Beschreibung
Einrichtung zum Steuern eines Stellgeräts
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern eines
Stellgeräts, das insbesondere zum Steuern einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
Ein bekanntes Stellgerät (DE 195 26 683 AI) hat ein Stell- glied, das als Gaswechselventil ausgebildet ist, und einen
Stellantrieb. Der Stellantrieb weist zwei Elektromagnete auf, zwischen denen jeweils gegen die Kraft eines Rückstellmittels eine Ankerplatte durch Abschalten des Spulenstroms an den haltenden Elektromagneten und Einschalten des Spulenstroms am fangenden Elektromagneten bewegt werden kann. Der Spulenstrom des jeweils fangenden Elektromagneten wird auf einen vorgegebenen Fangwert geregelt und zwar während einer vorgegebenen Zeitdauer, die so bemessen ist, daß die Ankerplatte innerhalb der Zeitdauer auf eine Anlagefläche am fangenden Elektroma- gneten trifft. Anschließend wird der Spulenstrom des fangenden Elektromagneten auf einen Haltewert geregelt.
Die Kraft, die auf die Ankerplatte wirkt, hängt wesentlich von der Position der Ankerplatte und der Erregung der Spule des jeweils fangenden Elektromagneten ab. Die Erregung der Spule hängt wiederum ab von dem Strom durch die Spule. Die Steilheit des Stromanstieg des Stroms durch die Spule ist gegeben durch den Spannungsabfall an der Spule.
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise eine Spannungsversorgung auf, die eine vorgegebene Betriebsspannung den elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stellt. Bei den üblichen Betriebsspannungen von 12 bis maximal 42 Volt kann es so zu einem unerwünschten Abfall der Ankerplatte in eine Ruheposition kommen. Ebenso kann ggf. der Zeitpunkt
"Gaswechselventil offen" oder "Gaswechselventil geschlossen" nicht ausreichend genau eingestellt werden.
Aus der DE 197 01 471 AI ist eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers bekannt mit einem Kondensator, der jeweils zu Beginn der Ansteuerung des Verbrau- chers entladen wird. Dies führt zu einem hohen Stromanstieg in dem elektromagnetischen Verbraucher.
Aus der DE 44 13 240 AI ist ferner eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers bekannt, die eine Halbbrücke und ein energiespeicherndes Element umfaßt, das zwischen der Halbbrücke und einer Spannungsquelle angeordnet ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Steu- ern eines Stellgeräts zu schaffen, die einfach ist und einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des Stellgeräts gewährleistet .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa- tentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1: eine Anordnung eines Stellgeräts und einer Steuereinrichtung in einer Brennkraftmaschine, Figur 2a: eine Leistungsendstufe der Steuereinrichtung in einem Betriebszustand des Normal-Bestromens, Figur 2b: die Leistungsendstufe in dem Betriebszustand des Freilaufs, Figur 2c: die Leistungsendstufe in dem Betriebszustand schnelle Stromrücknahme, Figur 2d: die Leistungsendstufe in dem Betriebszustand des • Schnellbestromens,
Figur 2e: eine Tabelle der Betriebszustände einer ersten Leistungsendstufe,
Figur 2e: eine Tabelle der Betriebszustände einer zweiten - Leistungsendstufe,
Figur 3: die erste Leistungsendstufe und eine zweite Leistungsendstufe, Figur 4: ein Ablaufdiagramm zum Steuern der ersten Spule,
Figur 5: ein Ablaufdiagramm eines Diagramms zum Steuern der zweiten Spule, und
Figur 6: Signalverläufe des Stroms und der Spannungen.
Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein Stellgerät 1 (Figur 1) umfaßt einen Stellantrieb 11 und ein Stellglied 12, das bevorzugt als Gaswechselventil ausge- bildet ist und einen Schaft 121 und einen Teller 122 hat. Der Stellantrieb 11 hat ein Gehäuse 111, in dem ein erster und ein zweiter Elektromagnet angeordnet sind. Der erste Elektromagnet hat einen ersten Kern 112, in den in einer ringförmigen Nut eine erste Spule 113 eingebettet ist. Der zweite Elektromagnet hat einen zweiten Kern 114, in den in einer weiteren ringförmigen Nut eine zweite Spule 115 eingebettet ist. Ein Anker ist vorgesehen, dessen Ankerplatte 116 in dem Gehäuse 111 beweglich zwischen einer ersten Anlagefläche 115a des ersten Elektromagneten und einer zweiten Anlagefläche 115b des zweiten Elektromagneten angeordnet ist. Der Anker umfaßt desweiteren einen Ankerschaft 117, der durch Ausnehmungen des ersten und zweiten Kerns 112, 114 geführt ist und der mit dem Schaft 121 des Stellglieds 12 mechanisch koppelbar ist. Ein erstes Rückstellmittel 118a und ein zweites Rückstellmittel 118b spannen die Ankerplatte 116 in eine vorgegebene Ruheposition N vor. Das Stellgerät 1 ist mit einem Zylinderkopf 21 starr verbunden. Dem Zylinderkopf 21 ist ein Ansaugkanal 22 und ein Zylinder 23 mit einem Kolben 24 zugeordnet. Der Kolben 24 ist über eine Pleuelstange 25 mit einer Kurbelwelle 26 gekoppelt.
Eine Steuereinrichtung 3 ist vorgesehen, die Signale von Sensoren erfaßt und/ oder Signale von einer nicht dargestellten übergeordneten Steuereinrichtung für Motorbetriebsfunktionen erfaßt und Stellsignale erzeugt, in deren Abhängigkeit die erste und zweite Spule 113, 115 des Stellgeräts 1 gesteuert werden. Die Sensoren, die der Steuereinrichtung 3 zugeordnet sind, sind ausgebildet als ein erster Strommesser 34, der einen Istwert I_AV1 des Stroms durch die erste Spule erfaßt, oder sein zweiter Strommesser 35, der einen Istwert I_AV2 des Stroms durch die zweite Spule 115 erfaßt. Neben den erwähnten Sensoren können auch noch weitere Sensoren vorhanden sein.
Die Steuereinrichtung umfaßt ferner eine Steuereinheit 31 und eine erste Leistungsendstufe 32 und eine zweite Leistungsend- stufe 33. Die Steuereinheit 31 erzeugt abhängig von Steuerbefehlen der übergeordneten Steuereinrichtung und abhängig von den Istwerten I_AV1, I_AV2 des Stroms durch die erste und die zweite Spule 113, 115 Steuersignale für die Steuerleitungen Ll, L2, L3, über die die Steuereinheit 31 elektrisch leitend mit der ersten Endstufe 32 verbunden ist, und Steuersignale für die Steuerleitungen Ll', L2', L3' , über die die Steuereinheit 31 elektrisch leitend mit der zweiten Endstufe 33 verbunden ist. Die erste und zweite Leistungsendstufe 32, 33 unterscheiden sich lediglich dadurch, daß die erste Lei- stungsendstufe 32 zum Ansteuern der ersten Spule 113 und die zweite Leistungsendstufe zum Ansteuern der zweiten Spule 115 vorgesehen sind. Die Schaltungsanordnung und Funktionsweise ihrer Bauelemente ist äquivalent.
Im folgenden wird beispielhaft die erste Leistungsendstufe 32 beschrieben. Die erste Leistungsendstufe 32 (Figur 2a) hat einen ersten Transistor Tl, dessen Gate-Anschluß mit der Steuerleitung Ll elektrisch leitend verbunden ist, einen zweiten Transistor T2, dessen Gate-Anschluß elektrisch lei- tend mit der Steuerleitung L2 verbunden ist, und einen dritten Transistor T3, dessen Gate-Anschluß elektrisch leitend mit einer Steuerleitung L3 verbunden ist. Die erste Lei-
stungsendstufe 32 umfaßt ferner Dioden Dl, D3, D4 , eine Freilaufdiode D2 einen als Kondensator C ausgebildeten elektrischen Energiespeicher und einen Widerstand R, der als Meßwiderstand für den Strommesser 34 vorgesehen ist. Die erste Leistungsendstufe kann in fünf verschiedene Betriebszustände BZl gesteuert werden, die jeweils charakterisiert sind durch den jeweiligen Schaltzustand der Transistoren Tl, T2, T3. Liegt an den Gate-Anschlüssen der vorzugsweise als MOS- Transistor ausgebildeten Transistoren Tl, T2, T3 ein hohes Spannungspotential an, so ist der jeweilige Transistor Tl,
T2, T3 von seinem Drain-Anschluß hin zum Source-Anschluß leitend (ON) . Liegt hingegen an dem jeweiligen Transistor Tl, T2, T3 an dessen Gate-Anchluß ein niedriges Spannungspotential an, so sperrt der Transistor von seinem Drain-Anschluß zu seinem Source-Anschluß (OFF) . Die fünf Betriebszustände BZl sind in Figur 2e mit den zugehörigen Schaltzuständen der Transistoren Tl, T2, T2 aufgetragen. Die fünf Betriebszustände BZl sind ein Ruhezustand RZ, Normal-Bestromen NB, Freilauf FL, schnelle Stromrücknahme SSR und Schnell-Bestromen SB. Die Betriebszustände BZl der Leistungsendstufe 32 werden im folgenden anhand der Figuren 2a bis 2d näher erläutert.
In dem Betriebszustand BZl des Ruhezustandes RZ sind die Transistoren Tl, T2, T3 alle nicht leitend. Der Istwert I_AV1 des Stroms durch die erste Spule ist Null und der Spannungsabfall UL an der ersten Spule ist ebenfalls Null.
In dem Betriebszustand BZl des Normal-Bestromens NB werden die Transistoren Tl und T2 leitend (ON) betrieben und der Transistor T3 nicht leitend betrieben (OFF) . Strom fließt dann von einer Spannungsquelle mit dem Potential der Versorgungsspannung UB durch den Transistor Tl die Diode Dl den Anschluß ALI der ersten Spule 113, durch die erste Spule 113 hin zu dem Anschluß AL2 der ersten Spule 113, durch den Tran- sistor T2 und den Widerstand R hin zu einem Masseanschluß, der auf einem Bezugspotential ist. Solange die Spule nicht in Sättigung betrieben wird, fällt nahezu die gesamte Versor-
gungsspannung UB an der ersten Spule 113 ab. Der Strom steigt entsprechend des Verhältnisses des Spannungsabfalls UL an der ersten Spule 113 und der Induktivität der ersten Spule 113 an.
In dem Betriebszustand des Freilaufs FL wird der Transistor T2 leitend betrieben (ON) , die Transistoren Tl, T3 hingegen nicht leitend betrieben (OFF) . Fließt im Zeitpunkt des Übergangs in den Betriebszustand des Freilaufs FL ein Strom von dem Anschluß ALI durch die erste Spule 113 hin zum Anschluß
AL2, so wird die Freilaufdiode D2 leitend und der Strom durch die erste Spule 113 nimmt abhängig von den Verlusten in der Spule 113, in dem Transistor T2, dem Widerstand R und der Freilaufdiode D2 ab. Der Spannungsabfall UL an der ersten Spule 113 ist dann gegeben durch die Durchlaßspannungen der Freilaufdiode und des Transistors T2 und den Spannungsabfall an dem Widerstand R (insgesamt beispielsweise 2 Volt) .
In einem Betriebszustand BZl der schnellen Stromrücknahme SSR (Figur 2c) der ersten Leistungsendstufe 32 werden die Transistoren Tl, T2 und T3 nicht leitend betrieben. Fließt bei dem Übergang in den Betriebszustand BZl der schnellen Stromrücknahme SSR ein Strom durch die erste Spule 113, so werden die Freilaufdiode D2 und die Diode D3 leitend. Der Strom fließt dann von dem Bezugspotential über die Freilaufdiode D2 hin zum Anschluß ALI der ersten Spule 113 und dann durch die erste Spule 113 hin zum Anschluß AL2. Von dort fließt der Strom über die Diode D3 hin zum Kondensator C und lädt diesen auf. Der Strom durch die erste Spule verringert sich in dem Be- triebszustand der schnellen Stromrücknahme SSR wesentlich schneller als in dem Betriebszustand BZl des Freilaufs FL, da an der ersten Spule 113 die negative Versorgungsspannung UB verringert um den Spannungsabfall Uc an dem Kondensator C und den Durchlaßspannungen der Freilaufdiode D2 und der Diode D3 abfällt. In dem Betriebszustand der schnellen Stromrücknahme SSR bilden die erste Spule 113 und der Kondensator C einen ersten Schwingkreis.
In dem Betriebszustand des schnellen Bestromens SB (Figur 2d) wird der erste Transistor Tl nicht leitend betrieben (OFF) und die Transistoren T2 ' und T3 leitend betrieben (ON) . Strom fließt von der Spannungsquelle über den Kondensator C, der dabei entladen wird, den Transistor T3 hin zu dem Anschluß ALI der ersten Spule durch die erste Spule hin zu dem Anschluß AL2 der ersten Spule 113 durch den Transistor T2 und den Widerstand R zu dem Bezugspotential. In dem Betriebszu- stand des Schnellbestromens SB ist der Spannungsabfall UL an der ersten Spule 113 gleich der Summe aus der Versorgungsspannung UB und dem Spannungsabfall Uc an dem Kondensator C verringert um die Durchlaßspannungen des Transistors T2 und T3 und den Spannungsabfall an dem Widerstand R.
Der Spannungsabfall UL an der ersten Spule 113 beträgt dann bei einer Versorgungsspannung Uv von etwa 42 V beispielsweise etwa 80 V. Der Anstieg des Stromes durch die erste Spule 113 ist dann in etwa doppelt so hoch, als wenn lediglich die Ver- sorgungsspannung UB an der ersten Spule 113 abfällt.
Eine Diode D4 ist dem Kondensator C parallel geschaltet, dadurch ist sichergestellt, daß das Spannungspotential am Drain Anschluß des Transistors T3 nicht um mehr als die Durchlaß- Spannung der Diode D4 unter die Versorgungsspannung UB fallt.
Figur 3 zeigt die erste und zweite Leistungsendstufe 32, 33 in einer Ausführungsform, in der beiden Leistungsendstufen 32, 33 ein gemeinsamer Kondensator C zugeordnet ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß lediglich ein Kondensator vorgesehen ist, wodurch die Leistungsendstufen insgesamt kostengünstig sind, und der Kondensator C in einem Betriebs- zustand ZI der ersten Leistungsendstufe 32 der schnellen Stromrücknahme SSR geladen werden kann, und anschließend in einem Betriebszustand BZ2 des schnell Bestromens SB der zweiten Leistungsendstufe 34 wieder entladen werden kann. Dies ist ebenso umgekehrt möglich. Die Bezugszeichen der der er-
sten Leistungsendstufe 32 entsprechenden Elemente der zweiten Leistungsendstufe 33 sind jeweils mit einem "'" versehen.
In Figur 4 ist ein Ablaufdiagramm eines ersten Programms dar- gestellt, das in der Steuereinheit 31 abgearbeitet wird. In einem Schritt Sl wird das Programm gestartet. Es wird die aktuelle Soll-Position der Ankerplatte 116 eingelesen, die von der übergeordneten Steuereinrichtung vorgegeben wird. In einem Schritt S2 wird geprüft, ob sich die Soll-Position der Ankerplatte 116 seit dem letzten Aufruf des ersten Programmes der Schließposition S zu der Offenposition 0 verändert hat. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt S3 die erste Leistungsendstufe 32 in den Betriebszustand BZl schnellen Stromrücknahme SSR gesteuert. Die erste Leistungsendstufe 32 geht in den Betriebszustand BZl des Ruhezustands RZ über, sobald der Strom durch die erste Spule 113 null wird. Das erste Programm wird dann im Schritt S5 beendet.
Ist die Bedingung des Schrittes S2 nicht erfüllt, so wird in einem Schritt S7 geprüft, ob seit dem letzten Aufruf des ersten Programms ein Übergang der Soll-Position der Ankerplatte 116 von der Offenposition 0 in die Schließposition S erfolgt ist. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt S8 ein erster Regler Rl aktiviert. Die Regelgröße des ersten Reglers Rl ist der Strom durch die erste Spule 113. Einem Sollwert
I_SP1 des Stroms durch die erste Spule 113 wird ein Fangwert I_F zugeordnet. Eine Regeldifferenz RD wird berechnet aus der Differenz des Sollwertes I_SP1 und des Istwertes I_AV1 des Stroms durch die erste Spule 113. Der erste Regler Rl ist vorzugsweise als Zweipunktregler ausgebildet. Der erste Regler Rl steuert die erste Endstufe 32 abhängig von der Regeldifferenz RD entweder in den Betriebszustand BZl des Normal- Bestromens NB oder des Freilaufs FL. Der Regler Rl bleibt aktiviert bis eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, die ein Anzeichen für ein Auftreffen der Ankerplatte 116 auf die erste Anlagefläche 115a ist. Die vorgegebene Bedingung kann beispielsweise sein, daß die Ankerplatte eine vorgegebene Po-
sition erreicht hat oder überschreitet. Diese vorgegebene Position ist dabei so gewählt, daß sie sehr nahe an der Schließposition S liegt.
Sobald die vorgegebene Bedingung erfüllt ist, wird die Bearbeitung in einem Schritt S9 fortgesetzt, in dem der erste Regler wieder aktiviert wird, wobei der Sollwert I_SP1 des Stroms durch die erste Spule 113 ein erhöhter Haltewert I_HE ist. Der erste Regler Rl steuert in dem Schritt S9 die erste Leistungsendstufe 32 abhängig von der Regeldifferenz RD entweder in den Betriebszustand BZl des Schnell-Bestromens SB oder in den Betriebszustand BZl des Freilaufs FL oder falls der Kondensator C entladen ist, in den Betriebszustand BZl des Normal-Bestromens NB. Da der erhöhte Haltewert I_HE vor- zugsweise größer ist als der Fangwert I_F, steuert der erste Regler in dem Schritt S9 die erste Leistungsendstufe 32 zuerst in den Betriebszustand des Schnell-Bestromens SB, bis der Istwert I_AV1 des Stroms durch die erste Spule größer ist als der erhöhte Haltewert I_HE, und/oder in den Betriebszu- stand des Normal-Bestromens, sobald der Kondensator C entladen ist und zwar bis der Istwert I_AV1 des Stroms durch die erste Spule größer ist als der erhöhte Haltewert I_HE.
Zum Zeitpunkt des Aktivierens des ersten Reglers Rl in dem Schritt S9 ist die Ist-Position der Ankerplatte 116 sehr nahe oder an der Schließposition S. Es muß für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des Stellgeräts gewährleistet sein, daß die Ankerplatte an der ersten Anlagefläche zuverlässig anliegt und weder abprallt noch vor Erreichen der Schließposi- tion S in die Ruheposition N abfällt. Durch das Steuern des
Betriebszustandes BZl des Schnell-Bestromens SB kann der Istwert I_AV1 des Stroms durch die erste Spule 113 sehr schnell auf den erhöhten Haltewert I_HE eingestellt werden. Dies hat den Vorteil, daß der erste Regler Rl in dem Schritt S9 unmit- telbar vor dem Auftreffen der Ankerplatte 116 auf die erste
Anlagefläche 115a aktiviert werden kann, so daß die Geschwindigkeit der Ankerplatte nicht mehr wesentlich erhöht wird und
damit das Auftreffgeräusch der Ankerplatte auf die erste Anlagefläche 115a gering ist. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer, die vorzugsweise durch Versuche ermittelt ist, wird die Bearbeitung in einem Schritt S10 fortgesetzt.
In dem Schritt S10 wird der erste Regler Rl aktiviert, der Sollwert I_SP1 des Stroms durch die erste Spule 113 ist der Haltewert I_H und der Regler steuert die erste Leistungsendstufe 32 abhängig von der Regeldifferenz RD entweder in den Zustand des Betriebszustand BZl des Normal-Bestromens NB oder den Freilauf FL bis ein Übergang der Soll-Position der Ankerplatte von der Schließposition S in die Offenposition 0 erfolgt. Anschließend wird die Bearbeitung des Programms in dem Schritt S5 beendet.
Ist die Bedingung des Schrittes S7 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt Sll fortgesetzt, in dem geprüft wird, ob die Soll-Position der Ankerplatte 116 die Schließposition S ist oder ob der Kondensator C auf einen vorgegebenen Wert geladen ist. Das Prüfen, ob der Kondensator C auf den vorgegebenen Wert geladen ist, kann besonders einfach erfolgen durch Auswerten eines Zählers, der bei jeder Bearbeitung eines Schrittes S13 erhöht wird und der in dem Schritt S8 zurückgesetzt wird. Vorteilhaft ist, wenn ein Sensor vorgesehen ist, der den Spannungsabfall Uc am Kondensator C erfaßt, und aus dem erfaßten Spannungsabfall Uc die Ladung des Kondensators C ermittelt wird. Ist die Bedingung des Schrittes Sll erfüllt, so bleibt der erste Regler Rl wie in Schritt S10 aktiv, falls die Soll-Position der Ankerplatte 116 die Schließ- position S ist, und das erste Programm wird in dem Schritt
Sll beendet. Ist die Bedingung des Schrittes Sll jedoch nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S13 fortgesetzt, in dem die erste Leistungsendstufe 32 in einen Betriebszustand BZl des Normal-Bestromens NB gesteuert wird, '' und zwar entweder für eine fest vorgegebene Zeitdauer oder bis der Istwert I_AV1 des Stroms durch die erste Spule 113 einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Anschließend wird in
einem Schritt S14 die Leistungsendstufe 32 in dem Betriebszustand BZl der schnellen Stromrücknahme SSR gesteuert. So kann einfach der Kondensator C geladen werden, während die erste Spule 113 nicht zum Fangen oder Halten der Ankerplatte 116 bestromt wird. Die Bearbeitung des Programms wird dann in dem Schritt S5 beendet.
Das erste Programm wird zyklisch aufgerufen und zwar entweder in vorgegebenen Zeitabständen oder nach einer vorgegebenen Veränderung des Kurbelwellenwinkels. Während die Soll- Position der Ankerplatte 116 die Offen-Position 0 ist, wird somit die erste Leistungsendstufe 32 einmal in dem Schritt S3 in den Betriebszustand BZl der schnellen Stromrücknahme SSR und mehrfach in dem Schritt S14 den Betriebszustand BZl der schnellen Stromrücknahme gesteuert und somit der Kondensator C innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer auf den vorgegebenen Wert geladen.
Vorteilhaft ist es, wenn die erste Spule 113 in dem Schritt S8 in den Betriebszustand des Freilaufs gesteuert wird, sobald die zum Erreichen der Schließposition S notwendige Energie der Ankerplatte zugeführt worden ist. Die Spule erste 113 ist dann im Freilauf FL, wenn die vorgegebene Bedingung erfüllt wird, die ein Anzeichen ist für das Auftreffen der An- kerplatte 116 auf die erste Anlagefläche 115a.
Ein Ablaufdiagramm eines zweiten Programms zum Steuern der zweiten Spule 115 ist in Figur 5 dargestellt, das in der Steuereinheit 31 abgearbeitet wird. Das zweite Programm hat die gleiche Struktur wie das erste Programm (Figur 4). Im folgenden werden nur die Unterschiede zu dem ersten Programm beschrieben.
In einem Schritt S2' wird geprüft, ob sich die Soll-Position der Ankerplatte 116 seit dem letzten Aufruf des ersten Programmes der Offenposition 0 zu der Schließposition S verändert hat. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt S3' die
zweite Leistungsendstufe 34 in den Betriebszustand BZ2 schnellen Stromrücknahme SSR gesteuert. Die zweite Leistungsendstufe 34 geht in den Betriebszustand BZ2 des Ruhezustands RZ über, sobald der Strom durch die zweite Spule 115 null wird.
Ist die Bedingung des Schrittes S2' nicht erfüllt, so wird in einem Schritt S7' geprüft, ob seit dem letzten Aufruf des zweiten Programms ein Übergang der Soll-Position der Anker- platte 116 von der Schließposition S in die Offenposition 0 erfolgt ist.
In einem Schritt S8' wird ein zweiter Regler R2 aktiviert, dessen Regelgröße der Strom durch die zweite Spule 115 ist. Eine Regeldifferenz RD' wird berechnet aus der Differenz des Sollwertes I_SP2 und des Istwertes I_AV2 des Stroms durch die zweite Spule 115. Der zweite Regler R2 ist vorzugsweise als Zweipunktregler ausgebildet. Der zweite Regler R2 steuert die zweite Endstufe 33 abhängig von der Regeldifferenz RD' ent- sprechend wie der erste Regler Rl die erste Endstufe steuert.
Der Regler R2 bleibt in dem Schritt S8' aktiviert bis eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, die ein Anzeichen für ein Auftreffen der Ankerplatte 116 auf die zweite Anlagefläche 115b ist.
Zum Zeitpunkt des Aktivierens des zweiten Reglers R2 in dem Schritt S9' ist die Ist-Position der Ankerplatte 116 sehr nahe oder an der Offenposition 0. Es muß für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des Stellgeräts gewährleistet sein, daß die Ankerplatte an der zweiten Anlagefläche zuverlässig anliegt und weder abprallt noch vor Erreichen der Offenposition 0 in die Ruheposition N abfällt.
Ist die Bedingung des Schrittes S7' nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt Sll' fortgesetzt, in dem geprüft wird, ob die Soll-Position der Ankerplatte 116 die Of-
fenposition 0 ist oder ob der Kondensator C auf einen vorgegebenen Wert geladen ist.
Ist die Bedingung des Schrittes Sll' nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S13' fortgesetzt, in dem die zweite Leistungsendstufe 33 in einen Betriebszustand BZl des Normal-Bestromens NB gesteuert wird, und zwar entweder für die fest vorgegebene Zeitdauer oder bis der Istwert I_AV2 des Stroms durch die zweite Spule 115 einen vorgegebenen Wert er- reicht hat. Anschließend wird in einem Schritt S14' die zweite Leistungsendstufe 33 in den Betriebszustand BZ2 der schnellen Stromrücknahme SSR gesteuert.
In den Figuren 6a bis 6e sind Signalverläufe aufgetragen über die Zeit t. In Figur 6a ist der zeitliche Verlauf des Istwertes I_AV1 des Stroms durch die erste Spule 113 aufgetragen. In Figur 6b ist der zeitliche Verlauf der Spannungsdifferenz UGSχι zwischen dem Gate- und dem Source-Anschluß des Transistors Tl aufgetragen. In Figur 6c ist der zeitliche Verlauf der Spannungsdifferenz UGST2 zwischen dem Gate-Anschluß und dem Source-Anschluß des Transistors T2 aufgetragen. In Figur 6d ist der zeitliche Verlauf der Spannungsdifferenz UGST3 zwischen dem Gate-Anschluß und dem Source-Anschluß am Transistor T3 aufgetragen.
Falls die Spannungsdifferenz UGSTι einen hohen Pegel HI hat, ist der Transistor Tl leitend (Tl=ON) . Falls die Spannungsdifferenz UGSTι an dem Transistor Tl einen niedrigen Pegel LO hat, sperrt der Transistor, also ist nicht leitend (Tl = OFF) . Ebenso leitet der Transistor T2, falls die Spannungsdifferenz UGST2 einen hohen Pegel HI hat (T2=ON) und sperrt der Transistor T2, falls die Spannungsdifferenz UGST2 einen niedrigen Pegel LO hat (T2=OFF) . Falls die Spannungsdifferenz UGST3 zwischen dem Gate-Anschluß und dem Source-Anschluß des Transistors T3 einen hohen Pegel hat, so ist der Transistor T3 leitend (T3 = ON) . Falls die Spannungsdifferenz UGST3 zwischen dem Gate-Anschluß und dem Source-Anschluß des Transi-
stors T3 einen niedrigen Pegel hat, so sperrt der Transistor T3, das heißt er ist nicht leitend (T3 = OFF) .
Zu einem Zeitpunkt t0 ist die Soll-Position der Ankerplatte 116 die Offenposition 0. Der Istwert I_AV1 des Stroms durch die Spule ist null. Zu einem Zeitpunkt ti wird die erste Leistungsendstufe 32 in einen Betriebszustand des Normal- Bestromens NB gesteuert und zwar bis zu dem Zeitpunkt t2.
Von dem Zeitpunkt t2 an wird die erste Leistungsendstufe 32 in den Betriebszustand BZl der schnellen Stromrücknahme SSR gesteuert. Bis zu dem Zeitpunkt t3 hat sich der Spannungsabfall Uc an dem Kondensator C auf einen Wert UCι erhöht. Ab dem Zeitpunkt t3 wird die erste Leistungsendstufe 32 dann wieder in den Betriebszustand BZl des Normal-Bestromens NB gesteuert und zwar bis zu einem Zeitpunkt t4. Ab dem Zeitpunkt t5 wird die erste Leistungsendstufe 32 dann wieder in den Betriebszustand BZl der schnellen Stromrücknahme SSR gesteuert, so daß am Zeitpunkt ts der Spannungsabfall Uc an dem Kondensator C den Wert Uc2 hat.
Ab dem Zeitpunkt t5 wird die erste Leistungsendstufe 32 dann wieder in den Betriebszustand BZl des Normal-Bestromens gesteuert und zwar bis zu einem Zeitpunkt t6, in dem sie dann wieder in den Betriebszustand BZl der schnellen Stromrücknahme SSR bis zum Zeitpunkt t gesteuert wird. Ab dem Zeitpunkt t7 ist der Sollwert I_SP1 des Stroms durch die erste Spule der Fangwert I_F und der erste Regler Rl wird wie in dem Schritt S8 (Figur 4) aktiviert und zwar bis zu einem Zeit- punkt tio die Position der Ankerplatte 116 einen vorgegebenen Wert nahe bei oder direkt an der ersten Anlagefläche 115a erreicht hat. Ab dem Zeitpunkt tio wird die erste Leistungsendstufe 32 in den Betriebszustand des Schnell-Bestromens SB gesteuert um sehr schnell den Istwert I_AV1 des Stroms durch die erste Spule auf den neuen Sollwert I_SP1 und zwar des erhöhten Haltewertes I_HE zu bringen und damit ggf. ein drohendes Abfallen des Ankers in die Ruhelage N oder ein starkes
Prellen der Ankerplatte 116 zu verhindern. Dabei wird der - Kondensator C entladen und der Spannungsabfall am Kondensator Uc verringert sich dementsprechend auf den Wert Null zum Zeitpunkt tu. Die erste Spule 113 wird dann bis zum Zeit- punkt ti2 mit dem erhöhten Haltestrom I_HE bestromt. Ab dem Zeitpunkt t12 wird als Sollwert I_SP1 des Stroms durch die erste Spule der Haltewert I_H vorgegeben und ab dem Zeitpunkt tχ4 wird als Soll-Position die Offenposition 0 vorgegeben. Demnach wird die erste Leistungsendstufe 32 ab dem Zeitpunkt ti4 in den Betriebszustand BZl der schnellen Stromrücknahme
SSR gesteuert. Dabei wird die in der ersten Spule 113 gespeicherte Energie dem Kondensator C zugeführt, dessen Spannungsabfall sich bis zu einem Zeitpunkt ti5 auf einen Wert UCι* erhöht wird. Zwischen dem Zeitpunkt tι und tig und den Zeit- punkten tig, t2o erfolgt erneut das Laden des Kondensators C bis der Kondensator zum Zeitpunkt t2o einen Spannungsabfall mit dem Wert Uc3 aufweist. Der Kondensator hat dann die vorgegebene Ladung und wird erst wieder weitergeladen, wenn die Ladung des Kondensators C sich verringert hat.