WO2007031465A1 - Actuating apparatus for a mechanical component and control apparatus - Google Patents

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WO2007031465A1
WO2007031465A1 PCT/EP2006/066134 EP2006066134W WO2007031465A1 WO 2007031465 A1 WO2007031465 A1 WO 2007031465A1 EP 2006066134 W EP2006066134 W EP 2006066134W WO 2007031465 A1 WO2007031465 A1 WO 2007031465A1
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WO
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actuator
control
adjusting device
sensor
control device
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Application number
PCT/EP2006/066134
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Inventor
Manfred Glehr
Stephan Heinrich
Original Assignee
Siemens Vdo Automotive Ag
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Publication date
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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
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/106—Detection of demand or actuation

Definitions

  • the invention relates to an adjusting device for a mechanical component with a sensor and with an actuator, which can be controlled by means of a control signal generated by an associated control device and can be applied to an input of the adjusting device.
  • the invention further relates to a control device for driving the adjusting device.
  • Such adjusting devices are used inter alia in the
  • one of the ⁇ like adjusting device can be used to operate a throttle ⁇ flap, with which the air supply is controlled to an internal combustion engine.
  • the entire assembly consists of a throttle valve arranged in an intake pipe, to which a spring acts, with which the throttle valve can be reset to a safe starting position.
  • the throttle valve is operated by a damper motor that drives the throttle valve ent ⁇ speaking a predetermined by the engine control pulse-width tenmodul mandat control signal.
  • the position of the Dros ⁇ selklappe is monitored using two position detectors, which are, for example, is a potentiometer. In particular, it respects the position ⁇ is value checked by the two potentiometer. For safety reasons, the two position indicators are duplicated.
  • the control signal for the damper motor and the lung detectors emitted by the Stel ⁇ measurement signals are transmitted through lines between the engine control and the damper motor and the position detectors. Other lines serve the Supplying the damper motor and the position indicator with energy.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a control device and an associated control device that allows a simple and secure way the data exchange between the actuator and the control device.
  • the adjusting device is characterized in that the actuator and the sensor are combined in a structural unit, which can be connected to the associated control device via lines serving multiple functions. This reduces the number of cables and connectors. Because lines between the actuator and the control device can by simple means both for transmission of different data signals also used to supply Energyübertra ⁇ as are. Although this semiconductor devices are required. In view of the reduced by the small number of connectors susceptibility, which is particularly critical in the automotive sector due to the vibration load of the connectors, however, there is a significant cost advantage.
  • the actuator is controlled by means of a pulse-width-modulated control signal transmitted via an actuator control line, with which an energy storage unit for the energy supply of the sensor can be acted upon within the structural unit. Since a high-current control signal is usually required for the control of the actuator, it is possible to divert energy from the control signal advantageously for the energy supply of the sensor. In addition, this can be saved for the energy supply of the sensor otherwise required Budapestslei ⁇ processing.
  • the measurement signal generated by the sensor is supplied to a recess formed within the unit transmission unit that transmits the Messsig ⁇ nal in digitized form via the control line to the associated control device.
  • a separate line for transmitting the measurement signals can be saved.
  • the transmission unit additionally has the function of a multiplexer, the measuring signals can be transmitted several sensors via the control line. Regardless of the number of sensors, therefore, only two lines between the control device and the adjusting device are required, via which the power supply and the transmission of the control and measuring signals takes place.
  • the power supply to the actuator and the sensor is also provided via the lines set up between the control device and the adjusting device, it is advantageous if the lines are operated with low resistance. Signals can be transmitted by modulating the current.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an adjusting device and a control device
  • FIG. 2 shows a block diagram of an actuating unit in which the power supply of the sensors takes place via a control line of an actuator
  • FIG. 3 shows a block diagram of an actuating unit in which the measuring signals generated by the sensors are transmitted via a common measuring signal line;
  • Figure 4 is a block diagram of an actuating unit, in which the measuring signals and the control signals are transmitted via a common ⁇ same line;
  • Figure 5 shows a possible circuit for a control unit with which the adjusting device of Figure 4 is actuated
  • Figure 6 shows a circuit for the actuator of Figure 4.
  • Figure 7 is a diagram in which the voltage waveform is shown on one of the common transmission of control and measurement signals serving transmission line.
  • Figure 1 shows a block diagram of an actuating unit 1 with associated control unit 2.
  • the control unit 1 forms a structural unit comprising an actuator 3, which serves for example to actuate a throttle valve.
  • the actuating unit 1 around ⁇ further summarizes sensors 4 and 5, which serve to detect the position of the actuator 3 is actuated by the throttle valve, and to notify the control unit. 2
  • the actuator 3 is connected via an actuator control line 6 beat with a pulse width modulated Aktor tenusignal beauf ⁇ .
  • the actuator control line 6 is assigned an actuator ground line 7.
  • the sensors 4 and 5 are acted upon via a Sensor factoriesslei ⁇ device 8 with energy.
  • the measurement signals generated by the sensors 4 and 5 are transmitted to the control unit 2 via measurement signal lines 9 and 10.
  • the sensor supply line 8 and the measuring signal lines 9 and 10 is assigned a common sensor ground line 11.
  • the supply of the sensors 4 thus takes place via a common Sensorboards ⁇ line 8 and a common sensor ground line 11, which also forms the ground line for the measurement signal lines 9 and 10.
  • the sensor supply lines and the sensor ground lines can be combined into the common sensor supply line 8 and the common sensor ground line 11. This can be two
  • FIG 2 another actuator 12 is shown, in which the Aktor tenusignal for the actuator 3 is supplied not only to the actuator 3, but also an energy storage unit 13, which supplies the sensors 4 and 5 with energy from the Aktorsteu ⁇ ersignal.
  • the sensor supply line 8 and the sensor ground line 11 can be saved.
  • the actuator mass line 7 assumes the function of a common ground line for the actuator 3, for the energy storage unit 13 and for the sensors 4 and 5.
  • FIG. 3 shows a further actuating unit 14, in which an additional transmission device 15 is provided, which has the function of a multiplexer, by means of which the measuring signals generated by the sensors 4 and 5 are digitized and be transmitted to the control unit 2 via a measuring signal line 16.
  • an additional transmission device 15 which has the function of a multiplexer, by means of which the measuring signals generated by the sensors 4 and 5 are digitized and be transmitted to the control unit 2 via a measuring signal line 16.
  • the Aktormassetechnisch 7 is provided as a common ground line.
  • FIG. 5 shows a possible circuit for the control unit 2 for operation of the actuator 17 of Figure 4.
  • the Steuerein ⁇ unit 2 for the control unit 17 of Figure 4 comprises a Kon ⁇ stantstromttle 18 with an emitter follower connected PNP transistor 19, an emitter resistor 20 and an auxiliary voltage source 21, which is connected upstream of a reverse connection protection diode 22.
  • the emitter of the PNP transistor 19 is ver ⁇ connected via the emitter resistor 20 with a car battery 23.
  • the control unit 2 has a pulse ⁇ current source 24 from which a pulse width modulated power signal is generated for controlling the actuator.
  • the pulse current source 24 includes, as well as the constant current source 18, a connected as an emitter follower pnp transistor 25 with upstream emitter resistor 26 which is connected to the car battery 23 ⁇ . Further, the pulse current source 24 comprises a connected to the base of the PNP transistor 25 Pulsgenera- gate 27 with upstream Verpolungstikdiode 28. Die
  • Constant current source 18 sends a constant current through the actuator control line 6, while the pulse current source 24 sends a pulse width modulated current signal via the Aktor horrucc 6.
  • the position of the throttle valve actuated by the actuator 3 depends on the duration of the current pulses.
  • a coupling capacitor 29 is further connected, which is connected at a node 30 to the control input 31 of a signal transistor 32.
  • the measurement signals generated by the sensors 4 and 5 can be detected.
  • the signal transistor 32 and the following non-signal evaluation circuit shown in Figure 5 are powered by a power supply 33 with energy ⁇ sen be Schlos through a bridge diode 30 to the Aktor horr admir. 6
  • protective diodes 34 and 35 are finally provided, are prevented by the negative voltage level at the input of the signal transistor 32.
  • FIG. 6 shows a possible circuit of the setting unit 17 from FIG. The clarity hal ⁇ are about doing the sensors 4 and 5 are not contained ⁇ th in FIG. 6
  • the actuator 3 which contains an ohmic resistor 36 and an inductance 37, is connected directly to the actuator control line 6 and the actuator ground line 7.
  • the energy storage unit 13 comprises a reverse polarity protection diode 38, a storage capacitor 39 and a voltage regulator 40, which provides the supply voltage for the transmission device 15 and the sensors 4 and 5 not shown in FIG.
  • the transmission device 15 comprises a current modulator 41, by means of which a measurement signal can be modulated on the current flowing via the actuator control line 6 and the actuator ground line 7. Finally, FIG. 7 shows the voltage drop across the actuator control line 6.
  • control pulses 42 the duration of which determines the position of the throttle operated by the actuator 3
  • data pulses 43 are present.
  • the control pulses 42 are generated by means of the pulse current source 24.
  • the data ⁇ pulse 43 however, the constant current source 18 and the current modulator 41 are generated with the aid, wherein the edges of the data pulses can be gen 43 anle as voltage pulses on the signal transistor 32 ⁇ and read out from there.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

In order to reduce the number of lines (6, 7) between a control apparatus (2) and an actuating apparatus (17), the invention proposes using an actuator control line (6) at the same time for supplying power to sensors (4, 5) and for transmitting a measurement signal generated by the sensors (4, 5). For this purpose, an actuator control line (6), which has a pulse-width-modulated actuator control signal applied to it, is connected to an energy storage unit (13) and a transmission apparatus (15).

Description

Beschreibungdescription
Stellvorrichtung für eine mechanische Komponente und Steuer¬ vorrichtungAdjusting device for a mechanical component and control ¬ device
Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für eine mechanische Komponente mit einem Sensor und mit einem Aktor, der mit Hilfe eines von einer zugehörigen Steuervorrichtung erzeugten und an einen Eingang der Stellvorrichtung anlegbaren Steuersignals ansteuerbar ist.The invention relates to an adjusting device for a mechanical component with a sensor and with an actuator, which can be controlled by means of a control signal generated by an associated control device and can be applied to an input of the adjusting device.
Die Erfindung betrifft ferner eine Steuervorrichtung zum Ansteuern der Stellvorrichtung.The invention further relates to a control device for driving the adjusting device.
Derartige Stellvorrichtungen werden unter anderem in derSuch adjusting devices are used inter alia in the
Automobilindustrie eingesetzt. Beispielsweise kann eine der¬ artige Stellvorrichtung dazu verwendet werden, eine Drossel¬ klappe zu betreiben, mit der die Luftzufuhr zu einem Verbrennungsmotor geregelt wird. Die gesamte Baugruppe besteht aus einer in einem Ansaugrohr angeordneten Drosselklappe, an der eine Feder angreift, mit der sich die Drosselklappe in eine sichere Ausgangslage rückstellen lässt. Die Drosselklappe ist von einem Klappenmotor betätigt, der die Drosselklappe ent¬ sprechend einem von der Motorsteuerung vorgegebenen pulswei- tenmodulierten Steuersignal antreibt. Die Stellung der Dros¬ selklappe wird mit Hilfe von zwei Stellungsmeldern überwacht, bei denen es sich beispielsweise um Potentiometer handelt. Insbesondere wird die Einhaltung des vorgegebenen Positions¬ werts durch die beiden Potentiometereinstellungen überprüft. Aus Sicherheitsgründen sind die beiden Stellungsmelder doppelt vorhanden.Used in the automotive industry. For example, one of the ¬ like adjusting device can be used to operate a throttle ¬ flap, with which the air supply is controlled to an internal combustion engine. The entire assembly consists of a throttle valve arranged in an intake pipe, to which a spring acts, with which the throttle valve can be reset to a safe starting position. The throttle valve is operated by a damper motor that drives the throttle valve ent ¬ speaking a predetermined by the engine control pulse-width tenmodulierten control signal. The position of the Dros ¬ selklappe is monitored using two position detectors, which are, for example, is a potentiometer. In particular, it respects the position ¬ is value checked by the two potentiometer. For safety reasons, the two position indicators are duplicated.
Das Steuersignal für den Klappenmotor sowie die von den Stel¬ lungsmeldern abgegebenen Messsignale werden durch Leitungen zwischen der Motorsteuerung und dem Klappenmotor sowie den Stellungsmeldern übertragen. Weitere Leitungen dienen der Versorgung des Klappenmotors und der Stellungsmelder mit Energie .The control signal for the damper motor and the lung detectors emitted by the Stel ¬ measurement signals are transmitted through lines between the engine control and the damper motor and the position detectors. Other lines serve the Supplying the damper motor and the position indicator with energy.
Ein Nachteil der bekannten Stellvorrichtung ist, dass eine große Anzahl von Steckverbindungen und Leitungen für dieA disadvantage of the known adjusting device is that a large number of connectors and cables for the
Verbindung zwischen Steuervorrichtung einerseits und Klappenmotor und Stellungsmeldern andererseits vorgesehen werden muss. Entsprechend groß ist das Risiko fehlerhafter Steckver¬ bindungen. Außerdem sind die Kosten für die Herstellung und Montage verhältnismäßig groß.Connection between the control device on the one hand and damper motor and position detectors on the other hand must be provided. Correspondingly large the risk of erroneous Steckver ¬'s bonds. In addition, the cost of manufacturing and assembly are relatively large.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Stellvorrichtung und eine zugehörige Steuervorrichtung zu schaffen, die auf einfache und sichere Weise den Datenaustausch zwischen der Stellvorrichtung und der Steuervorrichtung ermöglicht.Based on this prior art, the invention is therefore an object of the invention to provide a control device and an associated control device that allows a simple and secure way the data exchange between the actuator and the control device.
Diese Aufgabe wird durch eine Stellvorrichtung und eine Steu¬ ervorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.This object is achieved by an adjusting device and a STEU ¬ ervorrichtung with the features of the independent claims. In dependent claims advantageous embodiments and developments are given.
Die Stellvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Aktor und der Sensor in eine Baueinheit zusammengefasst sind, die über mehrfachen Funktionen dienende Leitungen an die zugehörige Steuervorrichtung anschließbar ist. Dadurch lässt sich die Zahl der Leitungen und Steckverbindungen reduzieren. Denn Leitungen zwischen der Stellvorrichtung und der Steuervorrichtung können durch einfache Mittel sowohl zur Übertra- gung verschiedener Datensignale als auch zur Energieübertra¬ gung verwendet werden. Zwar sind dafür Halbleiterbauelemente erforderlich. In Anbetracht der durch die geringe Zahl von Steckverbindungen verringerten Störanfälligkeit, die insbesondere im Automobilbereich aufgrund der Vibrationsbelastung der Steckverbindungen kritisch ist, ergibt sich jedoch ein erheblicher Kostenvorteil. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Aktor mit Hilfe eines über eine Aktorsteuerleitung übertragenen puls- weitenmodulierten Steuersignals gesteuert, mit dem innerhalb der Baueinheit eine Energiespeichereinheit für die Energie- Versorgung des Sensors beaufschlagbar ist. Da für die Steuerung des Aktors in der Regel ein stromstarkes Steuersignal erforderlich ist, kann aus dem Steuersignal vorteilhafterwei¬ se Energie für die Energieversorgung des Sensors abgezweigt werden. Außerdem lässt sich dadurch die für die Energiever- sorgung des Sensors ansonsten erforderliche Versorgungslei¬ tung einsparen.The adjusting device is characterized in that the actuator and the sensor are combined in a structural unit, which can be connected to the associated control device via lines serving multiple functions. This reduces the number of cables and connectors. Because lines between the actuator and the control device can by simple means both for transmission of different data signals also used to supply Energieübertra ¬ as are. Although this semiconductor devices are required. In view of the reduced by the small number of connectors susceptibility, which is particularly critical in the automotive sector due to the vibration load of the connectors, however, there is a significant cost advantage. In a preferred embodiment, the actuator is controlled by means of a pulse-width-modulated control signal transmitted via an actuator control line, with which an energy storage unit for the energy supply of the sensor can be acted upon within the structural unit. Since a high-current control signal is usually required for the control of the actuator, it is possible to divert energy from the control signal advantageously for the energy supply of the sensor. In addition, this can be saved for the energy supply of the sensor otherwise required Versorgungslei ¬ processing.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das vom Sensor erzeugte Messsignal einer innerhalb der Baueinheit ausgebildeten Übertragungseinheit zugeführt, die das Messsig¬ nal in digitalisierter Form über die Steuerleitung zur zugehörigen Steuervorrichtung überträgt. Dadurch kann eine separate Leitung zur Übertragung der Messsignale eingespart werden .In a further preferred embodiment, the measurement signal generated by the sensor is supplied to a recess formed within the unit transmission unit that transmits the Messsig ¬ nal in digitized form via the control line to the associated control device. As a result, a separate line for transmitting the measurement signals can be saved.
Wenn die Übertragungseinheit zusätzlich die Funktion eines Multiplexers aufweist, können die Messsignale mehrere Senso¬ ren über die Steuerleitung übertragen werden. Unabhängig von der Zahl der Sensoren sind daher lediglich noch zwei Leitun- gen zwischen der Steuervorrichtung und der Stellvorrichtung erforderlich, über die die Energieversorgung und die Übertragung der Steuer- und Messsignale erfolgt.If the transmission unit additionally has the function of a multiplexer, the measuring signals can be transmitted several sensors via the control line. Regardless of the number of sensors, therefore, only two lines between the control device and the adjusting device are required, via which the power supply and the transmission of the control and measuring signals takes place.
Da über die zwischen der Steuervorrichtung und der Stellvor- richtung eingerichteten Leitungen auch die Energieversorgung des Aktors und des Sensors erfolgt, ist es von Vorteil, wenn die Leitungen niederohmig betrieben werden. Signale lassen sich dabei durch Modulation der Stromstärke übertragen.Since the power supply to the actuator and the sensor is also provided via the lines set up between the control device and the adjusting device, it is advantageous if the lines are operated with low resistance. Signals can be transmitted by modulating the current.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbei- spiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen erläutert werden. Es zeigen:Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description, in which games of the invention with reference to the accompanying drawings will be explained in detail. Show it:
Figur 1 ein Blockschaltbild einer Stellvorrichtung und einer Steuervorrichtung;FIG. 1 shows a block diagram of an adjusting device and a control device;
Figur 2 ein Blockschaltbild einer Stelleinheit, bei der die Energieversorgung der Sensoren über eine Steuerleitung eines Aktors erfolgt;FIG. 2 shows a block diagram of an actuating unit in which the power supply of the sensors takes place via a control line of an actuator;
Figur 3 ein Blockschaltbild einer Stelleinheit, bei der die von den Sensoren erzeugten Messsignale über eine gemeinsame Messsignalleitung übertragen werden;FIG. 3 shows a block diagram of an actuating unit in which the measuring signals generated by the sensors are transmitted via a common measuring signal line;
Figur 4 ein Blockschaltbild einer Stelleinheit, bei der die Messsignale und die Steuersignale über eine gemein¬ same Leitung übertragen werden;Figure 4 is a block diagram of an actuating unit, in which the measuring signals and the control signals are transmitted via a common ¬ same line;
Figur 5 eine mögliche Schaltung für eine Steuereinheit mit der die Stellvorrichtung an Figur 4 betätigbar ist;Figure 5 shows a possible circuit for a control unit with which the adjusting device of Figure 4 is actuated;
Figur 6 eine Schaltung für die Stelleinheit aus Figur 4; undFigure 6 shows a circuit for the actuator of Figure 4; and
Figur 7 ein Diagramm, in dem der Spannungsverlauf auf einer der gemeinsamen Übertragung von Steuer- und Messsignalen dienenden Übertragungsleitung dargestellt ist .Figure 7 is a diagram in which the voltage waveform is shown on one of the common transmission of control and measurement signals serving transmission line.
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Stelleinheit 1 mit zugehöriger Steuereinheit 2. Die Stelleinheit 1 bildet eine Baueinheit, die einen Aktor 3 umfasst, der beispielsweise dem Betätigen einer Drosselklappe dient. Die Stelleinheit 1 um¬ fasst ferner Sensoren 4 und 5, die dazu dienen, die Position der vom Aktor 3 betätigten Drosselklappe zu erfassen und der Steuereinheit 2 zu melden. Bei der in Figur 1 dargestellten Stelleinheit 1 ist der Aktor 3 über eine Aktorsteuerleitung 6 mit einem pulsweitenmodulierten Aktorsteuersignal beauf¬ schlagt. Der Aktorsteuerleitung 6 ist eine Aktormasseleitung 7 zugeordnet .Figure 1 shows a block diagram of an actuating unit 1 with associated control unit 2. The control unit 1 forms a structural unit comprising an actuator 3, which serves for example to actuate a throttle valve. The actuating unit 1 around ¬ further summarizes sensors 4 and 5, which serve to detect the position of the actuator 3 is actuated by the throttle valve, and to notify the control unit. 2 In the case of the actuating unit 1 shown in FIG. 1, the actuator 3 is connected via an actuator control line 6 beat with a pulse width modulated Aktorsteuersignal beauf ¬. The actuator control line 6 is assigned an actuator ground line 7.
Die Sensoren 4 und 5 werden über eine Sensorversorgungslei¬ tung 8 mit Energie beaufschlagt. Die von den Sensoren 4 und 5 erzeugten Messsignale werden über Messsignalleitungen 9 und 10 an die Steuereinheit 2 weitergegeben. Der Sensorversorgungsleitung 8 sowie den Messsignalleitungen 9 und 10 ist eine gemeinsame Sensormasseleitung 11 zugeordnet. Bei der in Figur 1 dargestellten Stelleinheit 1 erfolgt die Versorgung der Sensoren 4 somit über eine gemeinsame Sensorversorgungs¬ leitung 8 und eine gemeinsame Sensormasseleitung 11, die auch die Masseleitung für die Messsignalleitungen 9 und 10 bildet.The sensors 4 and 5 are acted upon via a Sensorversorgungslei ¬ device 8 with energy. The measurement signals generated by the sensors 4 and 5 are transmitted to the control unit 2 via measurement signal lines 9 and 10. The sensor supply line 8 and the measuring signal lines 9 and 10 is assigned a common sensor ground line 11. In the control unit 1 shown in Figure 1, the supply of the sensors 4 thus takes place via a common Sensorversorgungs ¬ line 8 and a common sensor ground line 11, which also forms the ground line for the measurement signal lines 9 and 10.
Durch das Zusammenfassen des Aktors 3 mit den Sensoren 4 und 5 zu einer einheitlichen Baueinheit können die Sensorversorgungsleitungen und die Sensormasseleitungen zu der gemeinsamen Sensorversorgungsleitung 8 und der gemeinsamen Sensormas- seleitung 11 zusammengefasst werden. Dadurch können zweiBy combining the actuator 3 with the sensors 4 and 5 to form a unitary unit, the sensor supply lines and the sensor ground lines can be combined into the common sensor supply line 8 and the common sensor ground line 11. This can be two
Leitungen und die zugehörigen Steckverbindungen eingespart werden .Lines and the associated connectors can be saved.
In Figur 2 ist eine weitere Stelleinheit 12 dargestellt, bei der das Aktorsteuersignal für den Aktor 3 nicht nur dem Aktor 3, sondern auch einer Energiespeichereinheit 13 zugeführt wird, die die Sensoren 4 und 5 mit Energie aus dem Aktorsteu¬ ersignal versorgt. Damit kann die Sensorversorgungsleitung 8 und die Sensormasseleitung 11 eingespart werden. Die Aktor- masseleitung 7 übernimmt dabei die Funktion einer gemeinsamen Masseleitung für den Aktor 3, für die Energiespeichereinheit 13 und für die Sensoren 4 und 5.In Figure 2, another actuator 12 is shown, in which the Aktorsteuersignal for the actuator 3 is supplied not only to the actuator 3, but also an energy storage unit 13, which supplies the sensors 4 and 5 with energy from the Aktorsteu ¬ ersignal. Thus, the sensor supply line 8 and the sensor ground line 11 can be saved. The actuator mass line 7 assumes the function of a common ground line for the actuator 3, for the energy storage unit 13 and for the sensors 4 and 5.
Figur 3 zeigt eine weitere Stelleinheit 14, bei der eine zusätzliche Übertragungsvorrichtung 15 vorgesehen ist, die die Funktion eines Multiplexers aufweist, durch den die von den Sensoren 4 und 5 erzeugten Messsignale digitalisiert und über eine Messsignalleitung 16 an die Steuereinheit 2 übertragen werden. In diesem Fall ist nur noch die Aktormasseleitung 7 als gemeinsame Masseleitung vorgesehen. Es sind daher nur noch drei Leitungen zwischen der Steuereinheit 2 und der Stelleinheit 14 vorhanden, nämlich die Aktorsteuerleitung 6, die Aktormasseleitung 7 und die gemeinsame Messsignalleitung 16.FIG. 3 shows a further actuating unit 14, in which an additional transmission device 15 is provided, which has the function of a multiplexer, by means of which the measuring signals generated by the sensors 4 and 5 are digitized and be transmitted to the control unit 2 via a measuring signal line 16. In this case, only the Aktormasseleitung 7 is provided as a common ground line. There are therefore only three lines between the control unit 2 and the control unit 14, namely the Aktorsteuerleitung 6, the Aktormasseleitung 7 and the common measurement signal line 16th
In Figur 4 ist eine weitere Stelleinheit 17 dargestellt, bei der die Übertragung der Messsignale über die Aktorsteuerlei¬ tung 6 erfolgt. Es werden daher lediglich die Aktorsteuerlei¬ tung 6 und die Aktormasseleitung 7 benötigt.In Figure 4, a further actuator 17 is shown in which the transmission of the measurement signals via the Aktorsteuerlei ¬ tung 6 takes place. Therefore, only the Aktorsteulei ¬ device 6 and the Aktormasseleitung 7 are required.
Figur 5 zeigt eine mögliche Schaltung für die Steuereinheit 2 zum Betrieb der Stelleinheit 17 aus Figur 4. Die Steuerein¬ heit 2 für die Stelleinheit 17 aus Figur 4 umfasst eine Kon¬ stantstromquelle 18 mit einem als Emitterfolger geschalteten pnp-Transistor 19, einem Emitterwiderstand 20 und einer Hilfsspannungsquelle 21, der eine Verpolungsschutzdiode 22 vorgeschaltet ist. Der Emitter des pnp-Transistors 19 ist über den Emitterwiderstand 20 mit einer Autobatterie 23 ver¬ bunden. Ferner verfügt die Steuereinheit 2 über eine Puls¬ stromquelle 24, von der ein pulsweitenmoduliertes Stromsignal zur Steuerung des Aktors 3 erzeugt wird. Die Pulsstromquelle 24 umfasst, ebenso wie der Konstantstromquelle 18, einen als Emitterfolger geschalteten pnp-Transistor 25 mit vorgeschaltetem Emitterwiderstand 26, der an die Autobatterie 23 ange¬ schlossen ist. Ferner umfasst die Pulsstromquelle 24 einen an die Basis des pnp-Transistors 25 angeschlossenen Pulsgenera- tor 27 mit vorgeschalteter Verpolungsschutzdiode 28. DieFigure 5 shows a possible circuit for the control unit 2 for operation of the actuator 17 of Figure 4. The Steuerein ¬ unit 2 for the control unit 17 of Figure 4 comprises a Kon ¬ stantstromquelle 18 with an emitter follower connected PNP transistor 19, an emitter resistor 20 and an auxiliary voltage source 21, which is connected upstream of a reverse connection protection diode 22. The emitter of the PNP transistor 19 is ver ¬ connected via the emitter resistor 20 with a car battery 23. Further, the control unit 2 has a pulse ¬ current source 24 from which a pulse width modulated power signal is generated for controlling the actuator. 3 The pulse current source 24 includes, as well as the constant current source 18, a connected as an emitter follower pnp transistor 25 with upstream emitter resistor 26 which is connected to the car battery 23 ¬ . Further, the pulse current source 24 comprises a connected to the base of the PNP transistor 25 Pulsgenera- gate 27 with upstream Verpolungsschutzdiode 28. Die
Konstantstromquelle 18 schickt einen konstanten Strom über die Aktorsteuerleitung 6, während die Pulsstromquelle 24 ein pulsweitenmoduliertes Stromsignal über die Aktorsteuerleitung 6 sendet. Von der Dauer der Strompulse hängt dabei die Stel- lung der vom Aktor 3 betätigten Drosselklappe ab. An die Aktorsteuerleitung 6 ist ferner ein Koppelkondensator 29 angeschlossen, der an einem Knoten 30 mit dem Steuereingang 31 eines Signaltransistors 32 verbunden ist. Mit Hilfe des Signaltransistors 32 und einer nachfolgenden, in Figur 5 nicht dargestellten Signalauswerteschaltung können die von den Sensoren 4 und 5 erzeugten Messsignale erfasst werden. Der Signaltransistors 32 und die nachfolgende, in Figur 5 nicht dargestellte Signalauswerteschaltung werden von einer Energieversorgung 33 mit Energie versorgt, die über eine Überbrückungsdiode 30 an die Aktorsteuerleitung 6 angeschlos¬ sen ist. Zum Schutz des Signaltransistors 32 sind schließlich Schutzdioden 34 und 35 vorgesehen, durch die negative Spannungspegel am Eingang des Signaltransistors 32 verhindert werden .Constant current source 18 sends a constant current through the actuator control line 6, while the pulse current source 24 sends a pulse width modulated current signal via the Aktorsteuerleitung 6. The position of the throttle valve actuated by the actuator 3 depends on the duration of the current pulses. To the actuator control line 6, a coupling capacitor 29 is further connected, which is connected at a node 30 to the control input 31 of a signal transistor 32. With the aid of the signal transistor 32 and a subsequent, not shown in Figure 5 signal evaluation circuit, the measurement signals generated by the sensors 4 and 5 can be detected. The signal transistor 32 and the following non-signal evaluation circuit shown in Figure 5 are powered by a power supply 33 with energy ¬ sen be Schlos through a bridge diode 30 to the Aktorsteuerleitung. 6 To protect the signal transistor 32, protective diodes 34 and 35 are finally provided, are prevented by the negative voltage level at the input of the signal transistor 32.
In Figur 6 ist eine mögliche Schaltung der Stelleinheit 17 aus Figur 4 dargestellt. Der besseren Übersichtlichkeit hal¬ ber sind dabei die Sensoren 4 und 5 nicht in Figur 6 enthal¬ ten .FIG. 6 shows a possible circuit of the setting unit 17 from FIG. The clarity hal ¬ are about doing the sensors 4 and 5 are not contained ¬ th in FIG. 6
Gemäß Figur 6 ist der Aktor 3, der einen ohmschen Widerstand 36 und eine Induktivität 37 beinhaltet, unmittelbar an die Aktorsteuerleitung 6 und die Aktormasseleitung 7 angeschlossen .According to FIG. 6, the actuator 3, which contains an ohmic resistor 36 and an inductance 37, is connected directly to the actuator control line 6 and the actuator ground line 7.
Die Energiespeichereinheit 13 umfasst eine Verpolungsschutz- diode 38, einen Speicherkondensator 39 und einen Spannungsregler 40, der die Versorgungsspannung für die Übertragungsvorrichtung 15 und die in Figur 6 nicht dargestellten Senso- ren 4 und 5 bereitstellt.The energy storage unit 13 comprises a reverse polarity protection diode 38, a storage capacitor 39 and a voltage regulator 40, which provides the supply voltage for the transmission device 15 and the sensors 4 and 5 not shown in FIG.
Die Übertragungsvorrichtung 15 umfasst einen Strommodulator 41, durch den dem über die Aktorsteuerleitung 6 und die Aktormasseleitung 7 fließenden Strom ein Messsignal aufmodu- liert werden kann. In Figur 7 ist schließlich die über die Aktorsteuerleitung 6 abfallende Spannung dargestellt. Neben Steuerpulsen 42, deren Dauer die Position der vom Aktor 3 betätigten Drosselklappe bestimmt, sind Datenpulse 43 vorhanden. Die Steuerpulse 42 werden mit Hilfe der Pulsstromquelle 24 erzeugt. Die Daten¬ pulse 43 dagegen werden mit Hilfe der Konstantstromquelle 18 und dem Strommodulator 41 erzeugt, wobei die Flanken der Datenpulse 43 als Spannungspulse am Signaltransistor 32 anle¬ gen und von dort ausgelesen werden können.The transmission device 15 comprises a current modulator 41, by means of which a measurement signal can be modulated on the current flowing via the actuator control line 6 and the actuator ground line 7. Finally, FIG. 7 shows the voltage drop across the actuator control line 6. In addition to control pulses 42, the duration of which determines the position of the throttle operated by the actuator 3, data pulses 43 are present. The control pulses 42 are generated by means of the pulse current source 24. The data ¬ pulse 43, however, the constant current source 18 and the current modulator 41 are generated with the aid, wherein the edges of the data pulses can be gen 43 anle as voltage pulses on the signal transistor 32 ¬ and read out from there.
Es sei angemerkt, dass neben den anhand Figur 5 und 6 be¬ schriebenen Schaltungen auch andere zur Übertragung von Daten über Energieversorgungsleitungen geeignete Schaltungen und Verfahren verwendet werden können. It should be noted that in addition to be based on Figures 5 and 6 ¬ signed other circuits can also be used for transmitting data over power supply lines suitable circuits and methods.

Claims

Patentansprüche claims
1. Stellvorrichtung für eine mechanische Komponente mit einem Sensor (4, 5) und mit einem Aktor (3), der mit Hilfe eines von einer zugehörigen Steuervorrichtung (2) erzeugten und an einen Eingang der Stellvorrichtung anlegbaren Steuersignals ansteuerbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Aktor (3) und der Sensor (4, 5) in einer Baueinheit (1, 12, 14, 17) zusammengefasst sind, die über mehrfachen Funkti¬ onen dienenden Leitungen (6, 7, 8, 11, 16) an die zugehörige Steuervorrichtung (2) anschließbar ist.1. adjusting device for a mechanical component with a sensor (4, 5) and with an actuator (3), which by means of an associated control device (2) generated and can be applied to an input of the actuating device control signal, characterized in that the Actuator (3) and the sensor (4, 5) in a structural unit (1, 12, 14, 17) are combined, the lines on multiple Func ¬ onen serving (6, 7, 8, 11, 16) to the associated control device (2) is connectable.
2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Aktor (3) mit Hilfe eines über eine Aktorsteuerleitung (6) übertragenen pulsweitenmodulierten Steuersignals gesteuert ist, das eine Energiespeichereinheit (13) beaufschlagt, die den Sensor (4, 5) mit Energie versorgt.2. The adjusting device according to claim 1, wherein the actuator is controlled by means of a pulse-width-modulated control signal transmitted via an actuator control line, which acts on an energy storage unit that supplies the sensor with energy.
3. Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Sensor (4, 5) ein Messsignal einer Übertragungsvorrichtung (15) zuführt, die über eine Messsignalleitung (16) Mess- Signale in serieller Form überträgt.3. The adjusting device according to claim 1 or 2, wherein a sensor sends the measuring signal to a transmission device, which transmits measuring signals in serial form via a measuring signal line.
4. Stellvorrichtung nach Anspruch 2 und 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Übertragungsvorrichtung (15) die Aktorsteuerleitung (6) als Messsignalleitung benutzt.4. The adjusting device according to claim 2, wherein the transmission device uses the actuator control line as measuring signal line.
5. Stellvorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Übertragungsvorrichtung (15) den Strom auf der Aktorsteu- erleitung (6) zur Datenübertragung moduliert. 5. Adjusting device according to claim 4, characterized in that the transmission device (15) modulated current on the Aktorsteu- erleitung (6) for data transmission.
6. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Übertragungsvorrichtung (15) die Funktion eines Multiple- xers aufweist, der die von einer Vielzahl von Sensoren (4, 5) erzeugten Messsignale an die zugehörige Steuervorrichtung (2) überträgt .6. Adjusting device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the transmission device (15) has the function of a multiplexer, which transmits the measurement signals generated by a plurality of sensors (4, 5) to the associated control device (2).
7. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Aktor (3) ein Stellantrieb für eine Drosselklappe eines Verbrennungsmotors ist.7. Actuating device according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h e k e n e z e c h e n e, t a s s the actuator (3) is an actuator for a throttle valve of an internal combustion engine.
8. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Sensor (4, 5) ein die Stellung einer Drosselklappe umfassendes Potentiometer ist.8. The adjusting device according to claim 1, wherein the sensor is a potentiometer comprising the position of a throttle valve.
9. Steuervorrichtung für eine Stellvorrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Steuervorrichtung zum Anschluss an eine Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist.9. Control device for an adjusting device, which is adapted to the connection to an adjusting device according to one of claims 1 to 8, is arranged.
10. Steuervorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Steuervorrichtung eine Pulsstromquelle (18) zur Ansteue¬ rung eines Aktors (3) der Stellvorrichtung umfasst.10. Control device according to claim 9, characterized in that the control device comprises a pulse current source (18) for Ansteue ¬ tion of an actuator (3) of the adjusting device.
11. Steuervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Steuervorrichtung ein Schaltelement (32) aufweist, dessen Steuereingang (31) über einen Koppelkondensator (30) an eine der Datenübertragung von Sensor (4, 5) zur Steuervorrichtung dienenden Aktorsteuerleitung (6) angeschlossen ist. 11. Control device according to claim 9 or 10, characterized in that the control device has a switching element (32) whose control input (31) via a coupling capacitor (30) to one of the data transmission from the sensor (4, 5) to the control device actuator control line (6) connected.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10178445B2 (en) 2016-11-23 2019-01-08 At&T Intellectual Property I, L.P. Methods, devices, and systems for load balancing between a plurality of waveguides
IT201800000948A1 (en) * 2018-01-15 2019-07-15 Magneti Marelli Spa MECHATRONIC DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE FITTED WITH AN INTEGRATED TEMPERATURE AND PRESSURE SENSOR

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012109583A1 (en) 2012-10-09 2014-04-10 Prüftechnik Dieter Busch AG Sensor arrangement and method for generating an output signal

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642044A (en) * 1994-09-19 1997-06-24 Ford Motor Company Method and apparatus for exciting a three-phase variable reluctance position sensor
DE19621767A1 (en) * 1996-05-30 1997-12-04 Siemens Ag Load signal indicator for IC engine
WO1998014856A1 (en) * 1996-10-01 1998-04-09 Orix Vehicle Technology Pty. Ltd. Engine manifold valve control
DE10341396B3 (en) * 2003-09-05 2004-12-16 Pierburg Gmbh Flap adjustment arrangement, especially for combustion engine choke flap, has electric motor outside housing and flap support, open on one side, plugged onto contact plate protrusion via pole tube

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2208549B (en) * 1987-08-03 1991-10-02 Hitachi Ltd Angle sensor for throttle valve of internal combustion engine
US7273763B1 (en) * 1998-12-15 2007-09-25 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Method of producing a micro-electromechanical element
DE10142409A1 (en) * 2001-08-31 2003-04-17 Bosch Gmbh Robert Supply line structure for the transmission of information between motor vehicle components
JP3808821B2 (en) * 2002-10-21 2006-08-16 株式会社日立製作所 Engine throttle device
DE10310250A1 (en) * 2003-03-04 2004-11-25 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Electronic device identification method
DE102005016267A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Siemens Ag Sensor for measuring the position of an actuator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642044A (en) * 1994-09-19 1997-06-24 Ford Motor Company Method and apparatus for exciting a three-phase variable reluctance position sensor
DE19621767A1 (en) * 1996-05-30 1997-12-04 Siemens Ag Load signal indicator for IC engine
WO1998014856A1 (en) * 1996-10-01 1998-04-09 Orix Vehicle Technology Pty. Ltd. Engine manifold valve control
DE10341396B3 (en) * 2003-09-05 2004-12-16 Pierburg Gmbh Flap adjustment arrangement, especially for combustion engine choke flap, has electric motor outside housing and flap support, open on one side, plugged onto contact plate protrusion via pole tube

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10178445B2 (en) 2016-11-23 2019-01-08 At&T Intellectual Property I, L.P. Methods, devices, and systems for load balancing between a plurality of waveguides
IT201800000948A1 (en) * 2018-01-15 2019-07-15 Magneti Marelli Spa MECHATRONIC DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE FITTED WITH AN INTEGRATED TEMPERATURE AND PRESSURE SENSOR

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