DE2350958C2

DE2350958C2 - Steuervorrichtung für eine Stellvorrichtung

Info

Publication number: DE2350958C2
Application number: DE2350958A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. 7141 Schwieberdingen Maisch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-10-11
Filing date: 1973-10-11
Publication date: 1984-10-25
Also published as: SE7412759L; FR2251189A5; NL7413341A; SE405770B; DE2350958A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervc -richtung für eine Stellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 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.

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.

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.

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 vorliegt

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.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beseht ieben. Es zeigt

Fig. 1 den Schaltungsaufbau eines Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtung und

F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 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.

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-Transistors

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-

deren Längszweig. Im Brückenquerzweig ist ein Stellmotor 37 geschaltet. Die Emitter der Transistoren und 27 sind jeweils an die Basis der Transistoren 33 und

34 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 24 ist Über sinen aus zwei Widerständen 38, 39 bestehenden

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 des

_b5 Spannungsteilers 40, 41 ist an die Basis des Transistors

35 angeschlossen.

Die Wirkungsweise des in Fi g. I dargestellten Ausführungsbeispicls soll unter Zuhilfenahme des 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.

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.

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.

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.

Dadurch entsteht eine Hysterese, wie sie im Diagramm in Fig. 2 dargestei;* ist. Diese Hysterese hilft Regelschwingungen zu vermeiden.

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.

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.

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-

stors geführt wird. Werden höhere Schaltleistungen für die Endstufen benötigt, so können die verwendeten Transistoren durch mehrstufige Anordnungen, trzw. Darlington-Transistoren ersetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, däduiCu gekennzeichnet, daß die Steuereingänge der Steuerschalter (24, 27) über ein RC-Koppelgüed (28, 29) miteinander verbunden sind.

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.