EP1050966B1 - Control circuit for an actuator - Google Patents

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EP1050966B1
EP1050966B1 EP00200849A EP00200849A EP1050966B1 EP 1050966 B1 EP1050966 B1 EP 1050966B1 EP 00200849 A EP00200849 A EP 00200849A EP 00200849 A EP00200849 A EP 00200849A EP 1050966 B1 EP1050966 B1 EP 1050966B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
current
circuit
source
control
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00200849A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1050966A2 (en
EP1050966A3 (en
Inventor
Ekkehard Philips Intel.Prop.&Standars GmbH Bolte
Jürgen Philips Intell.Prop.& Stand.GmbH Halfmann
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips Electronics NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Philips Intellectual Property and Standards GmbH, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Philips Intellectual Property and Standards GmbH
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Publication of EP1050966A3 publication Critical patent/EP1050966A3/en
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Publication of EP1050966B1 publication Critical patent/EP1050966B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for controlling an actuator with a substantially direct voltage source for supplying electrical Energy to the actuator, a first control path, the one with its end connections Series connection connected to the source poles from a for supplying energy to the Actuator controllable first current control element and a first freewheel element, the actuator having a first of its connections to a first connection point connected between the first current control element and the first freewheel element and with a second of its connections with that connected to the first freewheel element first pole of the source is coupled.
  • Such a circuit arrangement is very simple, since it is only a single one Current control element, which preferably with a semiconductor switch, for example a field effect transistor can be constructed.
  • the freewheel element preferably as Diode formed, which is polarized in the reverse direction with respect to the source, need not be separate to be controlled.
  • one can particularly simple control circuit can be used to match the current control element to control the desired current in the control path.
  • the actuator only a voltage of a predetermined polarity are fed.
  • This simple construction also requires high reliability operational. In addition, there is only minimal loss of power. This creates energy saved and the thermal load on the circuit arrangement kept low.
  • Actuators in particular those in single-strand design with permanent magnets, are suitable preferred to actuate mechanical actuators by means of electrical currents.
  • Their advantage is, among other things, a clear, preferably also essential linear characteristic between the current supplied to them and the one generated by them To have torque or the force generated by them. In particular points this characteristic has no hysteresis.
  • a driver circuit for a solenoid is known, as it is preferably used in electrical relays.
  • the one described in this patent Circuit feeds the solenoid with an initial activation current for a predetermined period of time and then with a lower holding current.
  • a switching device pulses the current supplied to the solenoid an upper and a lower limit to the amplitudes of the activation current and to maintain the holding current.
  • the pulses are generated by the inductance of the solenoid integrated into an essentially stable current.
  • a processor unit determines the amplitudes of the current in the solenoid.
  • a signal that wanted Representing current amplitudes is compared with a signal that the current in represents the solenoid, and a signal representing the difference of these currents is used to control the switching device.
  • a tension that overwhelms you Resistance drops which is arranged in series with the solenoid, becomes a differential amplifier fed, the output of which is connected to a peak value detector, which simulates the decay rate of the current in the solenoid, the signal which represents the measured current in the solenoid, obtained from the peak detector becomes.
  • the power loss through the solenoid driver circuit is low, and the driver circuit is also short-circuit proof.
  • the output signal from the peak detector is used by the processor unit for the detection and logging of errors supervised.
  • US Pat. No. 5,414,792 discloses a semiconductor circuit for controlling an electric motor in Connection with a semiconductor path controller and a vehicle sensor circuit known which together comprise the following elements: a position sensor working according to the Hall effect for a path controller, an amplifier circuit for the path controller position signal, a reverse drive circuit, a vehicle blocking circuit, a pulse width modulator circuit, an inverting MOSFET driver circuit, a plurality of power MOSFET circuits, a voltage regulating circuit and a current supply circuit, which is connected to an external DC motor.
  • the listed circuit elements interact in such a way that a mechanical path controller position in Voltage level signal is converted, which by a pulse width modulation circuit can be converted into a pulse signal.
  • This pulse signal drives a switch bank from semiconductor MOSFET switches to the flow of current through a DC motor to control.
  • the circuit arrangement separates the DC voltage source from the Power-consuming elements of the circuit and transmits the operating parameters of the vehicle, such as driving forwards or backwards and operating on / off " from the vehicle to the power control circuit.
  • the power output is thus of a DC motor of a vehicle with an electric drive from a control and power electronics controlled depending on the driver's request.
  • the driver request will be made the position of the speed controller with the help of a Hall sensor. Operation of an actuator is not considered in this technical teaching.
  • a circuit for protecting a semiconductor arrangement is known from EP-A-0 660 519, which is connected to an actuator which e.g. part of a tax system for forms a vehicle engine.
  • the actuator is in series with a fuse and the Source-drain path of a power MOSFET between a power supply connection and switched a ground connection.
  • a decoder is connected to the gate of the MOSFET to ensure that the actuator is only actuated when a code is received.
  • a Zener diode, resistor and diode are in series between the gate of the MOSFET and the power supply terminal arranged to in the event of the occurrence of Overvoltages at the power supply connection turn the MOSFET on, causing these overvoltages are kept away from the source-drain path of the MOSFET.
  • the Fuse keeps overcurrents away from the source-drain path of the MOSFET.
  • EP-A-0 750 112 describes a change-proof circuit and a motor control system known.
  • the change-proof circuit is for controlling a load such as one Actuator set up in an internal combustion engine.
  • the circuit comprises a semiconductor switch, which is intended to deliver the desired load current to the load and is controlled by a control circuit.
  • a connecting element e.g. a securing element, is connected in series with the load and to interrupt the circuit when a current exceeding the desired load current occurs, whereby the power supply to the load is interrupted.
  • the current is turned on and allowed to rise for a moment.
  • the current is then periodically repeated to rise and fall between a value I 1 and I 2 , this value being only about 10-20% of the value I max of the trapping current.
  • US-A-5 442 515 discloses a device and a method for controlling the flow of current known by the magnetic solenoid of an actuator for a valve.
  • the Current through the coil is detected by sensing the over a series with the coil Precision resistance dropping voltage measured.
  • the facility includes a circuit breaker for switching the coil on and off alternately.
  • a check diode is for recording the current flow during the switch-off times of the coil in Coupled in parallel with this.
  • a first voltage sensor continuously measures the combined one Voltage drop across the coil and the circuit breaker.
  • a second sensor, the coupled through the precision resistor senses the current flow through the coil.
  • the scans are made synchronously with the switching on of the coil and delayed by a predetermined time delay value long enough to match the Current flow through the coil to allow steady state to be reached before the current is sensed.
  • a circuit is used to take the measured Voltage and the current samples provided to form a signal whose Value is a function of the resistance component of the coil impedance.
  • a control circuit turns the coil on at a set frequency. The control circuit adjusts the duration the switch-on time of the coil, i.e. the duty cycle as a function of the instantaneous Voltage across the combination of the coil and the circuit breaker and also as a function of the coil resistance to the current near a predetermined reference value hold.
  • WO 95 29498 A is an economy circuit for controlling a direct current in one Coil of a spring-biased DC actuator known from a voltage source power flowing to an actuator coil circuit via a chopper circuit controls which comprises a switch in the coil circuit which is switched on by one Power circuit generated control signal closes the circuit.
  • the power circuit responds to a given source voltage, including a gate signal generator responsive to the trigger signal and has a time constant that is sufficient, the Operate coil through the recording interval, and wherein an oscillator for Generating a variable duty cycle is provided for generating the control signal for the switch.
  • a control circuit known from US-A-4 928 053 controls the supply of an inductive one Load through an N-channel MOS type power transistor on the side the positive connection of a supply voltage source supplying a voltage + Vbat is arranged.
  • the current conduction of the transistor is by means of a gate voltage Vs> Vbat maintained by a voltage multiplier. At the Switching off this voltage blocks the transistor and the load discharges, causing a high negative voltage is quickly generated.
  • a connection transistor prevents then the return of the power transistor to the conductive state while a P-channel MOS type transistor insulates the gate terminal of the connecting transistor, to supply the negative voltage caused by the inductive load to allow this gate connection.
  • the arrangement described is for the control of Actuators can be used in the automotive industry.
  • US-A-4 688 138 shows a method and an arrangement for operating an electromagnetic Device and comprises two coils, which are optionally a movable element tighten and push back.
  • the coil current which the movable element is not in its Magnetic field holds, one step higher than the coil current, which is the moving one Element in its magnetic field.
  • this movable element can quickly into the magnetic field of the other Coil can be switched over.
  • the relevant coil currents before the Switching times can be increased.
  • a structure can be parallel to the coils are provided, which shortens the degradation time of the magnetic field.
  • the object of the invention is a simple but further improved circuit arrangement to control an actuator.
  • a circuit arrangement for controlling an actuator according to the preamble of independent claim 1 which according to the invention contains a second control path, one with its end connections to the poles the source connected series connection from a for power supply to the actuator controllable second current control element and a second freewheel element, wherein the second connection of the actuator with a second connection point between connected to the second current control element and the second freewheel element and coupled to the first pole of the source via the second current control element and further the second connection point via the second freewheel element with the second pole Source is connected.
  • This configuration makes the circuit arrangement according to the invention for control of an actuator extended to an asymmetrical bridge circuit, in which one of the the source connected control paths in parallel with its current control element Bridge branch and with its freewheel element forms another bridge branch. It this creates a complete bridge, but only two current control elements to be controlled includes and thus also - compared to a symmetrical full bridge with four current control elements - shows a simplified structure. Even with this asymmetrical Bridge can thus be a simplified control circuit for controlling the current control elements are used. There is thus also a reduced number of Components and thus increased reliability. Compared to the mentioned Full bridge power losses are also reduced, so that even here an energy saving and less temperature stress occurs.
  • the reduced temperature load expresses itself on the one hand also in an increased reliability of the circuit arrangement, on the other hand, however, also enables further savings in heat dissipation serving construction elements.
  • the so-called unipolar circuit arrangement an improved one for the asymmetrical bridge Dynamics and thus an increased reversing speed can be achieved with that comparable to a complete, symmetrical bridge with four current control elements is.
  • Both control paths are preferred in the embodiment of the invention Current control elements in these two control paths for operating the actuator simultaneously controlled. In its conductive state, the current then flows from the source through the Actuator by both current control elements at the same time. Become the power controls blocked, the current still flowing in the actuator is only via the freewheel elements directed.
  • the circuit arrangement according to the invention comprises a Control circuit for controlling the current control element or the current control elements after Provided a command signal.
  • a value of one is preferred by this command signal force to be applied by the actuator or a torque to be applied to the Control circuit directed.
  • this command signal turns on or derived two signals for controlling the current control elements.
  • This can be a special one Embodiment of the invention done by pulse width modulation, the Degree of modulation can be specified by the command signal.
  • the circuit arrangement according to the invention can advantageously be used in actuating systems for Actuation of an actuating device in an internal combustion engine.
  • actuators In internal combustion engines there are in particular throttle valves or fuel metering valves to call, also known as choke "or gas".
  • control systems can preferably a combination of an actuator and a counteracting one Reset device include.
  • Such a reset device is preferably fail-safe and interpret passively. This can be done by mechanical or in particular restoring forces magnetic means are generated.
  • the actuator is the circuit arrangement according to the invention controlled.
  • circuit arrangement according to the invention is also for configuration other control means within and outside the technical field of automotive engineering suitable.
  • the actuator In an actuating system of the type described above, the actuator is only used for Generation of a force or torque used in a direction that in the Rule can be described with the term "open".
  • the reset device an oppositely directed force or an oppositely directed force Apply torque in a direction usually called “closing” can be.
  • the actuator must be able to operate the actuating device in a predetermined position with high precision against the force or the torque bring the reset device. This position must also occur if Disturbing forces of all kinds can be precisely observed. this will by the circuit arrangement according to the invention for controlling such an actuator reached.
  • reference number 1 is a source referred to, which essentially outputs a DC voltage U0.
  • a first control path is connected, which is a series circuit comprising a first current control element and a first freewheel element.
  • the first current control contains a parallel connection of a first switch element 4 and one in Blocking direction with respect to the direct voltage U0 polarized first protection diode 5.
  • Ein Actuator 7 is connected with a first connection 8 to a first connection point 9, in which in the first control path 4, 5, 6 the first current control element 4, 5 on the one hand and the first freewheel element 6 are connected on the other hand.
  • a second Connection 10 of the actuator 7 is coupled to the second pole 3 of the source 1, wherein in the embodiment of FIG. 1, this coupling in an immediate, galvanic Connection exists.
  • the actuator 7 is shown in FIG. 1a) by its equivalent circuit diagram, which comprises an ohmic resistor Ra, an inductance La and a voltage source in series connection.
  • the inductance La and the ohmic resistance Ra form the internal impedance of the actuator 7.
  • the voltage source represents the voltage Ui induced by the actuator 7.
  • the actuator voltage Ua is present during operation between the connections 8, 10 of the actuator 7, and an actuator current Ia flows , 1b) shows the current path for the actuator current when the first switch element 4 is conducting, that is to say when the first current control element 4, 5 is switched on fed.
  • the DC voltage U0 of the source 1 is then present at the actuator 7, ie at the connections 8, 10, ie the actuator voltage Ua corresponds to the DC voltage U0.
  • the actuator current Ia decays only gradually according to the inductance La. Since that first switch element 4 opened, i.e. is not conductive, the current Ia flows between the Connections 8 and 10 now via the first freewheel element 6, i.e. about the one forming this Diode. If an ideal element is also assumed here, it is in this state for so long the first freewheel element 6 is conductive, the actuator voltage Ua is zero. So that will the decay time constant for the actuator current Ia only by the elements of Actuator 7 determines, i.e. except through the inductance La or through the ohmic Resistance Ra and voltage Ui.
  • Fig. 2a shows a circuit arrangement which is considerably simplified compared to such a complete bridge, but without losing its favorable properties.
  • the circuit arrangement according to FIG. 1 a) is supplemented by a second control path, which comprises a series circuit comprising a second current control element and a second freewheel element 13.
  • the second current control element is designed in accordance with the first current control element with a parallel connection of a second switch element 11 and a second protective diode 12.
  • the second switch element 11 can in turn be controlled to supply energy to the actuator.
  • the two switch elements 4, 11 of the two current control elements 4, 5 and 11, 12 are preferably controlled simultaneously, that is to say they are either in the conductive or in the blocked state at the same time.
  • the first connection 8 of the actuator 7 is again connected to the first connection point 9 between the first current control element 4, 5 and the first freewheel element 6.
  • the second connection 10 of the actuator 7 is now coupled to the second pole of the source 1 in such a way via the second control path 11, 12, 13 that this second connection 10 is connected to a second connection point 14 , in which the second current control element 11, 12 and the second freewheel element 13 are connected to one another in the second control path.
  • the second control path 11, 12, 13 is also connected to the poles 2, 3 of the source 1 parallel to the first control path 4, 5, 6-.
  • FIGS. 2b) and 2c The mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 2a) is shown in FIGS. 2b) and 2c).
  • the actuator current Ia is now not short-circuited at the connections 8, 10 of the actuator 7 via the first freewheel element 6, but continues via the source via both freewheel elements 6, 13 1 performed, but in the opposite direction.
  • This actuator voltage Ua which corresponds to the negative value of the direct voltage U0 of the source 1.
  • This actuator voltage Ua which acts as a counter-voltage, achieves a significantly accelerated decay of the actuator current Ia compared to the circuit arrangement according to FIG. 1.
  • a comparison with the operating state according to FIG. 2b) shows that the increase in the actuator current Ia when the switch elements 4, 11 transition from their blocked to their conductive state corresponds at least largely with the decay of the actuator current Ia when the switch elements 4, 11 are blocked.
  • the decay of the actuator current Ia in the asymmetrical bridge according to FIG. 2 is significantly accelerated compared to the unipolar arrangement according to FIG. 1.
  • FIG. 3 A schematic graphic representation can be found in FIG. 3 in the form of the dashed line Curve Ia2. With such a current profile over time t are essential faster control processes possible.
  • the circuit arrangement according to FIG. 1 still only a positive actuator current Ia possible, because after the actuator current has decayed Ia in Fig. 2c) to zero lock the freewheel elements designed as diodes 6, 13, and the actuator 7 remains until the switch elements 4 are switched on again, 11 de-energized.
  • Fig. 4 shows a block diagram of an actuating system for actuating an actuating device in one Internal combustion engine, preferably in a motor vehicle.
  • a command body 15 a command signal is passed to a control circuit 17 via a connection 16.
  • the Control circuit 17 is used to control the actuator current Ia and thus that of the actuator 7 generated torque or the generated force according to the command signal.
  • the current control elements controlled in the circuit block are controlled by the control circuit 18 are arranged in FIG. 4 and optionally according to the exemplary embodiments 1 or 2 can be configured.
  • An actuator 19 is actuated by the actuator 7. 4, the throttle valve of a motor vehicle internal combustion engine is shown schematically as an actuator 19 played.
  • the control circuit 17 is advantageously carried out by pulse-width-modulated control signals by means of which the signals contained Switch elements depending on the desired mean value for the actuator current Ia changed pulse width can be controlled.
  • the pulse width or the degree of modulation the pulse width modulated control signals for the switch elements is replaced by the command signal specified. This is preferably proportional to the value of the command signal rated actuator current Ia.
  • a reset device 20 in connection with the actuator 19, symbolically indicated by a lever with a spring.
  • other equivalent reset devices can occur.
  • they are wear-free Restoring devices are preferred in which a restoring force on the Actuator 19 is caused by a permanent magnet, which is structurally related to the Actuator 7 can be summarized and thus a very simple, robust, reliable and compact design results.
  • the reset device 20 has the task of Bring actuator 19 into a non-critical position when the actuator 7 or one elements controlling it should become defective in order to create a fail-safe control system receive. For example, a throttle valve would always be in the closed position or brought near them.
  • the reset device 20 acts at all times against the torque or the force that or those of the actuator 7 on the Actuator 19 are applied.
  • the Actuator 7 a force or a torque only in one direction - for example the Direction of opening "of actuator 19 - apply, as the direction of actuation is always" is effected by the reset device 20.
  • the separate reset device 20 straightens in the area of application of a motor vehicle, the error security required there achieved.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Steuern eines Aktuators mit einer im wesentlichen eine Gleichspannung abgebenden Quelle zum Zuführen elektrischer Energie zum Aktuator, einem ersten Steuerpfad, der eine mit ihren Endanschlüssen an Pole der Quelle angeschlossene Reihenschaltung aus einem zur Energiezufuhr an den Aktuator steuerbaren ersten Stromsteuerelement und einem ersten Freilaufelement umfaßt, wobei der Aktuator mit einem ersten seiner Anschlüsse an einen ersten Verbindungspunkt zwischen dem ersten Stromsteuerelement und dem ersten Freilaufelement angeschlossen und mit einem zweiten seiner Anschlüsse mit dem an das erste Freilaufelement angeschlossenen ersten Pol der Quelle gekoppelt ist.The invention relates to a circuit arrangement for controlling an actuator with a substantially direct voltage source for supplying electrical Energy to the actuator, a first control path, the one with its end connections Series connection connected to the source poles from a for supplying energy to the Actuator controllable first current control element and a first freewheel element, the actuator having a first of its connections to a first connection point connected between the first current control element and the first freewheel element and with a second of its connections with that connected to the first freewheel element first pole of the source is coupled.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist sehr einfach aufgebaut, da sie lediglich ein einziges Stromsteuerelement umfaßt, welches bevorzugt mit einem Halbleiterschalter, beispielsweise einem Feldeffekttransistor, aufgebaut sein kann. Das Freilaufelement, vorzugsweise als Diode ausgebildet, welche bezüglich der Quelle in Sperrichtung gepolt ist, muß nicht gesondert gesteuert werden. Für eine derartig einfache Schaltungsanordnung kann auch eine besonders einfache Steuerschaltung eingesetzt werden, um das Stromsteuerelement entsprechend dem gewünschten Strom im Steuerpfad zu steuern. Insbesondere muß bei einer solchen Schaltungsanordnung dem Aktuator nur eine Spannung einer vorgegebenen Polarität zugeführt werden. Diese einfache Konstruktion bedingt auch eine hohe Zuverlässigkeit im Betrieb. Außerdem treten nur minimale Leistungsverluste auf. Dadurch wird Energie gespart und die thermische Belastung der Schaltungsanordnung niedrig gehalten.Such a circuit arrangement is very simple, since it is only a single one Current control element, which preferably with a semiconductor switch, for example a field effect transistor can be constructed. The freewheel element, preferably as Diode formed, which is polarized in the reverse direction with respect to the source, need not be separate to be controlled. For such a simple circuit arrangement, one can particularly simple control circuit can be used to match the current control element to control the desired current in the control path. In particular, one such a circuit arrangement the actuator only a voltage of a predetermined polarity are fed. This simple construction also requires high reliability operational. In addition, there is only minimal loss of power. This creates energy saved and the thermal load on the circuit arrangement kept low.

Aktuatoren, insbesondere solche in einsträngiger Ausbildung mit Permanentmagneten, eignen sich bevorzugt zum Betätigen mechanischer Stellvorrichtungen durch elektrische Ströme. Ihr Vorteil liegt unter anderem darin, eine eindeutige, vorzugsweise auch im wesentlichen lineare Kennlinie zwischen dem ihnen zugeführten Strom und dem von ihnen erzeugten Drehmoment bzw. der von ihnen erzeugten Kraft aufzuweisen. Insbesondere weist diese Kennlinie keine Hysterese auf.Actuators, in particular those in single-strand design with permanent magnets, are suitable preferred to actuate mechanical actuators by means of electrical currents. Their advantage is, among other things, a clear, preferably also essential linear characteristic between the current supplied to them and the one generated by them To have torque or the force generated by them. In particular points this characteristic has no hysteresis.

Aus der US-PS 5,347,419 ist eine Treiberschaltung für eine Zylinderspule bekannt, wie sie vorzugsweise in elektrischen Relais zur Anwendung gelangt. Die in dieser Patentschrift beschriebene Schaltung speist die Zylinderspule mit einem anfänglichen Aktivierungsstrom während einer vorgegebenen Zeitdauer und anschließend mit einem niedrigeren Haltestrom. Eine Schaltvorrichtung pulst den der Zylinderspule zugeführten Strom zwischen einer oberen und einer unteren Grenze, um die Amplituden des Aktivierungsstromes und des Haltestromes aufrecht zu erhalten. Die Impulse werden durch die Induktivität der Zylinderspule zu einem im wesentlichen stabilen Strom integriert. Eine Prozessoreinheit ermittelt die Amplituden des Stromes in der Zylinderspule. Ein Signal, welches erwünschte Stromamplituden repräsentiert, wird mit einem Signal verglichen, welches den Strom in der Zylinderspule repräsentiert, und ein die Differenz dieser Ströme repräsentierendes Signal wird zur Steuerung der Schaltvorrichtung benutzt. Eine Spannung, die über einem Widerstand abfällt, der in Reihe mit der Zylinderspule angeordnet ist, wird einem Differenzverstärker zugeführt, dessen Ausgang mit einem Spitzenwertdetektor verbunden ist, der die Abklingrate des Stromes in der Zylinderspule nachbildet, wobei das Signal, welches den gemessenen Strom in der Zylinderspule repräsentiert, aus dem Spitzenwertdetektor erhalten wird. Der Leistungsverlust durch die Zylinderspulen-Treiberschaltung ist gering, und die Treiberschaltung ist außerdem kurzschlußfest. Das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors wird von der Prozessoreinheit zur Detektion und Protokollierung von Fehlern überwacht.From US-PS 5,347,419 a driver circuit for a solenoid is known, as it is preferably used in electrical relays. The one described in this patent Circuit feeds the solenoid with an initial activation current for a predetermined period of time and then with a lower holding current. A switching device pulses the current supplied to the solenoid an upper and a lower limit to the amplitudes of the activation current and to maintain the holding current. The pulses are generated by the inductance of the solenoid integrated into an essentially stable current. A processor unit determines the amplitudes of the current in the solenoid. A signal that wanted Representing current amplitudes is compared with a signal that the current in represents the solenoid, and a signal representing the difference of these currents is used to control the switching device. A tension that overwhelms you Resistance drops, which is arranged in series with the solenoid, becomes a differential amplifier fed, the output of which is connected to a peak value detector, which simulates the decay rate of the current in the solenoid, the signal which represents the measured current in the solenoid, obtained from the peak detector becomes. The power loss through the solenoid driver circuit is low, and the driver circuit is also short-circuit proof. The output signal from the peak detector is used by the processor unit for the detection and logging of errors supervised.

Der Betrieb eines Aktuators, bei dem sich die Frage der Handhabung unterschiedlicher Ströme zum Anziehen (Aktivieren) und Halten nicht stellt, wird in dieser Druckschrift nicht behandelt.Operation of an actuator in which the question of handling different Currents for tightening (activating) and not holding is described in this publication not treated.

Aus der US-PS 5,414,792 ist eine Halbleiterschaltung zum Steuern eines Elektromotors in Verbindung mit einem Halbleiter-Pfadregler und einer Fahrzeug-Sensorschaltung bekannt, die gemeinsam folgende Elemente umfassen: Einen nach dem Halleffekt arbeitenden Stellungssensor für einen Pfadregler, eine Verstärkerschaltung für das Pfadregler-Positionssignal, eine Rückwärtsfahrtschaltung, eine Fahrzeugsperrschaltung, eine Pulsweitenmodulatorschaltung, eine invertierende MOSFET-Treiberschaltung, eine Mehrzahl von Leistungs-MOSFET-Schaltungen, eine Spannungsregelschaltung und eine Stromlieferungsschaltung, die mit einem externen Gleichstrommotor verbunden ist. Die aufgezählten Schaltungselemente wirken in der Weise zusammen, daß eine mechanische Pfadreglerstellung in ein Spannungspegelsignal umgewandelt wird, welches durch eine Pulsweitenmodulationsschaltung in ein Impulssignal umgewandelt werden kann. Dieses Impulssignal treibt eine Schalterbank aus MOSFET-Halbleiterschaltern, um den Stromfluß durch einen Gleichstrommotor zu steuern. Die Schaltungsanordnung trennt die Gleichspannungsquelle von den Leistung aufnehmenden Elementen des Schaltkreises und überträgt die Betriebsparameter des Fahrzeugs, wie beispielsweise Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt und Betrieb Ein/Aus" vom Fahrzeug an die Leistungssteuerschaltung.US Pat. No. 5,414,792 discloses a semiconductor circuit for controlling an electric motor in Connection with a semiconductor path controller and a vehicle sensor circuit known which together comprise the following elements: a position sensor working according to the Hall effect for a path controller, an amplifier circuit for the path controller position signal, a reverse drive circuit, a vehicle blocking circuit, a pulse width modulator circuit, an inverting MOSFET driver circuit, a plurality of power MOSFET circuits, a voltage regulating circuit and a current supply circuit, which is connected to an external DC motor. The listed circuit elements interact in such a way that a mechanical path controller position in Voltage level signal is converted, which by a pulse width modulation circuit can be converted into a pulse signal. This pulse signal drives a switch bank from semiconductor MOSFET switches to the flow of current through a DC motor to control. The circuit arrangement separates the DC voltage source from the Power-consuming elements of the circuit and transmits the operating parameters of the vehicle, such as driving forwards or backwards and operating on / off " from the vehicle to the power control circuit.

Bei der aus der US-PS 5,414,792 beschriebenen Anordnung wird somit die Leistungsabgabe eines Gleichstrommotors eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb von einer Steuer- und Leistungselektronik abhängig vom Fahrerwunsch gesteuert. Der Fahrerwunsch wird dabei aus der Stellung des Fahrtreglers mit Hilfe eines Hallsensors bestimmt. Der Betrieb eines Aktuators findet in dieser technischen Lehre keine Berücksichtigung.In the arrangement described in US Pat. No. 5,414,792, the power output is thus of a DC motor of a vehicle with an electric drive from a control and power electronics controlled depending on the driver's request. The driver request will be made the position of the speed controller with the help of a Hall sensor. Operation of an actuator is not considered in this technical teaching.

Aus der EP-A-0 660 519 ist ein Schaltkreis zum Schutz einer Halbleiteranordnung bekannt, die mit einem Aktuator verbunden ist, der z.B. einen Teil eines Steuersystems für einen Fahrzeugmotor bildet. Der Aktuator ist in Reihe mit einer Sicherung und dem Source-Drain-Pfad eines Leistungs-MOSFETs zwischen einen Stromversorgungsanschluß und einen Masseanschluß geschaltet. Ein Dekoder ist mit dem Gate des MOSFET verbunden, um zu erreichen, daß der Aktuator nur bei Empfang eines Codes betätigt wird. Eine Zenerdiode, ein Widerstand und eine Diode sind in Reihe zwischen dem Gate des MOSFET und dem Stromversorgungsanschluß angeordnet, um im Falle des Auftretens von Überspannungen am Stromversorgungsanschluß den MOSFET einzuschalten, wodurch diese Überspannungen vom Source-Drain-Pfad des MOSFET ferngehalten werden. Die Sicherung hält Überströme vom Source-Drain-Pfad des MOSFET fern. A circuit for protecting a semiconductor arrangement is known from EP-A-0 660 519, which is connected to an actuator which e.g. part of a tax system for forms a vehicle engine. The actuator is in series with a fuse and the Source-drain path of a power MOSFET between a power supply connection and switched a ground connection. A decoder is connected to the gate of the MOSFET to ensure that the actuator is only actuated when a code is received. A Zener diode, resistor and diode are in series between the gate of the MOSFET and the power supply terminal arranged to in the event of the occurrence of Overvoltages at the power supply connection turn the MOSFET on, causing these overvoltages are kept away from the source-drain path of the MOSFET. The Fuse keeps overcurrents away from the source-drain path of the MOSFET.

Aus der EP-A-0 750 112 sind ein änderungssicherer Schaltkreis und ein Motorsteuersystem bekannt. Der änderungssichere Schaltkreis ist zum Steuern einer Last wie z.B. eines Aktuators in einem Verbrennungsmotor eingerichtet. Der Schaltkreis umfaßt einen Halbleiterschalter, der zum Liefern des erwünschten Laststromes an die Last vorgesehen ist und durch eine Steuerschaltung gesteuert wird. Ein Verbindungselement, z.B. ein Sicherungselement, ist in Reihe mit der Last verbunden und zur Unterbrechung des Stromkreises beim Auftreten eines den erwünschten Laststrom übersteigenden Stromes eingerichtet, wodurch die Stromzufuhr zur Last unterbrochen wird.EP-A-0 750 112 describes a change-proof circuit and a motor control system known. The change-proof circuit is for controlling a load such as one Actuator set up in an internal combustion engine. The circuit comprises a semiconductor switch, which is intended to deliver the desired load current to the load and is controlled by a control circuit. A connecting element, e.g. a securing element, is connected in series with the load and to interrupt the circuit when a current exceeding the desired load current occurs, whereby the power supply to the load is interrupted.

Aus der US-A-4 706 619 sind ein Schaltkreis und ein Verfahren zum Betätigen eines Einlaß- oder eines Auslaßventils bekannt, welches elektromagnetisch in seiner geöffneten und seiner geschlossenen Position durch eine Aktuatoranordnung gehalten wird, die ein ferromagnetisches Element umfaßt, welches durch die Aktivierung von Zylinderspulen angezogen werden kann. Die Steuerung des Haltestromflusses durch die Zylinderspulenwicklung wird durch ein Kippschaltungselement erreicht, und der Erregerstrom wird unmittelbar überwacht und gemessen. Auf das Abschalten der Erregung der Spule und des Kippschaltungselements hin wird der Ausschwingstrom nicht gemessen, sondern statt dessen simuliert. Die Kippschaltung wird während der stationären Phase des Ventils mit gepulstem Strom gespeist, der im Impulszyklus während der Stromzufuhr gemessen und bei Überschreiten eines Spitzenwertes abgeschaltet wird. Nachdem der Ausschwingstrom einen Schwellenwert erreicht hat, wird der Strom eingeschaltet und ermöglicht, daß er einen Augenblick lang ansteigt. Danach läßt man den Strom periodisch wiederholt zwischen einem Wert I1 und I2 ansteigen und abfallen, wobei dieser Wert nur etwa 10-20% des Wertes Imax des Einfangstromes beträgt.From US-A-4 706 619 a circuit and a method for actuating an intake or an exhaust valve is known which is held electromagnetically in its open and closed position by an actuator arrangement comprising a ferromagnetic element which by activation can be attracted by solenoids. The control of the holding current flow through the solenoid winding is achieved by a flip-flop element, and the excitation current is immediately monitored and measured. When the excitation of the coil and the trigger circuit element is switched off, the decay current is not measured, but instead is simulated. The flip-flop is supplied with pulsed current during the stationary phase of the valve, which is measured in the pulse cycle during the current supply and is switched off when a peak value is exceeded. After the decay current has reached a threshold, the current is turned on and allowed to rise for a moment. The current is then periodically repeated to rise and fall between a value I 1 and I 2 , this value being only about 10-20% of the value I max of the trapping current.

Aus der US-A-5 442 515 sind eine Einrichtung und ein Verfahren zum Steuern des Stromflusses durch die magnetische Zylinderspule eines Aktuators für ein Ventil bekannt. Der Strom durch die Spule wird durch Erfassen der über einem mit der Spule in Reihe geschalteten Präzisionswiderstand abfallenden Spannung gemessen. Die Einrichtung umfaßt einen Leistungsschalter zum abwechselnden Ein- und Ausschalten der Spule. Eine Rückschlagdiode ist zur Aufnahme des Stromflusses während der Abschaltzeiten der Spule in Parallelschaltung mit dieser gekoppelt. Ein erster Spannungssensor mißt stetig den kombinierten Spannungsabfall über der Spule und dem Leistungsschalter. Ein zweiter Sensor, der über den Präzisionswiderstand angekoppelt ist, tastet den Stromfluß durch die Spule ab. Die Abtastungen werden synchron mit dem Einschalten der Spule vorgenommen und durch einen vorgegebenen Zeitverzögerungswert verzögert, der lang genug ist, um dem Stromfluß durch die Spule das Erreichen eines eingeschwungenen Zustands zu ermöglichen, bevor der Strom abgetastet wird. Ein Schaltkreis ist zum Heranziehen der gemessenen Spannung und der Stromabtastwerte zur Bildung eines Signals vorgesehen, dessen Wert eine Funktion des Widerstandsanteils der Spulenimpedanz ist. Eine Steuerschaltung schaltet die Spule bei einer festgelegten Frequenz ein. Die Steuerschaltung paßt die Dauer der Einschaltzeit der Spule, d.h. das Tastverhältnis, als Funktion der augenblicklichen Spannung über der Kombination der Spule und des Leistungsschalters und auch als Funktion des Spulenwiderstands an, um den Strom nahe einem vorgegebenen Referenzwert zu halten.US-A-5 442 515 discloses a device and a method for controlling the flow of current known by the magnetic solenoid of an actuator for a valve. The Current through the coil is detected by sensing the over a series with the coil Precision resistance dropping voltage measured. The facility includes a circuit breaker for switching the coil on and off alternately. A check diode is for recording the current flow during the switch-off times of the coil in Coupled in parallel with this. A first voltage sensor continuously measures the combined one Voltage drop across the coil and the circuit breaker. A second sensor, the coupled through the precision resistor, senses the current flow through the coil. The scans are made synchronously with the switching on of the coil and delayed by a predetermined time delay value long enough to match the Current flow through the coil to allow steady state to be reached before the current is sensed. A circuit is used to take the measured Voltage and the current samples provided to form a signal whose Value is a function of the resistance component of the coil impedance. A control circuit turns the coil on at a set frequency. The control circuit adjusts the duration the switch-on time of the coil, i.e. the duty cycle as a function of the instantaneous Voltage across the combination of the coil and the circuit breaker and also as a function of the coil resistance to the current near a predetermined reference value hold.

Aus der WO 95 29498 A ist eine Sparschaltung zur Steuerung eines Gleichstromes in einer Spule eines federvorgespannten Gleichstromaktuators bekannt, der die von einer Spannungsquelle zu einem Aktuatorspulenstromkreis fließende Leistung über eine Zerhackerschaltung steuert, die einen Schalter im Spulenstromkreis umfaßt, der auf ein von einem Leistungsschaltkreis erzeugtes Steuersignal hin den Stromkreis schließt. Der Leistungsschaltkreis reagiert auf eine vorgegebene Quellenspannung, worin ein Gatesignalgenerator auf das Triggersignal anspricht und eine Zeitkonstante aufweist, die hinreichend ist, die Spule durch das Aufnahmeintervall hindurch zu betreiben, und worin ein Oszillator zum Erzeugen eines variablen Tastverhältnisses vorgesehen ist zur Erzeugung des Steuersignals für den Schalter.From WO 95 29498 A is an economy circuit for controlling a direct current in one Coil of a spring-biased DC actuator known from a voltage source power flowing to an actuator coil circuit via a chopper circuit controls which comprises a switch in the coil circuit which is switched on by one Power circuit generated control signal closes the circuit. The power circuit responds to a given source voltage, including a gate signal generator responsive to the trigger signal and has a time constant that is sufficient, the Operate coil through the recording interval, and wherein an oscillator for Generating a variable duty cycle is provided for generating the control signal for the switch.

Ein aus der US-A-4 928 053 bekannter Steuerschaltkreis steuert die Versorgung einer induktiven Last durch einen Leistungstransistor des N-Kanal-MOS-Typs, der auf der Seite des positiven Anschlusses einer eine Spannung +Vbat liefernden Versorgungsspannungsquelle angeordnet ist. Die Stromleitung des Transistors wird mittels einer Gatespannung Vs > Vbat aufrechterhalten, die von einem Spannungsvervielfacher zugeführt wird. Beim Abschalten dieser Spannung blockiert der Transistor und die Last entlädt sich, wodurch rasch eine hohe negative Spannung hervorgerufen wird. Ein Verbindungstransistor verhindert dann die Rückkehr des Leistungstransistors in den leitenden Zustand, während ein Transistor vom P-Kanal-MOS-Typ den Gateanschluß des Verbindungstransistors isoliert, um die Zuführung der durch die induktive Last hervorgerufenen negativen Spannung an diesen Gateanschluß zu gestatten. Die beschriebene Anordnung ist für die Steuerung von Aktuatoren im Automobilbau einsetzbar.A control circuit known from US-A-4 928 053 controls the supply of an inductive one Load through an N-channel MOS type power transistor on the side the positive connection of a supply voltage source supplying a voltage + Vbat is arranged. The current conduction of the transistor is by means of a gate voltage Vs> Vbat maintained by a voltage multiplier. At the Switching off this voltage blocks the transistor and the load discharges, causing a high negative voltage is quickly generated. A connection transistor prevents then the return of the power transistor to the conductive state while a P-channel MOS type transistor insulates the gate terminal of the connecting transistor, to supply the negative voltage caused by the inductive load to allow this gate connection. The arrangement described is for the control of Actuators can be used in the automotive industry.

Die US-A-4 688 138 zeigt ein Verfahren und eine Anordnung zum Betreiben einer elektromagnetischen Vorrichtung und umfaßt zwei Spulen, die wahlweise ein bewegliches Element anziehen und zurückstoßen. Um ein schnelles Schalten des beweglichen Elements zwischen den Zuständen, in denen es von der einen oder der anderen Spule angezogen wird, zu erreichen, kann der Spulenstrom, der das bewegliche Element nicht in seinem Magnetfeld hält, eine Stufe höher als der Spulenstrom gemacht werden, der das bewegliche Element in seinem Magnetfeld hält. Durch Reduzieren des Spulenstromes, der das bewegliche Element hält, kann dieses bewegliche Element schnell in das Magnetfeld der anderen Spule hinübergeschaltet werden. Zusätzlich können die betreffenden Spulenströme vor den Schaltzeitpunkten vergrößert werden. Außerdem kann parallel zu den Spulen eine Struktur vorgesehen werden, die die Abbauzeit des Magnetfeldes verkürzt.US-A-4 688 138 shows a method and an arrangement for operating an electromagnetic Device and comprises two coils, which are optionally a movable element tighten and push back. For quick switching of the moving element between the states in which it is attracted to one or the other coil will achieve, the coil current, which the movable element is not in its Magnetic field holds, one step higher than the coil current, which is the moving one Element in its magnetic field. By reducing the coil current that the moving Holding element, this movable element can quickly into the magnetic field of the other Coil can be switched over. In addition, the relevant coil currents before the Switching times can be increased. In addition, a structure can be parallel to the coils are provided, which shortens the degradation time of the magnetic field.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine einfache, jedoch weiter verbesserte Schaltungsanordnung zum Steuern eines Aktuators zu schaffen.The object of the invention is a simple but further improved circuit arrangement to control an actuator.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Schaltungsanordnung zum Steuern eines Aktuators gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1, die gemäß der Erfindung einen zweiten Steuerpfadenthält, der eine mit ihren Endanschlüssen an die Pole der Quelle angeschlossene Reihenschaltung aus einem zur Energiezufuhr an den Aktuator steuerbaren zweiten Stromsteuertlement und einem zweiten Freilaufelement umfaßt, wobei der zweite Anschluß des Aktuators mit einem zweiten Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Stromsteuerelement und dem zweiten Freilaufelement angeschlossen und über das zweite Stromsteuerelement mit dem ersten Pol der Quelle gekoppelt und ferner der zweite Verbindungspunkt über das zweite Freilaufelement mit dem zweiten Pol der Quelle verbunden ist.According to the invention, this object is achieved by a circuit arrangement for controlling an actuator according to the preamble of independent claim 1, which according to the invention contains a second control path, one with its end connections to the poles the source connected series connection from a for power supply to the actuator controllable second current control element and a second freewheel element, wherein the second connection of the actuator with a second connection point between connected to the second current control element and the second freewheel element and coupled to the first pole of the source via the second current control element and further the second connection point via the second freewheel element with the second pole Source is connected.

Durch diese Ausbildung wird die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Steuern eines Aktuators zu einer asymmetrischen Brückenschaltung erweitert, in der je einer der an die Quelle parallel angeschlossenen Steuerpfade mit seinem Stromsteuerelement einen Brückenzweig und mit seinem Freilaufelement einen weiteren Brückenzweig bildet. Es entsteht somit eine vollständige Brücke, die jedoch nur zwei zu steuernde Stromsteuerelemente umfasst und damit ebenfalls - im Vergleich zu einer symmetrischen Vollbrücke mit vier Stromsteuerelementen - einen vereinfachten Aufbau zeigt. Auch bei dieser asymmetrischen Brücke kann somit eine vereinfachte Steuerschaltung zum Steuern der Stromsteuerelemente zum Einsatz gelangen. Es wird somit ebenfalls eine verringerte Anzahl von Bauteilen und damit auch eine erhöhte Zuverlässigkeit erreicht. Gegenüber der erwähnten Vollbrücke sind auch die Verlustleistungen verringert, so dass auch hier noch eine Energieeinsparung und geringere Temperaturbelastung auftritt. Die verringerte Temperaturbelastung äußert sich einerseits ebenfalls in einer erhöhten Zuverlässigkeit der Schaltungsanordnung, ermöglicht andererseits jedoch auch weitere Einsparungen bei der Wärmeabfuhr dienenden Konstruktionselementen. Wie im nachfolgenden noch näher erläutert werden wird, ist jedoch gegenüber der einfachen Ausführung mit nur einem Steuerpfad - der sogenannten unipolaren Schaltungsanordnung - bei der asymmetrischen Brücke eine verbesserte Dynamik und damit eine erhöhte Umsteuergeschwindigkeit erzielbar, die mit derjenigen einer vollständigen, symmetrischen Brücke mit vier Stromsteuerelementen vergleichbar ist.This configuration makes the circuit arrangement according to the invention for control of an actuator extended to an asymmetrical bridge circuit, in which one of the the source connected control paths in parallel with its current control element Bridge branch and with its freewheel element forms another bridge branch. It this creates a complete bridge, but only two current control elements to be controlled includes and thus also - compared to a symmetrical full bridge with four current control elements - shows a simplified structure. Even with this asymmetrical Bridge can thus be a simplified control circuit for controlling the current control elements are used. There is thus also a reduced number of Components and thus increased reliability. Compared to the mentioned Full bridge power losses are also reduced, so that even here an energy saving and less temperature stress occurs. The reduced temperature load expresses itself on the one hand also in an increased reliability of the circuit arrangement, on the other hand, however, also enables further savings in heat dissipation serving construction elements. As will be explained in more detail below compared to the simple version with only one control path - the so-called unipolar circuit arrangement - an improved one for the asymmetrical bridge Dynamics and thus an increased reversing speed can be achieved with that comparable to a complete, symmetrical bridge with four current control elements is.

Vorzugsweise werden bei der Ausgestaltung der Erfindung mit zwei Steuerpfaden beide Stromsteuerelemente in diesen beiden Steuerpfaden zum Betreiben des Aktuators simultan gesteuert. In ihrem leitenden Zustand fließt dann der Strom von der Quelle über den Aktuator durch beide Stromsteuerelemente gleichzeitig. Werden die Stromsteuerelemente gesperrt, wird der noch im Aktuator fließende Strom ausschließlich über die Freilaufelemente geleitet.Both control paths are preferred in the embodiment of the invention Current control elements in these two control paths for operating the actuator simultaneously controlled. In its conductive state, the current then flows from the source through the Actuator by both current control elements at the same time. Become the power controls blocked, the current still flowing in the actuator is only via the freewheel elements directed.

In einer weiteren Fortbildung umfasst die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eine Steuerschaltung zum Steuern des Stromsteuerelements bzw. der Stromsteuerelemente nach Maßgabe eines Befehlssignals. Durch dieses Befehlssignal wird bevorzugt ein Wert einer vom Aktuator aufzubringenden Kraft bzw. eines aufzubringenden Drehmoments an die Steuerschaltung geleitet. In der Steuerschaltung werden aus diesem Befehlssignal ein oder zwei Signale zum Steuern der Stromsteuerelemente abgeleitet. Dies kann nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung durch Pulsweitenmodulation geschehen, deren Modulationsgrad durch die Befehlssignal vorgebbar ist.In a further development, the circuit arrangement according to the invention comprises a Control circuit for controlling the current control element or the current control elements after Provided a command signal. A value of one is preferred by this command signal force to be applied by the actuator or a torque to be applied to the Control circuit directed. In the control circuit, this command signal turns on or derived two signals for controlling the current control elements. This can be a special one Embodiment of the invention done by pulse width modulation, the Degree of modulation can be specified by the command signal.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist vorteilhaft einsetzbar in Stellsystemen zum Betätigen einer Stellvorrichtung in einem Verbrennungsmotor. Als solche Stellvorrichtungen in Verbrennungsmotoren sind insbesondere Drosselklappen oder Treibstoffdosierungsventile zu nennen, auch als Choke" oder Gas" bezeichnet. Derartige Stellsysteme können bevorzugt eine Kombination aus einem Aktuator und einer diesem entgegenwirkenden Rückstelleinrichtung umfassen. Eine solche Rückstelleinrichtung ist bevorzugt fehlersicher und passiv auszulegen. Dazu können Rückstellkräfte durch mechanische oder insbesondere magnetische Mittel erzeugt werden. Der Aktuator wird durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gesteuert.The circuit arrangement according to the invention can advantageously be used in actuating systems for Actuation of an actuating device in an internal combustion engine. As such actuators In internal combustion engines there are in particular throttle valves or fuel metering valves to call, also known as choke "or gas". Such control systems can preferably a combination of an actuator and a counteracting one Reset device include. Such a reset device is preferably fail-safe and interpret passively. This can be done by mechanical or in particular restoring forces magnetic means are generated. The actuator is the circuit arrangement according to the invention controlled.

Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auch zur Ausgestaltung anderer Steuermittel innerhalb und außerhalb des technischen Feldes der Kraftfahrzeugtechnik geeignet.In addition, the circuit arrangement according to the invention is also for configuration other control means within and outside the technical field of automotive engineering suitable.

In einem Stellsystem der vorstehend beschriebenen Art wird der Aktuator lediglich zur Erzeugung einer Kraft bzw. eines Drehmoments in einer Richtung eingesetzt, die in der Regel mit dem Begriff Öffnen" umschrieben werden kann. Dagegen wird die Rückstelleinrichtung eine entgegengesetzt gerichtete Kraft bzw. ein entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment in einer Richtung aufbringen, die in der Regel als Schließen" benannt werden kann. Der Aktuator muss dabei in der Lage sein, die zu betätigende Stellvorrichtung in eine vorgegebene Position mit hoher Präzision entgegen der Kraft bzw. dem Drehmoment der Rückstelleinrichtung zu bringen. Diese Position muss auch bei Auftreten von Störkräften der unterschiedlichsten Art präzise eingehalten werden können. Dies wird durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Steuern eines derartigen Aktuators erreicht.In an actuating system of the type described above, the actuator is only used for Generation of a force or torque used in a direction that in the Rule can be described with the term "open". In contrast, the reset device an oppositely directed force or an oppositely directed force Apply torque in a direction usually called "closing" can be. The actuator must be able to operate the actuating device in a predetermined position with high precision against the force or the torque bring the reset device. This position must also occur if Disturbing forces of all kinds can be precisely observed. this will by the circuit arrangement according to the invention for controlling such an actuator reached.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im nachfolgenden näher erläutert. Dabei sind in den einzelnen Figuren übereinstimmende Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:

  • Fig. 1 ein erstes, unipolares Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Fig. 2 ein zweites, als asymmetrische Brücke ausgebildetes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • Fig. 3 eine schematische Darstellung der Ströme bzw. erzeugten Kräfte oder Drehmomente im Aktuator gemäß den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 sowie
  • Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Stellsystems mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
    • Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail below. Corresponding elements in the individual figures are identified with identical reference symbols. Show it:
  • Fig. 1 shows a first, unipolar embodiment of the invention.
  • 2 shows a second embodiment of the invention designed as an asymmetrical bridge,
  • Fig. 3 is a schematic representation of the currents or generated forces or torques in the actuator according to the embodiments of FIGS. 1 and 2 and
  • Fig. 4 is a schematic representation of an actuating system with a circuit arrangement according to the invention.

    • In dem vereinfachten Schaltbild gemäß Fig. 1a) ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Quelle bezeichnet, die im wesentlichen eine Gleichspannung U0 abgibt. An Pole 2, 3 der Quelle 1 ist ein erster Steuerpfad angeschlossen, der eine Reihenschaltung aus einem ersten Stromsteuerelement und einem ersten Freilaufelement umfasst. Das erste Stromsteuerelement enthält dabei eine Parallelschaltung aus einem ersten Schalterelement 4 und einer in Sperrichtung bezüglich der Gleichspannung U0 gepolten ersten Schutzdiode 5. Ein Aktuator 7 ist mit einem ersten Anschluss 8 an einen ersten Verbindungspunkt 9 angeschlossen, in dem im ersten Steuerpfad 4, 5, 6 das erste Stromsteuerelement 4, 5 einerseits und das erste Freilaufelement 6 andererseits miteinander verbunden sind. Ein zweiter Anschluss 10 des Aktuators 7 ist mit dem zweiten Pol 3 der Quelle 1 gekoppelt, wobei in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 diese Kopplung in einer unmittelbaren, galvanischen Verbindung besteht.In the simplified circuit diagram according to FIG. 1a), reference number 1 is a source referred to, which essentially outputs a DC voltage U0. At poles 2, 3 of source 1 a first control path is connected, which is a series circuit comprising a first current control element and a first freewheel element. The first current control contains a parallel connection of a first switch element 4 and one in Blocking direction with respect to the direct voltage U0 polarized first protection diode 5. Ein Actuator 7 is connected with a first connection 8 to a first connection point 9, in which in the first control path 4, 5, 6 the first current control element 4, 5 on the one hand and the first freewheel element 6 are connected on the other hand. A second Connection 10 of the actuator 7 is coupled to the second pole 3 of the source 1, wherein in the embodiment of FIG. 1, this coupling in an immediate, galvanic Connection exists.

    Der Aktuator 7 ist in Fig. 1a) durch sein Ersatzschaltbild dargestellt, welches einen ohmschen Widerstand Ra, eine Induktivität La und eine Spannungsquelle in Reihenschaltung umfasst. Die Induktivität La und der ohmsche Widerstand Ra bilden die Innenimpedanz des Aktuators 7. Die Spannungsquelle stellt die vom Aktuator 7 induzierte Spannung Ui dar. Zwischen den Anschlüssen 8, 10 des Aktuators 7 liegt im Betrieb die Aktuatorspannung Ua an, und es fließt ein Aktuatorstrom Ia.
    Fig. 1b) zeigt den Strompfad für den Aktuatorstrom bei leitendem erstem Schalterelement 4, d.h. eingeschaltetem erstem Stromsteuerelement 4, 5. Aus der Quelle 1 wird durch die Gleichspannung U0 der Strom Ia über das erste Schalterelement 4 dem Aktuator 7 an seinen Anschlüssen 8, 10 zugeführt. Unter Voraussetzung eines idealen Schalterelements 4 liegt dann am Aktuator 7, d.h. an den Anschlüssen 8, 10, die Gleichspannung U0 der Quelle 1 an, d.h. die Aktuatorspannung Ua stimmt mit der Gleichspannung U0 überein.    The actuator 7 is shown in FIG. 1a) by its equivalent circuit diagram, which comprises an ohmic resistor Ra, an inductance La and a voltage source in series connection. The inductance La and the ohmic resistance Ra form the internal impedance of the actuator 7. The voltage source represents the voltage Ui induced by the actuator 7. The actuator voltage Ua is present during operation between the connections 8, 10 of the actuator 7, and an actuator current Ia flows ,
    1b) shows the current path for the actuator current when the first switch element 4 is conducting, that is to say when the first current control element 4, 5 is switched on fed. Assuming an ideal switch element 4, the DC voltage U0 of the source 1 is then present at the actuator 7, ie at the connections 8, 10, ie the actuator voltage Ua corresponds to the DC voltage U0.

    Wird aus dem in Fig. 1b) dargestellten Zustand heraus das erste Schalterelement 4 gesperrt, klingt der Aktuatorstrom Ia gemäß der Induktivität La nur allmählich ab. Da das erste Schalterelement 4 geöffnet, d.h. nicht leitend ist, fließt der Strom Ia zwischen den Anschlüssen 8 und 10 jetzt über das erste Freilaufelement 6, d.h. über die dieses bildende Diode. Wird auch hier ein ideales Element vorausgesetzt, ist in diesem Zustand, so lange das erste Freilaufelement 6 leitend ist, die Aktuatorspannung Ua gleich Null. Damit wird die Abklingzeitkonstante für den Aktuatorstrom Ia lediglich durch die Elemente des Aktuators 7 bestimmt, d.h. außer durch die Induktivität La noch durch den ohmschen Widerstand Ra und die Spannung Ui.If the first switch element 4 is blocked out of the state shown in FIG. 1b), the actuator current Ia decays only gradually according to the inductance La. Since that first switch element 4 opened, i.e. is not conductive, the current Ia flows between the Connections 8 and 10 now via the first freewheel element 6, i.e. about the one forming this Diode. If an ideal element is also assumed here, it is in this state for so long the first freewheel element 6 is conductive, the actuator voltage Ua is zero. So that will the decay time constant for the actuator current Ia only by the elements of Actuator 7 determines, i.e. except through the inductance La or through the ohmic Resistance Ra and voltage Ui.

    Im Vergleich dazu liegen beim Wiedereinschalten des Aktuatorstromes Ia aus dem stromlosen Zustand heraus die Verhältnisse vor, wie sie in Fig. 1b) dargestellt sind. Die Anstiegszeit des Aktuatorstromes Ia wird dabei außer durch die Induktivität La, den ohmschen Widerstand Ra und die Spannung Ui noch durch die Gleichspannung U0 der Quelle 1 mit bestimmt. Dadurch ergibt sich bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, dass im Betrieb der Aktuatorstrom Ia und damit die vom Aktuator 7 erzeugte Kraft bzw. das Drehmoment mit einer sehr kleinen Zeitkonstanten erhöht, jedoch mit einer relativ dazu wesentlich größeren Zeitkonstanten vermindert wird. Dies ist in Fig. 3 als ausgezogene Kurve mit der Bezeichnung Ia1 schematisch im Aktuatorstrom-Zeit-Diagramm wiedergegeben, in dem der Aktuatorstrom Ia auf der Ordinate über der auf der Abszisse dargestellten Zeit t aufgetragen ist.In comparison, when the actuator current Ia is switched on again from the de-energized State out the conditions as shown in Fig. 1b). The rise time of the actuator current Ia is not only the inductance La, but also the ohmic Resistance Ra and the voltage Ui by the direct voltage U0 of the source 1 with determined. This results in the circuit arrangement according to FIG. 1 that in operation the actuator current Ia and thus the force or torque generated by the actuator 7 increased with a very small time constant, but with a relative to it significantly larger time constants is reduced. This is shown in Fig. 3 as a solid A curve with the designation Ia1 is shown schematically in the actuator current-time diagram, in which the actuator current Ia on the ordinate above that shown on the abscissa Time t is plotted.

    Bei dieser besonders einfachen Schaltungsanordnung mit nur einem Schalterelement 4 ist somit die Aktuatorspannung Ua stets positiv (bzw. Null). Damit ist auch der Aktuatorstrom Ia stets größer oder gleich Null. Wie in Fig. 3 anhand der Kurve Ia1 dargestellt, begrenzt diese festgelegte Polarität der Aktuatorspannung Ua und des Aktuatorstroms Ia die Stellgeschwindigkeit des Aktuators 7. Eine vergrößerte Änderungsgeschwindigkeit des Aktuatorstromes Ia insbesondere bei dessen Abschalten durch Anlegen einer negativen Aktuatorspannung Ua erreicht werden. Eine derartige negative Aktuatorspannung Ua könnte durch eine Brückenschaltung mit vier Schalterelementen bereit gestellt werden, von denen jeweils zwei in der Brückenanordnung diagonal aneinander gegenüberliegende Schalterelemente gleichzeitig leitend bzw. gesperrt geschaltet werden. Dies entspräche einer Umrichteranordnung zur Speisung eines Wechselstrommotors aus einer Gleichspannungsquelle. Allerdings ist eine solche Schaltungsanordnung mit vier Schalterelementen sehr aufwendig und erfordert auch eine entsprechend aufwendig gestaltete Steuerschaltung.In this particularly simple circuit arrangement with only one switch element 4 thus the actuator voltage Ua always positive (or zero). This is also the actuator current Ia always greater than or equal to zero. As shown in FIG. 3 using curve Ia1, limits this fixed polarity of the actuator voltage Ua and the actuator current Ia the actuating speed of the actuator 7. An increased rate of change of the Actuator current Ia in particular when it is switched off by applying a negative one Actuator voltage Ua can be reached. Such a negative actuator voltage Ua could be provided by a bridge circuit with four switch elements from each of which two diagonally opposite each other in the bridge arrangement Switch elements can be switched on or off simultaneously. This would correspond to one Converter arrangement for supplying an AC motor from a DC voltage source. However, such a circuit arrangement with four switch elements is very complex and also requires a correspondingly complex control circuit.

    Fig. 2a) zeigt eine Schaltungsanordnung, die gegenüber einer solchen vollständigen Brücke wesentlich vereinfacht ist, ohne jedoch deren günstige Eigenschaften einzubüßen. Dazu ist die Schaltungsanordnung nach Fig. 1a) durch einen zweiten Steuerpfad ergänzt, der eine Reihenschaltung aus einem zweiten Stromsteuerelement und einem zweiten Freilaufelement 13 umfasst. Das zweite Stromsteuerelement ist entsprechend dem ersten Stromsteuerelement mit einer Parallelschaltung aus einem zweiten Schalterelement 11 und einer zweiten Schutzdiode 12 ausgebildet. Das zweite Schalterelement 11 ist wiederum zur Energiezufuhr an den Aktuator steuerbar. Vorzugsweise werden die beiden Schalterelemente 4, 11 der beiden Stromsteuerelemente 4, 5 bzw. 11, 12 simultan gesteuert, befinden sich also gleichzeitig entweder im leitenden oder im gesperrten Zustand. Der erste Anschluss 8 des Aktuators 7 ist wieder mit dem ersten Verbindungspunkt 9 zwischen dem ersten Stromsteuerelement 4, 5 und dem ersten Freilaufelement 6 verbunden. Dahingegen ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a) der zweite Anschluss 10 des Aktuators 7 mit dem zweiten Pol der Quelle 1 nun in der Weise über den zweiten Steuerpfad 11, 12, 13 gekoppelt, dass dieser zweite Anschluss 10 mit einem zweiten Verbindungspunkt 14 verbunden ist, in dem im zweiten Steuerpfad das zweite Stromsteuerelement 11, 12 und das zweite Freilaufelement 13 miteinander verbunden sind. Auch der zweite Steuerpfad 11, 12, 13 ist - parallel zum ersten Steuerpfad 4, 5, 6- an die Pole 2, 3 der Quelle 1 angeschlossen. Die Betriebsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 2a) ist in den Fig. 2b) und 2c) dargestellt. Fig. 2b) zeigt den Betriebszustand mit leitend geschalteten Schalterelementen 4 und 11. Aus der Quelle 1 wird dann - getrieben durch die Gleichspannung U0 - ein Aktuatorstrom Ia vom ersten Pol 2 über das erste Schalterelement 4 zum ersten Anschluss 8 des Aktuators 7 und zurück vom zweiten Anschluss 10 des Aktuators 7 über das zweite Schalterelement 11 an den zweiten Pol 3 der Quelle 1 geleitet. Werden wieder ideale Schalterelemente 4, 11 vorausgesetzt, entspricht auch hier die Aktuatorspannung Ua der Gleichspannung U0 der Quelle 1.
    Zum Abschalten des Aktuatorstroms Ia werden beide Schalterelemente 4, 11 simultan gesperrt. Wiederum wird durch die Induktivität La der Aktuatorstrom Ia nicht abrupt enden, sondern über die Freilaufelemente 6, 13 weiter fließen. Im Gegensatz zu der unipolaren Anordnung gemäß Fig. 1 wird jetzt bei der asymmetrischen Brücke gemäß Fig 2 der Aktuatorstrom Ia nicht an den Anschlüssen 8, 10 des Aktuators 7 über das erste Freilaufelement 6 kurzgeschlossen, sondern über beide Freilaufelemente 6, 13 weiterhin über die Quelle 1 geführt, jedoch in umgekehrter Richtung. Dadurch ergibt sich in diesem Betriebszustand eine Aktuatorspannung Ua, die dem negativen Wert der Gleichspannung U0 der Quelle 1 entspricht. Durch diese als Gegenspannung wirkende Aktuatorspannung Ua wird ein gegenüber der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wesentlich beschleunigtes Abklingen des Aktuatorstroms Ia erreicht. Ein Vergleich mit dem Betriebszustand gemäß Fig. 2b) ergibt, dass der Anstieg des Aktuatorstromes Ia beim Übergang der Schalterelemente 4, 11 aus ihrem gesperrten in ihren leitenden Zustand wenigstens weitgehend mit dem Abklingen des Aktuatorstromes Ia beim Sperren der Schalterelemente 4, 11 übereinstimmt. Somit wird das Abklingen des Aktuatorstroms Ia bei der asymmetrischen Brücke gemäß Fig. 2 gegenüber der unipolaren Anordnung gemäß Fig. 1 wesentlich beschleunigt.    Fig. 2a) shows a circuit arrangement which is considerably simplified compared to such a complete bridge, but without losing its favorable properties. For this purpose, the circuit arrangement according to FIG. 1 a) is supplemented by a second control path, which comprises a series circuit comprising a second current control element and a second freewheel element 13. The second current control element is designed in accordance with the first current control element with a parallel connection of a second switch element 11 and a second protective diode 12. The second switch element 11 can in turn be controlled to supply energy to the actuator. The two switch elements 4, 11 of the two current control elements 4, 5 and 11, 12 are preferably controlled simultaneously, that is to say they are either in the conductive or in the blocked state at the same time. The first connection 8 of the actuator 7 is again connected to the first connection point 9 between the first current control element 4, 5 and the first freewheel element 6. In contrast, in the exemplary embodiment according to FIG. 2a), the second connection 10 of the actuator 7 is now coupled to the second pole of the source 1 in such a way via the second control path 11, 12, 13 that this second connection 10 is connected to a second connection point 14 , in which the second current control element 11, 12 and the second freewheel element 13 are connected to one another in the second control path. The second control path 11, 12, 13 is also connected to the poles 2, 3 of the source 1 parallel to the first control path 4, 5, 6-. The mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 2a) is shown in FIGS. 2b) and 2c). Fig. 2b) shows the operating state with switched switch elements 4 and 11. From the source 1 is then - driven by the DC voltage U0 - an actuator current Ia from the first pole 2 via the first switch element 4 to the first connection 8 of the actuator 7 and back from second connection 10 of the actuator 7 via the second switch element 11 to the second pole 3 of the source 1. If ideal switch elements 4, 11 are again assumed, the actuator voltage Ua corresponds to the direct voltage U0 of the source 1.
    To switch off the actuator current Ia, both switch elements 4, 11 are blocked simultaneously. Again, the inductor La will not cause the actuator current Ia to end abruptly, but will continue to flow via the freewheel elements 6, 13. In contrast to the unipolar arrangement according to FIG. 1, in the asymmetrical bridge according to FIG. 2, the actuator current Ia is now not short-circuited at the connections 8, 10 of the actuator 7 via the first freewheel element 6, but continues via the source via both freewheel elements 6, 13 1 performed, but in the opposite direction. This results in an actuator voltage Ua in this operating state, which corresponds to the negative value of the direct voltage U0 of the source 1. This actuator voltage Ua, which acts as a counter-voltage, achieves a significantly accelerated decay of the actuator current Ia compared to the circuit arrangement according to FIG. 1. A comparison with the operating state according to FIG. 2b) shows that the increase in the actuator current Ia when the switch elements 4, 11 transition from their blocked to their conductive state corresponds at least largely with the decay of the actuator current Ia when the switch elements 4, 11 are blocked. Thus, the decay of the actuator current Ia in the asymmetrical bridge according to FIG. 2 is significantly accelerated compared to the unipolar arrangement according to FIG. 1.

    Eine schematische grafische Darstellung findet sich in Fig. 3 in Form der gestrichelt gezeichneten Kurve Ia2. Mit einem derartigen Stromverlauf über der Zeit t sind wesentlich schnellere Steuervorgänge möglich. Dabei ist wie in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 weiterhin nur ein positiver Aktuatorstrom Ia möglich, denn nach Abklingen des Aktuatorstromes Ia in Fig. 2c) auf den Wert Null sperren die als Dioden ausgebildeten Freilaufelemente 6, 13, und der Aktuator 7 bleibt bis zum Wiedereinschalten der Schalterelemente 4, 11 stromlos.A schematic graphic representation can be found in FIG. 3 in the form of the dashed line Curve Ia2. With such a current profile over time t are essential faster control processes possible. Here, as in the circuit arrangement according to FIG. 1 still only a positive actuator current Ia possible, because after the actuator current has decayed Ia in Fig. 2c) to zero lock the freewheel elements designed as diodes 6, 13, and the actuator 7 remains until the switch elements 4 are switched on again, 11 de-energized.

    Die in Fig. 3 anhand der Kurve Ia2 schematisch dargestellte, wenigstens weitgehende Übereinstimmung zwischen der Anstiegsgeschwindigkeit der Abklinggeschwindigkeit des Aktuatorstromes Ia beseitigt auch Nichtlinearitäten in der Steuerung des Aktuators 7, die durch unterschiedliche Anstiegszeiten bzw. -geschwindigkeiten und Abklingzeiten bzw. - geschwindigkeiten des Aktuatorstromes Ia und damit der Kraft bzw. des Drehmoments des Aktuators 7 entstehen würden. The at least largely shown schematically in FIG. 3 on the basis of curve Ia2 Agreement between the rate of increase of the decay rate of the Actuator current Ia also eliminates non-linearities in the control of the actuator 7 due to different rise times or speeds and decay times or - velocities of the actuator current Ia and thus the force or torque of the Actuator 7 would arise.

    Fig. 4 zeigt blockschematisch ein Stellsystem zum Betätigen einer Stellvorrichtung in einem Verbrennungsmotor, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug. Durch ein Befehlsorgan 15 wird über eine Verbindung 16 ein Befehlssignal an eine Steuerschaltung 17 geleitet. Die Steuerschaltung 17 dient zum Steuern des Aktuatorstroms Ia und damit des vom Aktuator 7 erzeugten Drehmoments bzw. der erzeugten Kraft nach Maßgabe des Befehlssignals. Dazu werden von der Steuerschaltung die Stromsteuerelemente gesteuert, die im Schaltungsblock 18 in Fig. 4 angeordnet sind und wahlweise gemäß den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 oder 2 ausgestaltet sein können. Vom Aktuator 7 wird ein Stellorgan 19 betätigt. In Fig. 4 ist als Stellorgan 19 schematisch die Drosselklappe eines Kfz-Verbrennungsmotors wiedergegeben.Fig. 4 shows a block diagram of an actuating system for actuating an actuating device in one Internal combustion engine, preferably in a motor vehicle. By a command body 15 a command signal is passed to a control circuit 17 via a connection 16. The Control circuit 17 is used to control the actuator current Ia and thus that of the actuator 7 generated torque or the generated force according to the command signal. For this purpose, the current control elements controlled in the circuit block are controlled by the control circuit 18 are arranged in FIG. 4 and optionally according to the exemplary embodiments 1 or 2 can be configured. An actuator 19 is actuated by the actuator 7. 4, the throttle valve of a motor vehicle internal combustion engine is shown schematically as an actuator 19 played.

    Das Steuern des Stromsteuerelements - beispielsweise gemäß Fig. 1 - bzw. der Stromsteuerelemente - beispielsweise gemäß Fig. 2 - im Schaltungsblock 18 durch die Steuerschaltung 17 erfolgt vorteilhaft durch pulsweitenmodulierte Steuersignale, durch die die enthaltenen Schalterelemente je nach gewünschtem Mittelwert für den Aktuatorstrom Ia mit entsprechend veränderter Pulsweite angesteuert werden. Die Pulsweite bzw. der Modulationsgrad der pulsweitenmodulierten Steuersignale für die Schalterelemente wird durch das Befehlssignal vorgegeben. Damit stellt sich bevorzugt ein proportional zum Wert des Befehlssignals bemessener Aktuatorstrom Ia ein.The control of the current control element - for example according to FIG. 1 - or the current control elements - For example, as shown in FIG. 2 - in circuit block 18 by the control circuit 17 is advantageously carried out by pulse-width-modulated control signals by means of which the signals contained Switch elements depending on the desired mean value for the actuator current Ia changed pulse width can be controlled. The pulse width or the degree of modulation the pulse width modulated control signals for the switch elements is replaced by the command signal specified. This is preferably proportional to the value of the command signal rated actuator current Ia.

    Fig. 4 zeigt weiterhin in Verbindung mit dem Stellorgan 19 eine Rückstelleinrichtung 20, symbolisch angedeutet durch einen Hebel mit Feder. In einer praktischen Ausführung können andere gleichwirkende Rückstelleinrichtungen treten. Insbesondere sind verschleißfreie Rückstelleinrichtungen zu bevorzugen, in denen eine Rückstellkraft auf das Stellorgan 19 durch einen Permanentmagneten hervorgerufen wird, der baulich mit dem Aktuator 7 zusammengefasst werden kann und dadurch eine sehr einfache, robuste, zuverlässige und kompakte Bauform ergibt. Die Rückstelleinrichtung 20 hat die Aufgabe, das Stellorgan 19 in eine nicht kritische Position zu bringen, wenn der Aktuator 7 oder eines ihn steuernden Elemente schadhaft werden sollte, um ein fehlersicheres Stellsystem zu erhalten. Dazu würde beispielsweise eine Drosselklappe stets in die geschlossene Position oder in deren Nähe gebracht werden. Die Rückstelleinrichtung 20 wirkt zu jedem Zeitpunkt entgegen dem Drehmoment bzw. der Kraft, das bzw. die vom Aktuator 7 auf das Stellorgan 19 aufgebracht werden. In einem derartigen Stellsystem muss somit der Aktuator 7 eine Kraft bzw. ein Drehmoment nur in einer Richtung - beispielsweise der Richtung Öffnen" des Stellorgans 19 - aufbringen, da die Stellrichtung Schließen" stets durch die Rückstelleinrichtung 20 bewirkt wird. Dies schafft die Gelegenheit, den Aktuator 7 und die ihn steuernde Schaltungsanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen. Außerdem wird durch die gesonderte Rückstelleinrichtung 20 gerade im Anwendungsbereich eines Kraftfahrzeugs die dort erforderliche Fehlersicherheit erzielt.4 further shows a reset device 20 in connection with the actuator 19, symbolically indicated by a lever with a spring. In a practical version other equivalent reset devices can occur. In particular, they are wear-free Restoring devices are preferred in which a restoring force on the Actuator 19 is caused by a permanent magnet, which is structurally related to the Actuator 7 can be summarized and thus a very simple, robust, reliable and compact design results. The reset device 20 has the task of Bring actuator 19 into a non-critical position when the actuator 7 or one elements controlling it should become defective in order to create a fail-safe control system receive. For example, a throttle valve would always be in the closed position or brought near them. The reset device 20 acts at all times against the torque or the force that or those of the actuator 7 on the Actuator 19 are applied. In such a control system, the Actuator 7 a force or a torque only in one direction - for example the Direction of opening "of actuator 19 - apply, as the direction of actuation is always" is effected by the reset device 20. This creates the opportunity for the actuator 7 and the circuitry controlling it according to the present invention to simplify. In addition, the separate reset device 20 straightens in the area of application of a motor vehicle, the error security required there achieved.

    Claims (5)

    1. A circuit arrangement for controlling an actuator (7) , the circuit arrangement including
      a source (1) which basically supplies a direct voltage (U0) for supplying electric power to the actuator (7),
      a first control path (4, 5, 6) comprising a series arrangement of a first current control element (4, 5), which is controllable for the supply of power to the actuator (7), and a first freewheel element (6), which series arrangement has its output terminals connected to terminals (2 or 3) of the source (1),
      wherein the actuator has a first one (8) of its terminals connected to a first node (9) between the first current control element (4, 5) and the first freewheel element (6), and has a second one (10) of its terminals coupled to the first terminal (2) of the source (1), to which first terminal of the source the first freewheel element (6) is connected, characterized by a second control path (11, 12, 13) comprising a series arrangement of a second current control element (11, 12), which is controllable for the supply of power to the actuator (7), and a second freewheel element (7), which series arrangement has its output terminals connected to the terminals (2, 3) of the source (1), the second terminal (10) of the actuator (7) being connected to a second node (14) between the second current control element (11, 12) and the second freewheel element (13) and being coupled to the first terminal (2) of the source (1) via the second current control element (11, 12), and the second node (14) being further connected to the second terminal (3) of the source (1) via the second freewheel element (13).
    2. A circuit arrangement as claimed in Claim 1, characterized in that the two current control elements (4, 5; 11, 12) are controlled simultaneously in order to drive the actuator (7).
    3. A circuit arrangement as claimed in Claim 1 or 2, characterized by a control circuit (17) for controlling the current control elements (4, 5; 11, 12) in accordance with a command signal.
    4. A circuit arrangement as claimed in Claim 3, characterized in that the current control elements (4, 5; 11, 12) are controlled by pulse-width modulation whose modulation depth can be defined by the command signal.
    5. A control system for the actuation of a control member in an internal combustion engine, characterized by a circuit arrangement as claimed in any one of the preceding Claims.
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