12 and 14 fed back. The emitter of transistor 27 is connected to ground via a resistor 32. A bridge circuit consisting of four transistors 33 to 36 is connected between terminal 16 and ground. Thereby bil det is the emitter-collector path of the PNP transistor

33 und die Kollektor-Emitter-Strecke des NPN-Transitors 34 den einen Längszweig und entsprechend der PNP-Transistor 35 und der NPN-Transistor 36 den an-33 and the collector-emitter path of the NPN transistor 34 a series branch and corresponding to the PNP transistor 35 and the NPN transistor 36 the other

deren Längszweig. Im Brückenquerzweig ist ein Stellmotor 37 geschaltet. Die Emitter der Transistoren und 27 sind jeweils an die Basis der Transistoren 33 undtheir longitudinal branch. A servomotor 37 is connected in the transverse branch of the bridge. The emitters of the transistors and 27 are respectively connected to the bases of transistors 33 and

34 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 24 ist Über sinen aus zwei Widerständen 38, 39 bestehenden34 connected. The collector of the transistor 24 is about sinen of two resistors 38, 39 existing

bo Spannungsteiler mit Masse verbunden, und der Kollektor des Transistors 27 ist über einen aus zwei Widerständen 40,41 bestehenden Spannungsteiler an die Klemme 16 nngeschlossen. Der Abgriff des Spannungsteilers 38, 39 is' an die Basis des Transistors 36 und der Abgriff desbo voltage divider connected to ground, and the collector of transistor 27 is connected to the terminal via a voltage divider consisting of two resistors 40, 41 16 included. The tap of the voltage divider 38, 39 is' to the base of transistor 36 and the tap of the

_b5 Spannungsteilers 40, 41 ist an die Basis des Transistors _b 5 voltage divider 40, 41 is connected to the base of the transistor

35 angeschlossen.35 connected.

Die Wirkungsweise des in Fi g. I dargestellten Ausführungsbeispicls soll unter Zuhilfenahme des in F i g.The mode of action of the in Fi g. I should be shown with the aid of the in F i g.

dargestellten Diagramms im folgendem beschrieben werden. Die Klemme 10 ist mit dem Ausgang eines bekannten, in der Zeichnung nicht näher dargestellten Lenkreglers verbunden. Ein solcher Lenkregier addiert die an seinen Eingängen liegenden Spannungen und bildet somit eine Regelabweichung. An diesen Eingängen liegt zum Beispiel der eingestellte Sollwert für die Fahrzeugsteuerung, der von einem Lenkrad erzeugt werden kann, und der Istwert, der ein dem Lenkungsausschiag der Lenkung proportionales Signal darstellt. Diesem Lenkregler können in weiteren Eingängen von beliebigen weiteren Parametern abhängige Signale zugeführt sein. Solche Parameter sind der Seitenwind, Fahrbahnunebenheiten usw. Bei einer Seitenwindkompensation wird zum Beispiel durch einen Meßwertaufnehmer an der Seite des Fahrzeugs der Seitenwind gemessen und ein proportionales Signal dem Lenkregler zugeführt. Dadurch wird zum Beispiel bei Auftreten eines starken Seitenwinds das Fahrzeug automatisch gegengelenkt.shown in the diagram below. Terminal 10 is connected to the output of a known, Connected steering controller not shown in detail in the drawing. Such a steering government adds up the voltages at its inputs and thus forms a control deviation. At these entrances is, for example, the set target value for the vehicle control that is generated by a steering wheel can, and the actual value that a steering deflection represents a signal proportional to the steering. This steering controller can be used in further inputs of any further parameters dependent signals can be supplied. Such parameters are the cross wind, uneven road surfaces etc. In the case of cross wind compensation, for example, a transducer on the side of the vehicle measured the cross wind and fed a proportional signal to the steering controller. This means that the vehicle is automatically counter-steered if a strong crosswind occurs, for example.

Die Transistoren 12 und 14 sind als Schweilwertstufen geschaltet Überschreitet das an der Klemme 10 anliegende Steuersignal eine bestimmte Spannung t/t, so wird der Transistor 12 stromleitend, und unterschreitet das an der Klemme 10 anliegende Steuersignal eine bestimmte Spannung lh, so wird der Transistor 14 stromleitend. Durch den stromleitend gewordenen Transistor 12 wird der als Steuerschalter eingesetzte Transistor 24 stromleitend. Dieser wiederum versetzt die Transistoren 33 und 36 in den stromleitenden Zustand. Somit fließt bei Leitendwerden des Transistors 12 ein Steuerstrom durch den Transistor 33, den Stellmotor 37 und den Transistor 36. Wird dagegen der Transistor 14 stromleitend, so fließt entsprechend der Steuerstrom durch den Transistor 35, den Stellmotor 37 und den Transistor 34. Der Stellmotor 37 ändert seine Drehrichtung. The transistors 12 and 14 are switched as a threshold value.If the control signal applied to terminal 10 exceeds a certain voltage t / t, transistor 12 becomes conductive, and if the control signal applied to terminal 10 falls below a certain voltage lh, transistor 14 becomes conductive. When the transistor 12 has become conductive, the transistor 24 used as a control switch becomes conductive. This in turn puts the transistors 33 and 36 into the current-conducting state. Thus, when transistor 12 becomes conductive, a control current flows through transistor 33, servomotor 37 and transistor 36. If, on the other hand, transistor 14 becomes conductive, the control current flows accordingly through transistor 35, servomotor 37 and transistor 34. Servomotor 37 changes its direction of rotation.

Bewegt sich das Steuersignal an der Klemme 10 zwischen den Spannungen U\ und Ui, so dreht sich der Stellmotor nich\ Erst bei Überschreiten bzw. Unterschreiten der Schwellspannungen U\ bzw. ίΛ dreht sich der Stellmotor 37 in die eine bzw. in die andere Richtung. The control signal moves to terminal 10 between the voltages U \ and Ui, then the servo motor of the threshold voltages U \ or ίΛ the servomotor 37 rotates Not \ Only when exceeding or falling below rotates in the one or in the other direction .

Die Rückkoppelungswiderstände 30, 31 dienen der Mitkopplung, das heißt, das Leitendwerden zum Beispiel der Transistoren 12 und 24 erfolgt nicht schleichend, sondern sehr rasch, so daß die Schaitschwelle sehr genau eingehalten werden kann.The feedback resistors 30, 31 are used for positive feedback, that is, for example, to become conductive the transistors 12 and 24 does not take place slowly, but very quickly, so that the switching threshold can be adhered to very precisely.

Dadurch entsteht eine Hysterese, wie sie im Diagramm in Fig. 2 dargestei;* ist. Diese Hysterese hilft Regelschwingungen zu vermeiden.This creates a hysteresis, as shown in the diagram in Fig. 2; * is. This hysteresis helps To avoid control oscillations.

Das ftC-Kcppelglied 28, 23 bewirkt, daß beim Abschalten des Transistors 24 der Transistor 27 kurz stromleitend wird. Beim umgekehrten Abschalten verhält es sich ebenso. Dieses kurze Einschalten liegt in der Größenordnung des Entladevorgangs bzw. Ladevorgangs des Kondensators 29. Durch dieses RC-Koppelglied wird der Stellmotor 37 mit Gegenstrom sehr rasch abgebremst.The ftC coupling element 28, 23 causes the transistor 27 to briefly conduct current when the transistor 24 is switched off. The same applies to the reverse switch-off. This brief switch-on is of the order of magnitude of the discharging process or charging process of the capacitor 29. This RC coupling element brakes the servomotor 37 very quickly with countercurrent.

Zur Verminderung des Aufwands für eine Spannungsstabilisierungsschaltung ist es auch üblich, nur die t>o eigentlichen Schalttransistoren 33 bis 36 an die nicht stabilisierte Spannungsquelle 16 anzuschließen, der übrigen Elektronik jedoch eine stabilisierte Spannung zuzuführen.To reduce the cost of a voltage stabilization circuit it is also common to only connect the t> o actual switching transistors 33 to 36 to the not to connect stabilized voltage source 16, the rest of the electronics, however, a stabilized voltage to feed.

Die in der Schaltung eingesetzten Transistoren kön- h5 nen selbstverständlich auch durch Transistoren eines anderen Leitfähigkeiistyps oder durch andere steuerbare Halbleiter ersetzt sein. Die Verwendung zweier Transitoren komplementären Leitfähigkeitstyps in der beschriebenen Anordnung in einer Brückendiagonale hat jedoch den Vorteil, daß der Spannungsabfall an den beiden Transistoren möglichst gering und die Spannung am Motor daher möglichst groß wird. Ferner wird die Ansteuerung der Transistoren (33, 36 bzw. 35, 34) besonders einfach, weil jeweils nur ein einziger Transistor (24 bzw. 27) benötigt wird, über den der Basisstrom des pnp-Transistors und der des zugehörigen npn-Transi-The transistors used in the circuit can h5 They can of course also be generated by transistors of a different conductivity type or by other controllable ones Semiconductors to be replaced. The use of two transistors of complementary conductivity type in the described However, arrangement in a bridge diagonal has the advantage that the voltage drop across the two transistors as low as possible and the voltage on the motor is therefore as high as possible. Furthermore, the Control of the transistors (33, 36 or 35, 34) is particularly easy because only a single transistor (24 or 27) is required, via which the base current of the pnp transistor and that of the associated npn transistor

stors geführt wird. Werden höhere Schaltleistungen für die Endstufen benötigt, so können die verwendeten Transistoren durch mehrstufige Anordnungen, trzw. Darlington-Transistoren ersetzt werden.stors is performed. If higher switching capacities are required for the output stages, the used Transistors through multi-stage arrangements, trzw. Darlington transistors are replaced.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Steuervorrichtung für eine Stellvorrichtung, die in Abhängigkeit eines Steuersignals, vorzugsweise einer Regelabweichung, steuerbar ist und die im Brückenquerzweig einer aus vier Transistoren (33 bis 36) bestehenden Brückenschaltung liegt, wobei das Steuersignal zwei Schwellwertstufen (12,14) zuführbar ist, durch die bei Erreichen einer der beiden unterschiedlichen Schwellwerte alternativ die beiden Brückendiagonalen (33,36 bzw. 35,34) stromleitend geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Transistoren jeder Brückendiagonale (33,36 bzw. 35,34) ein Steuerschalter (24 bzw. 27) vorgesehen ist, der jeweils durch eine der Schwellwertstufen (12 bzw. 14) steuerbar ist, wobei jeder Brückenlängszweig aus komplementären Transistoren aufgebaut ist.1. Control device for an actuating device that can be controlled as a function of a control signal, preferably a control deviation, and the im Bridge transverse branch of a bridge circuit consisting of four transistors (33 to 36) lies, with the control signal can be fed to two threshold value stages (12, 14) through which one of the two is reached different threshold values alternatively the two bridge diagonals (33,36 and 35,34) are switched to conduct current, characterized in that for controlling the transistors each bridge diagonal (33,36 or 35,34) a control switch (24 or 27) is provided, each can be controlled by one of the threshold value stages (12 or 14), each bridge longitudinal branch being made up of complementary transistors. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, däduiCu gekennzeichnet, daß die Steuereingänge der Steuerschalter (24, 27) über ein RC-Koppelgüed (28, 29) miteinander verbunden sind.2. Control device according to claim 1, däduiCu characterized in that the control inputs of the control switches (24, 27) via an RC coupling device (28, 29) are connected to each other. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekannzeichnet, daß die Ausgänge der Steuerschalter (24, 27) über je ein Mitkoppelungsglied (30, 31) mit den Eingängen der Schwellwertstufen (12, 14) verbunden sind.3. Control device according to claim 1, characterized in that the outputs of the control switches (24, 27) each have a positive feedback element (30, 31) are connected to the inputs of the threshold levels (12, 14).