DE3707442A1

DE3707442A1 - DIGITALIZED HYBRIDISABLE CURRENT CONTROL CIRCUIT FOR POSITIVE AND NEGATIVE CONTROL CURRENTS

Info

Publication number: DE3707442A1
Application number: DE19873707442
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Ing Gaessler; Klaus Dipl Ing Harsch; Wolfgang Dipl Ing Kosak; Rolf Dipl Ing Reischl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-03-07
Filing date: 1987-03-07
Publication date: 1988-09-15
Also published as: WO1988007130A1

Abstract

A circuit arrangement for regulating positive and negative currents passing through an electromagnetic consumer has at least one measuring resistance connected in series with the consumer and a digital input stage having at least one digital/analog converter.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regelung positiver und negativer Ströme durch einen elektromagne tischen Verbraucher mit einer Reihenschaltung zumindest eines Meßwiderstands und des Verbrauchers. Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus der DE-OS 33 25 044 bekannt und dient in Verbindung mit Brennkraft maschinen zur Stromregelung durch einen Gleichstromsteller, beispielsweise ein Magnetventil zur Kraftstoffzumessung. Bei der bekannten Schaltung ist entweder eine Reihenschal tung von zwei oder aber eine Brückenschaltung von vier Stromsteuerorganen, jeweils in Reihe mit dem Meßwiderstand und dem Verbraucher, vorgesehen.The invention relates to a circuit arrangement for regulation positive and negative currents through an electromagnetic table consumers with a series connection at least a measuring resistor and the consumer. Such a circuit arrangement is for example from DE-OS 33 25 044 known and serves in connection with internal combustion machines for current regulation by a DC chopper, for example a solenoid valve for fuel metering. In the known circuit is either a series scarf device of two or a bridge circuit of four Current control devices, each in series with the measuring resistor and the consumer.

Weiterhin ist beispielsweise aus der DE-OS 33 23 694 ein Pulsdauer/Spannungs-Wandler mit einer integrierenden Ein richtung bekanntgeworden, bei der ein Operationsverstärker mit einer Kapazität beschaltet ist. Vor jeder Wandlung kann der Ausgangswert der integrierenden Einrichtung durch die Überbrückung der integrierenden Einrichtung auf einen wählbaren Anfangswert gesetzt werden. Weiterhin ist eine Speicherung des Ausgangswerts mittels eines Schaltelements möglich. Furthermore, for example from DE-OS 33 23 694 Pulse duration / voltage converter with an integrating one direction became known in which an operational amplifier is connected to a capacity. Before every change can determine the initial value of the integrating device bridging the integrating device to one selectable initial value. Furthermore, one Storage of the output value using a switching element possible.

Eine nach dem "Sample-and-Hold"-Prinzip mit Kapazitäten arbeitende Stromregelschaltung ist verhältnismäßig langsam und hat einen nicht unerheblichen Soft- und Hardwareaufwand zur Folge, nämlich für die Zeitsteuerung, Speicherbedarf und die Generierung der Steuersignale beziehungsweise für die Kapazitäten, die hochgenau (Sample) und groß (Hold) sein müssen. Aus dem letztgenannten Grunde lassen sich derartige Schaltungen auch praktisch nicht in integrierter Bauweise darstellen. Da sie analog arbeiten, sind sie darüber hinaus nicht rechnerkompatibel.One with the "sample and hold" principle with capacities working current control circuit is relatively slow and has a not inconsiderable amount of software and hardware result, namely for time control, memory requirements and the generation of the control signals respectively for capacities that are highly accurate (sample) and large (hold) have to be. For the latter reason, such circuits also practically not integrated Represent construction method. Since they work analogously, they are furthermore not compatible with computers.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Regelung positiver und negativer Ströme durch einen elektromagneti schen Verbraucher mit einer Reihenschaltung zumindest eines Meßwiderstands und des Verbrauchers, bei der eine digitale Eingangsstufe vorgesehen ist, die zumindest einen Digital/Analog-Wandler aufweist, hat insbesondere den Vorteil, daß aufgrund der digitalen Arbeitsweise eine sehr schnelle Reaktion der Schaltungsanordnung auf geän derte Betriebszustände erreicht wird. Die Ansteuerung ist äußerst einfach, da ein Befehl genügt. Große und genaue Kapazitäten sind nicht mehr erforderlich, und daher läßt sich eine weitgehende Integration oder Hybridisierung der Schaltung durchführen. Mit der erfindungsgemäßen Schal tungsanordnung kann eine hochpräzise Zwei-Quadranten-Strom regelung bei gleichzeitiger Ausblendung von Störsignalen durch kurze Einschwingzeiten bewerkstelligt werden.The control circuit arrangement according to the invention positive and negative currents through an electromagnetic at least consumers with a series connection a measuring resistor and the consumer, at which one digital input stage is provided, which has at least one Has digital / analog converter, in particular has Advantage that due to the digital way of working very quick response of the circuit arrangement to geän changed operating states is reached. The control is extremely easy because one command is enough. Large and accurate Capacities are no longer required and therefore leaves extensive integration or hybridization perform the circuit. With the scarf according to the invention arrangement can be a high-precision two-quadrant current regulation with simultaneous suppression of interference signals can be accomplished through short settling times.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwei 4 Bit-Digital/Analogwandler vorgesehen; durch die acht Bit läßt sich eine gute Auflösung erreichen. Das Ausgangssignal der Wandler wird vorteilhafterweise in einer beziehungsweise je einer Verstärkerschaltung in ein proportionales Stromsignal umgewandelt. Ist die Ein gangsstufe mit einer Steuerschaltung versehen, an die nicht nur die (8 Bit) Eingangssignale, sondern auch weitere digitale Steuersignale anlegbar sind, so gestaltet sich die Ansteuerung durch die Software besonders einfach, da sämtliche digitale Signale parallel übergeben werden können.In an advantageous embodiment of the invention two 4-bit digital / analog converters provided; through the Eight bits can achieve a good resolution. The Output signal of the converter is advantageously in one or each of an amplifier circuit in converted a proportional current signal. Is the one gear stage with a control circuit to which not only the (8 bit) input signals, but also others digital control signals can be applied control by the software is particularly simple, because all digital signals are transferred in parallel can.

Bei einer der Eingangsstufe nachgeschalteten Stromregel schaltung mit einem Strom/Spannungswandler, dessen Eingängen das proportionale Stromsignal beziehungsweise ein aus einer hochpräzisen Spannungsquelle, vorzugsweise einer Bandgap-Referenzquelle, abgeleitetes Signal zugeführt wird, und dessen Ausgangssignal ein von dem proportionalen Stromsignal abgeleitetes Spannungssignal aufgeschaltet ist, wird ein besonders genaues Spannungssignal erhalten. Infolge der Verwendung einer Bandgap-Referenz läßt sich die gesamte Schaltungsanordnung als vollständig abgegli chener Endstufenhybrid ausführen. Dies führt zu einer erhöhten Betriebssicherheit und Kostenersparnissen, da im Steuergerät Prüf- und/oder Abgleicharbeiten entfallen können.With a current control downstream of the input stage circuit with a current / voltage converter, its inputs the proportional current signal or an off a high-precision voltage source, preferably one Band gap reference source, derived signal supplied and its output signal is one of the proportional Current signal derived voltage signal applied a particularly accurate voltage signal is obtained. As a result of using a bandgap reference, the entire circuit arrangement as completely compensated Execute this final stage hybrid. This leads to a increased operational safety and cost savings because there is no need for testing and / or adjustment work in the control unit can.

Besonders große Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung an die Steuerschaltung eine Umschaltschaltung angeschlossen ist, von der in Reaktion auf die digitalen Steuersignale Schaltvorrichtungen betätigbar sind. Diese schalten jeweils ein Bereichssignal der hochpräzisen Spannungsquelle bezie hungsweise einen zugehörigen Bereichs-Strompfad mit zuge hörigem Meßwiderstand des Verbrauchers ein. Durch die Unterteilung des gesamten Strombereichs in vorzugsweise drei Bereiche läßt sich mit geringem Aufwand eine besonders hohe Auflösung im Bereich von einem Promille erreichen. There are particularly great advantages if according to one another advantageous embodiment of the invention the control circuit is connected to a changeover circuit is in response to the digital control signals Switching devices can be actuated. These switch each a range signal of the high-precision voltage source an associated range current path with audible measuring resistance of the consumer. Through the Division of the entire current range into preferably three areas can be one with little effort achieve high resolution in the range of one per thousand.

Durch weitere von der Umschaltschaltung betätigbare Schalt vorrichtungen, die zwischen Stromquellen und dem Verbraucher angeordnet sind, lassen sich diese Stromquellen auf den Verbraucher schalten; die Stromregelung ist dann ausgeschal tet und der Strom durch den Verbraucher wird nur noch durch diese Stromquellen bestimmt. Dies bietet in Hinblick auf besondere Betriebszustände Vorteile, beispielsweise bei einer Schubabschaltung bei Brennkraftmaschinen. Weiter hin sollten auch außergewöhnliche Betriebszustände beherrsch bar sein und hierzu ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Umschalt schaltung von einem Notlaufsignal beaufschlagbar ist und in Reaktion hierauf in den jeweiligen Bereichen angeordnete Schaltvorrichtungen ausschaltet.By further switching which can be actuated by the changeover circuit devices between power sources and the consumer are arranged, these power sources on the Switch consumers; the current control is then switched off tet and the electricity through the consumer is only determined by these power sources. This offers in view advantages to special operating conditions, for example with a fuel cut-off in internal combustion engines. Next extraordinary operating conditions should also be mastered be cash and this is according to another advantageous Embodiment of the invention provided that the shift circuit can be acted upon by an emergency signal and arranged in response to the respective areas Switching devices switches off.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung lassen sich weiterhin auf einfache Weise Schutzschaltungen, etwa gegen Kurzschluß des Verbrauchers oder zu hohe Versorgungsspan nungen, vorsehen. Sämtliche voranstehend beschriebenen Ausführungsformen lassen sich integrieren beziehungsweise hybridisieren.In the circuit arrangement according to the invention, protection circuits, for example against Short circuit of the consumer or supply voltage too high plans, provide. All of the above Embodiments can be integrated or hybridize.

drawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus welchem weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Hierbei zeigt Fig. 1 eine vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung und Fig. 2 deren Aufbau als Hybrid mit einer integrierten Schaltung und äußeren Bau teilen.The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing, from which further advantages and features emerge. Here, FIG. 1 shows an advantageous embodiment of a sharing circuit and FIG. 2 whose structure as a hybrid comprising an integrated circuit and external structure.

Description of the embodiment

Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Schal tungsanordnung zum Regeln des Stroms durch einen elektro magnetischen Drucksteller, der in einer Bypass-Leitung einer mechanischen Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Über die Beeinflussung des Steuerstroms für den Drucksteller läßt sich so eine elektronische Kor rektur bei einer mechanischen Einspritzung erreichen. Es ist offenbar, daß hierfür eine hohe Genauigkeit sowohl in Hinblick auf die Auflösung als auch die Reproduzierbar keit erforderlich ist.The embodiment is a scarf arrangement for regulating the current through an electro magnetic pressure actuator in a bypass line a mechanical injection system of an internal combustion engine is arranged. About influencing the control current for the pressure actuator can be an electronic Kor reach rectification with a mechanical injection. It is evident that both accuracy is high in terms of resolution as well as reproducible speed is required.

In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, die im wesentlichen zwei Teile aufweist, eine Eingangsstufe 10 und die eigentliche Stromregelschaltung 40. Der Strom I _S durch einen Drucksteller DS soll in Abhängigkeit von digitalen Eingangsinformationen D 0, D 1 . . . D 8 geregelt werden, die mit zusätzlichen Steuerinformationen D 8 . . . D 11 am Eingang der Eingangsstufe anliegen.In Fig. 1, a circuit arrangement is shown which has essentially two parts, an input stage 10 and the actual current control circuit 40. The current I _S through a pressure regulator DS is intended as a function of digital input information D 0 , D 1 . . . D 8 are regulated with additional control information D 8 . . . D 11 are present at the input of the input stage.

Hierzu weist die Eingangsstufe 10 ein 12 Bit-Latch 12 auf, das über einen Befehl EN (Enable) in Betrieb gesetzt wird. Die digitalen Eingangssignale D 0 . . . D 7 werden parallel an zwei nachgeschaltete Digital/Analog-Wandler 14, 24 übergeben. Jeder der Wandler 14, 24 ist als 4 Bit- Wandler ausgeführt und demzufolge werden an den Digital/Ana log-Wandler 14 die ersten vier Bits D 0 . . . D 3 und an den anderen Digital/Analog-Wandler 24 die zweiten vier Bits D 4 . . . D 7 übergeben, deren Funktion nachstehend noch genauer erläutert wird.For this purpose, the input stage 10 has a 12-bit latch 12 which is put into operation via an EN (enable) command. The digital input signals D 0 . . . D 7 are transferred in parallel to two downstream digital / analog converters 14, 24 . Each of the converters 14, 24 is designed as a 4-bit converter, and consequently the first four bits D 0 are applied to the digital / analog converter 14 . . . D 3 and on the other digital / analog converter 24 the second four bits D 4 . . . Pass D 7 , the function of which is explained in more detail below.

Jedem der Digital/Analog-Wandler 14 beziehungsweise 24 ist eine zugehörige Verstärkungsschaltung nachgeschaltet, und zwar eine Verstärkerschaltung 16, 18, 20 für den Wandler 14 beziehungsweise eine Verstärkerschaltung 26, 28, 30 für den Wandler 24. Das Ausgangssignal des Wandlers 14 wird dem einen Eingang (+) eines Operationsverstärkers 16 zugeführt, dessen anderer Eingang (-) mit einem Anschluß eines Widerstands 20 (1 Kiloohm) und dem Emitter eines npn-Transistors 18 verbunden ist. Der andere Anschluß des Widerstands 20 ist an Masse angeschlossen. In entspre chender Weise ist der Ausgang des Digital/Analog-Wandlers 24 mit dem einen Eingang (+) eines Operationsverstärkers 26 verbunden, dessen anderer Eingang (-) mit einem Anschluß eines Widerstands 30 (16 Kiloohm), dessen anderer Anschluß an Masse gelegt ist, und mit dem Emitter eines npn-Transi stors 28 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 18, 28 sind miteinander verbunden. Kollektorseitig ist ein Strom von bis zu 1,70 mA von den Transistoren 18, 28 abgeb bar. Weiterhin ist in der Eingangsstufe 10 noch eine sche matisch als Referenzstromquelle bezeichnete Baugruppe vorgesehen, bei der eine Spannungsquelle 32 an einen Ein gang (-) eines Operationsverstärkers 34 führt, dessen anderer Eingang (+) mit einem Spannungsteiler aus Widerstän den 36, 38 verbunden ist, der an eine hochpräzise Referenz spannungsquelle 52 angeschlossen ist und von dieser mit einer Referenzspannung U _R von 3,750 V versorgt wird. Die beiden Referenzquellen 32 und 52 sind als Bandgap-Quellen ausgeführt, die an sich keinen Abgleich benötigen, jedoch kann die Referenzquelle 52 zur ϑ-Driftoptimierung auf dem IC abgeglichen werden.An associated amplification circuit is connected downstream of each of the digital / analog converters 14 and 24 , specifically an amplifier circuit 16, 18, 20 for the converter 14 and an amplifier circuit 26, 28, 30 for the converter 24 . The output signal of the converter 14 is fed to one input (+) of an operational amplifier 16 , the other input (-) of which is connected to a connection of a resistor 20 (1 kiloohm) and the emitter of an npn transistor 18 . The other terminal of resistor 20 is connected to ground. In a corresponding manner, the output of the digital / analog converter 24 is connected to one input (+) of an operational amplifier 26 , the other input (-) of which is connected to a connection of a resistor 30 (16 kilohms), the other connection of which is connected to ground , and connected to the emitter of an NPN transistor 28 . The collectors of the transistors 18, 28 are connected to one another. A current of up to 1.70 mA from the transistors 18, 28 can be emitted on the collector side. Furthermore, in the input stage 10 a matically designated reference current source module is provided, in which a voltage source 32 leads to an input (-) of an operational amplifier 34 , the other input (+) of which is connected to a voltage divider made of resistors 36, 38 , which is connected to a high-precision reference voltage source 52 and is supplied by it with a reference voltage U _R of 3.750 V. The two reference sources 32 and 52 are designed as bandgap sources which do not require any adjustment per se, but the reference source 52 can be adjusted for ϑ drift optimization on the IC .

Die Referenzspannungsquelle 52 ist weiterhin an einen Spannungsteiler aus Widerständen 54, 56, 58, 60 und 62 angeschlossen, von denen der letztere (62) trimmbar ist. Die Abgriffe des Spannungsteilers führen zu vier Anschluß punkten eines Schalters 46. Im einzelnen sind diese Anschluß punkte mit (von oben nach unten in Fig. 1) 3, 2, 1 und SAS bezeichnet und geben so drei Regelbereiche 3, 2 und 1 sowie einen besonderen Bereich SAS (Schubabschaltung) an, die nachstehend noch genauer erläutert werden.The reference voltage source 52 is also connected to a voltage divider composed of resistors 54, 56, 58, 60 and 62 , of which the latter ( 62 ) can be trimmed. The taps of the voltage divider lead to four connection points of a switch 46 . In detail, these connection points are designated (from top to bottom in Fig. 1) 3, 2, 1 and SAS and thus indicate three control areas 3, 2 and 1 and a special area SAS (overrun cutoff), which will be explained in more detail below will.

Gesteuert wird der Schalter 46, das heißt dessen Bereichs wahl, über die Umschaltschaltung 116, wie durch einen entsprechend mit (46) gekennzeichneten Pfeil angedeutet ist, und zwar in Abhängigkeit von der digitalen Steuer information D 8 . . . D 11.The switch 46 , that is to say its range selection, is controlled via the switching circuit 116 , as indicated by an arrow correspondingly marked with ( 46 ), as a function of the digital control information D 8 . . . D 11 .

Der Sammelabgriff des Schalters 46 ist mit einem Eingang (+) eines Strom/Spannungs-Wandlers 42 verbunden, dessen anderem Eingang (-) das verstärkte Ausgangssignal (0 bis 1,7 mA) der Analog/Digitalwandler 14, 24 zugeführt ist. Dieses verstärkte Signal erzeugt daher an einem am Eingang (-) angeschlossenen Widerstand 44, dessen anderer Anschluß mit dem Ausgang des Strom/Spannungswandlers 42 verbunden ist, deren Spannungsabfall von bis zu 1,7 V, da der Wider stand 44 einen Widerstandswert von 1 Kiloohm aufweist. Diesen 1,7 V wird daher das entsprechende Bereichssignal des Schalters 46 zugeschaltet. Die Widerstände 54 bis 62 sind dabei so gewählt, daß, ausgehend von U _R = 3,750 V, am Anschluß 3 des Schalters 46 eine Spannung von 3,625 V liegt, am Anschluß 2 3,410 V, am Anschluß 1 3,070 V und am Anschluß SAS 3,188 V. Die Spannung U _S am Ausgang des Strom/Spannungswandlers 42 beträgt daher (im Bereich 3) (1,7 + 3,625) V = 5,325 V. Entsprechend ergeben sich in den Bereichen 2 und 1 maximale Spannungen U _S von 5,11 beziehungsweise 4,77 V.The collective tap of the switch 46 is connected to an input (+) of a current / voltage converter 42 , the other input (-) of which is the amplified output signal (0 to 1.7 mA) of the analog / digital converter 14, 24 . This amplified signal therefore generates a resistor 44 connected to the input (-), the other terminal of which is connected to the output of the current / voltage converter 42 , the voltage drop of which is up to 1.7 V, since the resistor 44 has a resistance of 1 kilohm having. The corresponding range signal of the switch 46 is therefore connected to this 1.7 V. The resistors 54 to 62 are selected so that, starting from U _R = 3.750 V, there is a voltage of 3.625 V at connection 3 of switch 46, 3.410 V at connection 2, 3.070 V at connection 1 and 3.188 V at connection SAS The voltage U _S at the output of the current / voltage converter 42 is therefore (in the area 3 ) (1.7 + 3.625) V = 5.325 V. Accordingly, the maximum voltages U _S of the areas 2 and 1 are 5.11 and 4, respectively , 77 V.

Die Spannung U _S liegt als Steuerspannung an einem Eingang (+) eines als Komparator geschalteten Operationsverstär kers 50 an, dessen anderer Eingang (-) mit dem Sammel abgriff eines Schalters 48 verbunden ist, dessen einzelne Abgriffe 48.1, 48.2 und 48.3 jeweils an einen Meßwider stand RM 1, RM 2 beziehungsweise RM 3 angeschlossen sind. Während Schalter 46 über seine Abgriffe 46.1, 46.2 und 46.3 daher die Referenzspannung für den jeweiligen Bereich 1, 2 und 3 auswählt, wird mit Schalter 48 der dem jeweiligen Bereich zugehörige Meßwiderstand RM 1, RM 2 und RM 3 zugeordnet. Die Schalter 46, 48 werden daher entsprechend synchron über die Umschaltschaltung 116 gesteuert, was weiterhin durch den mit (48) gekennzeichneten Pfeil angedeutet ist.The voltage U _S is applied as a control voltage to an input (+) of an operational amplifier 50 connected as a comparator, the other input (-) of which is connected to the collective tap of a switch 48 , the individual taps 48.1, 48.2 and 48.3 of which are each connected to a measuring resistor stand RM 1 , RM 2 or RM 3 are connected. While switch 46 therefore selects the reference voltage for the respective area 1, 2 and 3 via its taps 46.1, 46.2 and 46.3 , the measuring resistor RM 1 , RM 2 and RM 3 associated with the respective area is assigned with switch 48 . The switches 46, 48 are therefore correspondingly controlled synchronously via the switching circuit 116 , which is further indicated by the arrow marked ( 48 ).

Der Ausgang des Komparators 50 ist jeweils an die Basis eines Transistors 64 (Bereich 1), 74 (Bereich 2) und 84 (Bereich 3) angeschlossen. Da die Kreise für die Bereiche 1, 2 und 3 im wesentlichen einander entsprechen wird nach folgend nur der Bereich 1 im einzelnen besprochen.The output of the comparator 50 is connected to the base of a transistor 64 (area 1), 74 (area 2) and 84 (area 3). Since the circles for areas 1, 2 and 3 essentially correspond to one another, only area 1 is discussed in detail below.

Der Kollektor des Transistors 64 ist an Masse angeschlossen, der Emitter mit einer Stromquelle 94 und mit der Basis eines weiteren Transistors 66 und mit einem Anschluß eines Schalters 68 verbunden, dessen anderer Anschluß an Masse liegt. Der Schalter 68 ist von der Umschaltschaltung 116 steuerbar. Der Kollektor des Transistors 66 liegt, ebenso wie der andere Anschluß der Stromquelle 94, an einer Ver sorgungsspannung U _B. Der Emitter des Transistors 66 ist mit dem Anschluß 48.1 des Schalters 48 und dem Meßwiderstand RM 1 für den Bereich 1 verbunden, der in Reihe zum Verbrau cher, dem Drucksteller DS geschaltet ist und demzufolge vom Strom I _S durchflossen wird. Weiterhin ist der Emitter des Transistors 66 mit einer Stromquelle 70 verbunden, die über einen von der Umschaltschaltung 116 betätigbaren Schalter 72 an Masse gelegt werden kann.The collector of transistor 64 is connected to ground, the emitter is connected to a current source 94 and to the base of a further transistor 66 and to a connection of a switch 68 , the other connection of which is connected to ground. The switch 68 can be controlled by the switching circuit 116 . The collector of transistor 66 is, just like the other connection of current source 94 , to a supply voltage U _B Ver. The emitter of the transistor 66 is connected to the terminal 48.1 of the switch 48 and the measuring resistor RM 1 for the area 1, which is connected in series to the consumer, the pressure regulator DS and consequently through which the current I _S flows. Furthermore, the emitter of the transistor 66 is connected to a current source 70 which can be connected to ground via a switch 72 which can be actuated by the switching circuit 116 .

In den beiden anderen Bereichen 2 und 3 sind entsprechende Bauteile vorgesehen, und zwar entsprechend dem Transistor 64 die Transistoren 74 und 84, dem Transistor 66 die Tran sistoren 76 und 86, der Stromquelle 94 die Stromquellen 96 und 98, dem Schalter 68 die Schalter 78 und 88, dem Meßwiderstand RM 1 die Meßwiderstände RM 2 und RM 3, der Stromquelle 70 die Stromquellen 80 und 90, und dem Schalter 72 die Schalter 82 und 92.Corresponding components are provided in the other two areas 2 and 3, namely according to transistor 64, transistors 74 and 84 , transistor 66 , transistors 76 and 86 , current source 94, current sources 96 and 98 , switch 68, switches 78 and 88 , the measuring resistor RM 1 the measuring resistors RM 2 and RM 3 , the current source 70 the current sources 80 and 90 , and the switch 72 the switches 82 and 92 .

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Betriebszustand ist der Bereich 1 aktiv und die Bereiche 2 und 3 sind inaktiv. Dies ergibt sich aus der Stellung der Schalter 46 und 48, bei denen die Abgriffe 46.1 und 48.1 durchgeschaltet sind. Weiterhin ist der Schalter 68 geöffnet, bei dessen Schließen sonst Transistor 66 gesperrt würde, und Schalter 72 ist geschlossen. Durch Sperrung der Transistoren 76, 86 infolge der geschlossenen Schalter 78, 88 sind die Bereiche 2 und 3 abgeschaltet.In the operating state shown in FIG. 1, area 1 is active and areas 2 and 3 are inactive. This results from the position of the switches 46 and 48 , in which the taps 46.1 and 48.1 are switched through. Furthermore, the switch 68 is open, which would otherwise block transistor 66 when it is closed, and switch 72 is closed. By blocking the transistors 76, 86 as a result of the closed switches 78, 88 , the regions 2 and 3 are switched off.

Der Drucksteller DS ist weiterhin dort, wo er mit den Meßwiderständen RM 1, RM 2 und RM 3 verbunden ist, an einen Eingang eines Operationsverstärkers 106 angeschlossen, an dessen anderem Eingang die hochgenaue Spannung U _R an liegt. Der Ausgang des Operationsverstärkers 106 ist mit der Basis eines Transistors 108 verbunden, dessen Emitter mit Masse und dessen Kollektor mit dem anderen Anschluß des Druckstellers DS. Der Operationsverstärker 50 stellt mit jeweils einer der Leistungsendstufen 66, 76 oder 86 (abhängig von der Stellung des Schalters 48) einen Spannungs folger dar und daher stellt sich die Spannung U _S an der zugehörigen Klemme X, Y oder Z ein, sofern der Klemmenstrom I _x, I _y, I _z Werte im Bereich der Klemmenbelastbarkeit an nimmt, nämlich I _x = -25 . . . 10 mA, I _y = -50 . . . 10 mA und I _z = -145 . . . 10 mA (beziehungsweise 45 mA (Stromquellen 118 und 90)). Dieses stromverstärkte Signal U _x, U _y oder U _z dient über den zugehörigen Bereichs-Meßwiderstand RM 1, RM 2 oder RM 3, den Operationsverstärker 106 und die Leistungs endstufe 108 zur Regelung des Verbraucherstroms I _S nach der Beziehung: I _S = (U _{x, y, z}-U _R)/RM 1, 2, 3 . The pressure actuator DS is also connected where it is connected to the measuring resistors RM 1 , RM 2 and RM 3 to an input of an operational amplifier 106 , at the other input of which the highly precise voltage U _R is applied. The output of the operational amplifier 106 is connected to the base of a transistor 108 , the emitter of which is connected to ground and the collector of which is connected to the other connection of the pressure actuator DS . The operational amplifier 50 , with one of the power output stages 66, 76 or 86 (depending on the position of the switch 48 ), represents a voltage follower and therefore the voltage U _S at the associated terminal X, Y or Z arises, provided the terminal current I _x , I _y , I _z assumes values in the range of the terminal load capacity, namely I _x = -25. . . 10 mA, I _y = -50. . . 10 mA and I _z = -145. . . 10 mA (or 45 mA (current sources 118 and 90 )). This current-amplified signal U _x , U _y or U _z is used via the associated range measuring resistor RM 1 , RM 2 or RM 3 , the operational amplifier 106 and the power output stage 108 to regulate the consumer current I _S according to the relationship: I _S = (U _{x, y, z} - U _R ) / RM 1, 2, 3 .

Der gemeinsame Anschluß der Meßwiderstände RM 1, RM 2, RM 3 und des Druckstellers DS ist darüber hinaus an einen Eingang (+) eines Komparators 104 angeschlossen, dessen anderer Eingang (-) an 1,7 V liegt. Der Komparator 104 dient zur Kurzschlußerkennung. Falls nämlich am Drucksteller DS ein Kurzschluß auftritt, also Klemme K auf Massepotential liegt, schaltet der Komparator 104 über seinen Ausgang, der mit den Schaltern 68, 78, 88 verbunden ist, die Strom pfade über die Transistoren 66, 76, 86 aus.The common connection of the measuring resistors RM 1 , RM 2 , RM 3 and the pressure actuator DS is also connected to an input (+) of a comparator 104 , the other input (-) of which is at 1.7 V. The comparator 104 is used for short-circuit detection. If a short circuit occurs at the pressure actuator DS , that is, terminal K is at ground potential, the comparator 104 switches the current paths via the transistors 66, 76, 86 via its output, which is connected to the switches 68, 78, 88 .

Weiterhin ist in Fig. 1 noch schematisch eine Überspan nungs-Schutzschaltung 114 dargestellt, die bei Überspan nungsbedingungen ein entsprechendes Ausgangssignal an die Umschaltschaltung 116 abgibt und diese zum Abschalten aller Analogfunktionen (alles außer 10, 16) veranlaßt.Furthermore, an overvoltage protection circuit 114 is shown schematically in FIG. 1 which, in the event of overvoltage conditions, emits a corresponding output signal to the switching circuit 116 and causes it to switch off all analog functions (everything except 10, 16 ).

Neben dem "normalen" Betriebszustand, bei dem je nach der vorliegenden Steuerinformation D 8 . . . D 11 einer der Bereiche 1, 2 oder 3 eingeschaltet und im gewählten Bereich eine Regelung des Stroms I _S durch den Verbraucher DS mit äußerst hoher Auflösung durchgeführt wird, gibt es noch zwei weitere Betriebszustände, in denen besondere Bedingungen herrschen. Der eine Betriebszustand ist die Schubabschaltung (SAS). Hierbei soll ein bestimmter Strom pegel an den Drucksteller DS geliefert werden, und zwar ohne Beeinflussung durch die Eingangsinformation D 0 . . . D 7. Hierzu werden von der Umschaltschaltung 116 aufgrund einer bestimmten Bitkombination D 8 . . . D 11 mehrere Schal ter betätigt, und zwar wird Schalter 46 mit dem Abgriff 46 SAS durchgeschaltet und die Schalter 110 (Stromquelle 118) und 112 (Stromquelle 110) werden gleichzeitig geschal tet. Sind die Stromquellen 100, 118 in den Stromkreis mit DS geschaltet, so werden gleichzeitig alle drei Bereiche (RM 1, RM 2, RM 3) ausgeschaltet, also die Regelung von I _S außer Kraft gesetzt. Der Strom I _S durch DS wird dann nur noch durch die Stromquellen 100, 102 und 118, 90 bestimmt. In addition to the "normal" operating state, in which D 8 . . . D 11 one of the areas 1, 2 or 3 is switched on and the current I _{S is} controlled by the consumer DS with extremely high resolution in the selected area, there are two further operating states in which special conditions prevail. One of the operating states is the overrun fuel cutoff (SAS) . In this case, a certain current level is to be supplied to the pressure regulator DS , without being influenced by the input information D 0 . . . D 7 . For this purpose, the switching circuit 116 uses D 8 on the basis of a specific bit combination. . . D 11 actuated several switches, namely switch 46 is tapped with tap 46 SAS and switches 110 (current source 118 ) and 112 (current source 110 ) are switched simultaneously. If the current sources 100, 118 are connected to the circuit with DS , all three areas (RM 1 , RM 2 , RM 3 ) are switched off at the same time, that is, the regulation of I _S is overridden. The current I _S through DS is then only determined by the current sources 100, 102 and 118, 90 .

Der zweite außergewöhnliche Betriebszustand betrifft den Notlauffall. Hierfür wird ein entsprechendes Signal NL an die Umschaltschaltung 116 gegeben, die daraufhin sowohl die Bereiche 1, 2 und 3 als auch die Schubabschaltung inaktiviert. Als einzige (nichtgeschaltete) Stromquelle verbleibt nunmehr die Stromquelle 102.The second exceptional operating condition concerns an emergency operation. For this purpose, a corresponding signal NL is given to the switching circuit 116 , which then deactivates both the areas 1, 2 and 3 and also the overrun fuel cutoff. The current source 102 now remains as the only (non-switched) current source.

Mit der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Schal tungsanordnung wurden folgende Betriebswerte erreicht:The following operating values were achieved with the circuit arrangement according to the invention shown in FIG. 1:

Im Bereich 1: I _S von -10 mA bis +15 mA bei einer Auflösung von 0,098 mA; im Bereich 2 I _S zwischen -10 mA und +40 mA bei einer Auflösung von 0,196 mA; im Bereich 3 I _S von -10 mA bis +126 mA bei einer Auflösung von 0,533 mA; bei Schubabschaltung: I _S kleiner oder gleich -45 mA; und bei Notlauf: I _S zwischen -1 mA und + 1 mA. Hierbei entspricht die Auflösung jeweils dem LSB (least significant bit) des 8 Bit-Eingangssignals. Der maximale Steuerstrom im Bereich 3 könnte bis auf 140 mA erhöht werden. Bei dem Digital/Analog-Wandler entspricht ein LSB einem Strom von 0,098 mA. Die außerordentlich hohe Auflösung, die mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erreichbar ist, geht aus einem Vergleich der 0,098 mit den 140 mA hervor, dies entspricht nämlich einer Auflösung im Bereich von 0,7‰, also weniger als einem Promille. Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil liegt also insbesondere darin, daß die hohe Auflösung von 0,098 mA nur in dem Bereich realisiert wird (I _S = -10 . . . 15 mA), in welchem sie auch tatsächlich benötigt wird. Auf diese Weise kann der sonst erforderlich gewordene Aufwand einer Analog/Di gital-Wandlung, die vor allem technisch nicht als voll integrierte Lösung zu verwirklichen wäre, vermieden und derart die Vollintegration realisiert werden. Hierdurch kann eine äußerst fein abgestufte Regelung des Druckstellers DS und damit eine sehr genaue Korrektur einer mechanischen Einspritzanlage für Brennkraftmaschinen auf elektronischem Wege bereitgestellt werden. In the range 1: I _S from -10 mA to +15 mA with a resolution of 0.098 mA; in the range 2 I _S between -10 mA and +40 mA with a resolution of 0.196 mA; in the 3 I _{S range} from -10 mA to +126 mA with a resolution of 0.533 mA; with overrun cut-off: I _S less than or equal to -45 mA; and in emergency operation: I _S between -1 mA and + 1 mA. The resolution corresponds to the LSB (least significant bit) of the 8-bit input signal. The maximum control current in area 3 could be increased up to 140 mA. With the digital / analog converter, an LSB corresponds to a current of 0.098 mA. The extraordinarily high resolution that can be achieved with the circuit arrangement according to the invention can be seen from a comparison of the 0.098 with the 140 mA, which corresponds to a resolution in the range of 0.7 ‰, that is less than one per thousand. The advantage that can be achieved with the invention is, in particular, that the high resolution of 0.098 mA is only achieved in the range (I _S = -10... 15 mA) in which it is actually required. In this way, the otherwise required effort of an analog / digital conversion, which above all would not be technically feasible as a fully integrated solution, can be avoided and the full integration can be realized in this way. In this way, an extremely finely graduated regulation of the pressure actuator DS and thus a very precise correction of a mechanical injection system for internal combustion engines can be provided electronically.

Fig. 2 verdeutlicht schematisch, wie die in Fig. 1 dar gestellte Schaltungsanordnung 10, 40 in einer integrierten Schaltung zum überwiegenden Teil integriert ist. Insgesamt wird ein Hybrid erhalten, bei dem die integrierte Schal tung mit den drei Meßwiderständen RM 1, RM 2 und RM 3 sowie zusätzlichen Kondensatoren für Schutz- und Entstörzwecke beschaltet ist. Die Klemmenbezeichnungen "A", "B" und so weiter in Fig. 2 entsprechen den Klemmenbezeichnungen von Fig. 1. FIG. 2 schematically illustrates how the circuit arrangement 10, 40 shown in FIG. 1 is predominantly integrated in an integrated circuit. Overall, a hybrid is obtained in which the integrated circuit device is connected to the three measuring resistors RM 1 , RM 2 and RM 3 as well as additional capacitors for protection and interference suppression purposes. The terminal designations " A ", " B " and so on in FIG. 2 correspond to the terminal designations of FIG. 1.

Claims

1. Circuit arrangement for controlling positive and negative currents through an electromagnetic consumer with a series connection of at least one measuring resistor and the consumer, characterized in that a digital input stage ( 10 ) for receiving digital input signals (D 0 ... D 7 ) is provided, which has at least one Digi tal / analog converter ( 14, 24 ).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that two 4-bit digital / analog converters ( 14, 24 ) are easily seen.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the digital / analog converter ( 14, 24 ) is followed by an amplification circuit ( 16, 18, 26, 28 ), one of which is proportional to the output voltage of the digital / analog converter Current signal can be emitted.

4. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the input stage ( 10 ) with a control circuit ( 12 ) for receiving the digital input signals (D 0 ... D 7 ) for the digital / analog converter ( 14 , 24 ) and for receiving digital control signals (D 8 ... D 11 ).

5. Circuit arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the input stage ( 10 ) is followed by a current control circuit ( 40 ) having a current / voltage converter ( 42 ), at one input (-) the proportional current signal and whose other input (+) is a signal derived from a high-precision voltage source ( 52 ), preferably a bandgap source ( 52 ), and from which a voltage signal can be emitted at its output, which is used to generate a control voltage (U _S ) a resistor ( 44 ) from the proportional current signal voltage signal is applied.

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the control voltage (U _S ) is connected to an input (+) of a control circuit ( 50 ), which optionally has a range power output stage ( 66; 76; 86 ) for providing a voltage follower ( 50, 66; 76; 86 ) can be switched on, the output voltage (U _x , U _y , U _z ) of which is applied to an input of a control circuit ( 106 ) via a range measuring resistor (RM 1 , RM 2 , RM 3 ) , at the second input of which a signal (U _R ) from the high-precision voltage source ( 52 ) for regulating the consumer current ( I _S ) is applied according to the relationship I _S = (U _{x, y, z} - U _R ) / RM 1, 2, 3 is.

7. Circuit arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized in that a switching circuit ( 116 ) is connected to the control circuit ( 12 ), of which in response to the digital control signals (D 8 , ... D 11 ) switching devices ( 46 , 48, 72, 82, 92 ) can be actuated, by means of which an area signal from the high-precision voltage source ( 52 ) or an associated loading current path, in each of which a measuring resistor (RM 1 , RM 2 , RM 3 ) lies, of the consumer (DS) can be switched on.

8. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that three area signals and three area measuring resistors (RM 1 , RM 2 , RM 3 ) are provided.

9. Circuit arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that actuatable switching devices ( 110, 112 ) are provided by the switching circuit ( 116 ), which are arranged between the current sources ( 100, 118 ) and the consumer (DS) .

10. Circuit arrangement according to one of claims 7 to 9, characterized in that the switching circuit ( 116 ) can be acted upon by an emergency operation signal (NL) and in response thereto in the respective areas ( 1, 2 and 3 ) arranged switching devices ( 68, 78, 88, 72, 82, 110, 92 ) switches off so that the consumer (DS) is de-energized (I _S = 0 ± 1 mA).

11. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that a monitoring circuit ( 104 ) connected to the consumer (DS) is provided, from which a switch-off signal can be emitted in the event of a short circuit on the consumer (DS) .

12. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that an overvoltage protection circuit ( 114 ) is provided, of which a switch-off signal can be emitted when a supply voltage (U _B ) is exceeded by a definable value, preferably to the switching circuit ( 116 ).