專利名稱：具有電流測量電路的電子機動車控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的電子機動車控制系統(tǒng)，根據(jù)權(quán)利要求12前 序部分的電流測量方法，以及電子機動車控制系統(tǒng)在機動車制動系統(tǒng)中的使用。
背景技術(shù)：
在文獻(xiàn)DE 10057486A1和DE 102007001458A1中，提出了機動車致動系統(tǒng)用電子 控制器中的閥致動電路，其使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)來控制流經(jīng)實質(zhì)上為電感性的負(fù)載 的負(fù)載電流。致動電路具有電子電流測量電路，其具有開啟(switch-on)路徑和再循環(huán) (recirculation)路徑，這兩個測量路徑分別包含sigma/delta調(diào)制器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種電子機動車控制系統(tǒng)和用在電子機動車控制系統(tǒng)中 的電流測量方法，其具有PWM電流調(diào)節(jié)，與已有的電路相比，PWM電流調(diào)節(jié)可用于進(jìn)行具有 高準(zhǔn)確度水平的電流測量。本發(fā)明通過根據(jù)權(quán)利要求1的電子機動車控制系統(tǒng)和根據(jù)權(quán)利要求12的方法來 實現(xiàn)此目標(biāo)。本發(fā)明基于這樣的構(gòu)思有利的是，將對于負(fù)載電流測量得到的模擬電流信號保 持或存儲特定的時間，而在此保持或存儲時間內(nèi)不進(jìn)行電流測量，或者，在到進(jìn)一步的電路 部件的輸出中，將當(dāng)前測量的電流考慮在內(nèi)。在保持時間之后，繼續(xù)或重新考慮電流測量。對于流經(jīng)優(yōu)選為實質(zhì)上為電感性的負(fù)載的負(fù)載電流的測量信號被理解為意味著 這樣的信號其依賴于負(fù)載電流，且其優(yōu)選為通過例如使用檢測FET對負(fù)載電流進(jìn)行按比 例縮放(scaling)來產(chǎn)生，和/或其特別為可在承載負(fù)載電流的分流器(shunt)上分接出 的電壓信號。特別優(yōu)選的是，此術(shù)語覆蓋這樣的信號其對測量得到的對于負(fù)載電流的變量 的時間曲線(timeprofile)進(jìn)行映射，或其在至少一個變量方面依賴于負(fù)載電流?；蛘?，前 面提到的術(shù)語還覆蓋負(fù)載電流信號本身，或優(yōu)選為這樣的另一信號其依賴于負(fù)載電流，且 其出于對負(fù)載電流進(jìn)行測量的目的而被提供。閥致動電路優(yōu)選為理解為意味著這樣的電路其至少控制經(jīng)過閥的電流，閥優(yōu)選 為液壓閥，其為實質(zhì)上為電感性的電氣負(fù)載。在此背景下，閥致動電路特別使用脈沖寬度調(diào) 制，并具有有著功率驅(qū)動器的至少一個開啟路徑和有著功率驅(qū)動器的再循環(huán)路徑。特別優(yōu) 選的是，閥致動電路被理解為意味著PWM輸出級。常規(guī)誤差(formal error)理解為意味著，在負(fù)載電流上，基于相應(yīng)的電流測量方 法獲得的平均測量值和負(fù)載電流實際平均或RMS值之間的差異。特別是相應(yīng)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器優(yōu)選為采用sigma/delta調(diào)制器的形式。在這種 情況下，通過對負(fù)載電流的模擬測量信號進(jìn)行過采樣(oversampling)，電子電流測量電路 進(jìn)行對于負(fù)載電流的電流測量，其涉及相應(yīng)的sigma/delta調(diào)制器的顯著高于脈沖寬度調(diào) 制頻率的時鐘速率。
Sigma/delta調(diào)制器的使用首先具有這樣的優(yōu)點負(fù)載電流可通過對負(fù)載電流的 模擬測量信號進(jìn)行過采樣來測量，作為其結(jié)果，每個PWM周期的多個電流值被捕獲，因此， 常規(guī)誤差可被減小或避免。第二，sigma/delta調(diào)制器相對較為廉價，因為其分辨率不僅僅 依賴于階數(shù)(order)，還主要依賴于它們運行所處于的時鐘速率，因此，也可使用低階數(shù)調(diào) 制器。因此，優(yōu)選為使用至少一個一位sigma/delta調(diào)制器進(jìn)行電流測量，其需要特別少量 的半導(dǎo)體元件，因此，并不昂貴、然而卻能借助時鐘速率實現(xiàn)高的分辨率。由于這樣的模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器相對并不昂貴，顯然可以在各個電流測量電路中使用其中的至少一個，特別是 每個PWM路徑使用相應(yīng)的一個，這使得復(fù)雜且因此相對較為昂貴的優(yōu)先邏輯對于通過所有 包含在機動車控制系統(tǒng)中的電流測量電路對個體模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的致動來說是多余的。 優(yōu)選為，Sigma/delta調(diào)制器的電流測量直接實現(xiàn)，也就是說，不將電流轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓。所述至少一個電子電流測量電路優(yōu)選為集成在所述至少一個閥致動電路中或包 含在所述至少一個閥致動電路中。優(yōu)選為，所述至少一個電子電流測量電路采用集成電路的形式，特別是集成在電 子機動車控制系統(tǒng)中，電子機動車控制系統(tǒng)也采用集成電路的形式。閥致動電路優(yōu)選為設(shè)計或運行為使得對于PWM階段之間的切換操作，負(fù)載電流 的邊緣具有相對較低的梯度，特別是小于5Α/μ s的梯度，特別優(yōu)選為小于3Α/μ S，使得特 別高頻的電磁輻射的發(fā)射被保持為相對較低。信號保存電路優(yōu)選為包含電子存儲器元件，例如電容器，其可被用于暫時存儲表 征當(dāng)前電流的電氣信號。根據(jù)一特別優(yōu)選的實施例，信號保存電路(相應(yīng)地)具有由例如驅(qū)動器電路提供 的輸入開關(guān)和輸出開關(guān)，其中，輸入開關(guān)可用于通過斷開此開關(guān)來將信號保存電路與負(fù)載 電流或直接或間接負(fù)載電流信號隔離，因此，模擬測量信號可被保持為實質(zhì)上不變。輸出開 關(guān)可用于通過斷開此開關(guān)來將信號保存電路與相應(yīng)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器隔離。用于電子電流測量電路的所述至少一個測量路徑優(yōu)選為包含輸入電路，輸入電路 具有至少一個檢測FET，特別的檢測放大器，其基于負(fù)載電流提供對于負(fù)載電流的模擬測量 信號。有利的是，電子電流測量電路具有作為測量路徑的至少一個再循環(huán)路徑和/或至 少一個開啟路徑，其中的至少一個或者二者均相應(yīng)地包含至少一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。在 這種情況下，如果各個測量路徑包含專用的信號保存電路的話，則是特別有利的。因此，優(yōu)選為，所述至少一個閥致動電路或者包含僅僅一個的再循環(huán)在其中經(jīng)由 續(xù)流二極管流動的開啟路徑，或者包含有源開啟路徑和有源再循環(huán)路徑，其特別地具有用 于開通以及關(guān)斷此路徑的至少一個相應(yīng)的功率驅(qū)動器。優(yōu)選為，電流測量電路的開啟路徑和/或再循環(huán)路徑具有相應(yīng)的輸入電路，其被 致動為使得在或?qū)嵸|(zhì)上僅僅在開啟階段的一部分中(或依賴于實施例，在或僅僅在關(guān)斷 階段的一部分中)，用于開啟路徑的輸入電路提供直接或間接對于此測量路徑的實際負(fù)載 電流。根據(jù)第一優(yōu)選實施例，開啟路徑和關(guān)斷路徑包含上面介紹的電流測量裝置。在這 種情況下，有利的是，每當(dāng)開啟階段被切換到再循環(huán)階段時，信號保存電路被致動，其中，電 流被保持達(dá)規(guī)定的保持時間，或一直到閥致動電路的所述至少一個功率驅(qū)動器——特別是開啟驅(qū)動器或再循環(huán)驅(qū)動器——上的電壓以規(guī)定的方式穩(wěn)定下來(settle)，或一直到規(guī)定 的閾值電壓已經(jīng)被超過(exceed)或下沖(undershot)時。在保存階段中，輸出電流被保持 為實質(zhì)上不變并被提供，以便用于進(jìn)一步的處理(電流測量)。根據(jù)特別更為節(jié)省成本的 第二優(yōu)選實施例，輸入電路僅僅對于這樣的特別規(guī)定的時間段對于開啟路徑或再循環(huán)路徑 提供實際(瞬時)電流有利的是，其實質(zhì)上在各個PWM周期開始時開始，其中，準(zhǔn)確地說， 這并不開始，一直到電流測量信號已經(jīng)穩(wěn)定下來。優(yōu)選為，保存電路輸出最近存儲的電流測 量值的保存階段在規(guī)定的時刻開始，該時刻處于PWM周期開始之后的某個時刻和開啟階段 過去之前的某個時刻之間。特別優(yōu)選的是，從各個PWM周期開始時(或在其后短時間內(nèi))， 開啟路徑中的電流被測量和傳送。在這種背景下，保持階段的開始時間由合適的時基決定。 時基或者為PWM周期或占空周期(duty cycle)，或者從之得出。特別優(yōu)選的是，所使用的時 基為PWM周期和占空周期二者。開始時刻優(yōu)選為在PWM的占空周期的大約百分之5和80 之間的范圍內(nèi)。特別優(yōu)選的是，該時刻在PWM的占空周期的大約百分之16和40之間的范 圍內(nèi)。于是，下式成立占空周期=ti/T，其中，ti為脈沖持續(xù)時間，T為周期持續(xù)時間。已 經(jīng)發(fā)現(xiàn)，大約百分之26和30之間的范圍對于占空周期最有利。如果保持階段的開始時刻 如上所述地規(guī)定，即使在變化的限制(不同的負(fù)載和周圍條件)下，下面定義的常規(guī)誤差極 小。在第二優(yōu)選實施例中，保持階段在整個PWM周期結(jié)束之后結(jié)束(在開啟和再循環(huán) 階段之后)。整個關(guān)閉階段和開啟階段的一部分中丟失的測量所產(chǎn)生的誤差因此有利地平 均到測量結(jié)果之外。特別地，開啟路徑和/或再循環(huán)路徑的輸入電路各自具有至少一個檢測FET，特別 的檢測放大器，其基于實際負(fù)載電流對于負(fù)載電流提供模擬測量信號。在這種情況下，此至 少一個檢測FET的柵極連接特別優(yōu)選為連接到開啟路徑或再循環(huán)路徑的至少一個功率驅(qū) 動器的柵極連接。另外，相應(yīng)的功率驅(qū)動器和相應(yīng)得檢測FET的漏極連接和/或源極連接 直接或間接彼此連接或耦合。電子電流測量電路的這種設(shè)計允許間接的電流測量，實際將 被測量的電流結(jié)果是以規(guī)定的因子較小，這允許將被設(shè)計的測量部件不必用于功率應(yīng)用， 或者，這樣的設(shè)計僅僅要求到對應(yīng)的較低水平。有利的是，所述至少一個sigma/delta調(diào)制器特別是相應(yīng)地包含控制環(huán)，控制環(huán) 具有積分器元件，特別是積分器，特別優(yōu)選的是電容器或另一部件或具有對應(yīng)電氣響應(yīng)的 電子電路；比較器；特別是可控制、可切換的電流源。特別優(yōu)選的是，這種可切換的電流源 設(shè)計為使其能驅(qū)動多種離散電流值，并能在這些多種電流值之間切換。特別優(yōu)選的是，這種 可切換的電流源包含電流源的并聯(lián)電路，其電流可以以所限定的方式相加，特別優(yōu)選的是， 這種過程是可切換的。優(yōu)選為，所述至少一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器包含至少一個存儲器元件，其可存儲關(guān) 于直接或間接對于負(fù)載電流的模擬測量信號的至少一個信息項；至少在第一優(yōu)選實施例 中，至少一個開關(guān)，其中，此開關(guān)可用于特別是電氣地隔離存儲器元件，特別是對模擬/數(shù) 字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行解除致動。特別地，存儲器元件為sigma/delta調(diào)制器中的積分器元件或電 容器或電容，對此sigma/delta調(diào)制器，開關(guān)對可切換電流源進(jìn)行切換。所述至少一個sigma/delta調(diào)制器的輸出優(yōu)選為連接到至少一個求平均裝置。特 別地，此平均裝置為計數(shù)器元件或“移動平均濾波器”，或者作為替代地為指數(shù)加權(quán)移動平均濾波器，其作為一階數(shù)字低通濾波器。特別優(yōu)選的是，計數(shù)器元件為這樣的電路其被設(shè) 計或致動為對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行求和。這樣的計數(shù)器或這樣的計數(shù)器元件隱含地進(jìn)行求平均， 因為所有來自sigma/delta調(diào)制器的數(shù)據(jù)被累加，因此對于每個時鐘周期由后者進(jìn)行考
^^ ο有利的是，電子電流測量電路具有切換單元或多工器以及共用的求平均裝置，其 中，開啟路徑和再循環(huán)路徑的輸出連接到切換單元的輸入，切換單元的輸出連接到共用的 求平均裝置的輸入。本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求12的方法。按照該方法的第一優(yōu)選實施例，有利的是，負(fù)載電流在PWM的開啟階段和再循環(huán) 階段中被測量，其中，為此目的，電子電流測量電路具有作為測量路徑的至少一個開啟路徑 和至少一個再循環(huán)路徑，其分別包含至少一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和信號保存電路。該方法優(yōu)選為這樣補充PWM階段之間的切換涉及與剛好結(jié)束的PWM階段相關(guān)聯(lián) 的測量路徑的信號保存電路的輸入開關(guān)被斷開，結(jié)果，對于規(guī)定的保持時間，此P麗路徑中 負(fù)載電流的模擬測量信號實質(zhì)上以不變的形式被提供，其中，在此規(guī)定的保持時間之后，繼 以此信號保存電路的輸出開關(guān)被斷開，結(jié)果，A/D轉(zhuǎn)換器被凍結(jié)，因此，對于剛好開始的PWM 階段的持續(xù)時間加上此PWM階段之后的保持時間，測量信號或依賴于其的電氣變量被直接 或間接地存儲。按照此方法的第二實施例，負(fù)載電流僅僅在關(guān)閉階段和/或開啟階段的一部分中 被確定。特別地，此電流測量僅僅在開啟階段中發(fā)生。有利的是，電流測量在各個PWM階段 開始時或在各個合適的PWM周期中開始。根據(jù)第二優(yōu)選實施例的方法可特別有利地用于這 樣的驅(qū)動器電路其中，僅致動路徑包含有源部件，特別是因為，根據(jù)第一優(yōu)選實施例的方 法僅僅非常少地允許再循環(huán)階段中的電流測量——如果有的話。再循環(huán)路徑中一個或多于 一個的有源半導(dǎo)體元件的缺失意味著，這樣的致動電路具有成本優(yōu)勢。第二優(yōu)選實施例中，電流測量階段之后的保持階段優(yōu)選為以這樣的PWM的占空周 期開始其在大約百分之5和80之間的范圍內(nèi)。在第二優(yōu)選實施例中，保持階段優(yōu)選為在PWM階段結(jié)束的區(qū)域中結(jié)束(在再循環(huán) 階段之后)。在第一優(yōu)選實施例中，保持階段(測量信號的階段)不開始，一直到從開啟階段到 關(guān)斷階段或反之亦然(致動的階段)的轉(zhuǎn)換區(qū)域中，有利的是，確切時間依賴于或由切換之 后規(guī)定的或確定的穩(wěn)定時間的過去決定，特別是一直到開啟路徑或再循環(huán)路徑的相應(yīng)的功 率驅(qū)動器的電壓已經(jīng)穩(wěn)定下來之后。特別優(yōu)選的是，保持階段的持續(xù)時間(保持時間)依賴 于此相應(yīng)的電壓下降到低于規(guī)定的閾值電壓。特別優(yōu)選的是，高于此閾值電壓的上升或低 于此閾值電壓的下降促使電子電流測量電路的致動，使得保持階段結(jié)束?；蛘撸３謺r間由 開啟或再循環(huán)路徑中相應(yīng)的功率驅(qū)動器的柵極或基極電壓的超過規(guī)定電壓閾值的上升獲 得。特別優(yōu)選的是，保持時間包含相應(yīng)的PWM路徑的輸入電路的另外的穩(wěn)定時間。保持階 段的時間實質(zhì)上對于從再循環(huán)階段到開啟階段以及開啟階段到再循環(huán)階段的切換一樣長， 或者，作為替代的是，優(yōu)選為具有不同的長度。第一優(yōu)選實施例的保持時間優(yōu)選為以下總和獲得以對于PWM的切換時間開始并 以閥致動電路的線路驅(qū)動器之一或相應(yīng)線路驅(qū)動器上高于規(guī)定電壓閾值的上升或低于規(guī)
8定電壓閾值的下降結(jié)束的時間間隔，以及由對于所述至少一個測量路徑的所限定穩(wěn)定時間 限定的時間間隔。或者，優(yōu)選為，按照上面闡釋的實施方式，保持時間以規(guī)定的方式由電流 測量電路和/或閥致動電路的時間特性實質(zhì)上永久性地設(shè)定。在第一優(yōu)選實施例中，有利的是，PWM階段之間的相應(yīng)的切換涉及，直接地在相應(yīng) 的PWM階段開始時，相應(yīng)的PWM路徑的信號保存電路的輸入開關(guān)被閉合，且所述一個PWM路 徑的此信號保存電路的輸出開關(guān)實質(zhì)上在另一 PWM路徑的信號保存電路的輸出開關(guān)斷開 時被相應(yīng)地閉合。在這種情況下，優(yōu)選為，在各種情況下，實質(zhì)上在一個測量路徑的信號保存電路的 輸出開關(guān)被斷開的同時，此測量路徑的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的開關(guān)被同樣地斷開，因此，此模 擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的存儲器元件被隔離，特別地，此模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器被解除致動，其中，此模 擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的此開關(guān)也被重新閉合或與此測量路徑的信號保存電路的輸出開關(guān)實質(zhì) 上同時地變得另外地重新可致動，結(jié)果，此模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器被再次致動。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 器的臨時連接和斷開防止了對于負(fù)載電流的數(shù)字測量信號的非希望的信號元素的產(chǎn)生。借 助其開關(guān)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的存儲器元件的臨時隔離意味著，在相應(yīng)的測量路徑的無效 階段中，直接或間接存儲在存儲器元件——特別地，其采用對于sigma/delta調(diào)制器的積分 器的形式一一中的信息變化被保持為實質(zhì)上不變。實質(zhì)上在相應(yīng)的P麗路徑的信號保存電路的輸出開關(guān)閉合的時間間隔內(nèi)，來自 PWM路徑的數(shù)字測量信號優(yōu)選為被傳送到共用的評估電路或由共用的評估電路進(jìn)行考慮， 其中，來自此共用評估電路的輸出信號至少包含關(guān)于測量得到的負(fù)載電流的幅度的信息， 特別是對于相應(yīng)的PWM周期。特別優(yōu)選的是，共用的評估電路包含共用的求平均裝置，其采 用例如計數(shù)器的形式。相反，在第二優(yōu)選實施例中，輸出開關(guān)可省略，因為sigma/delta轉(zhuǎn) 換器長期不變地并聯(lián)運行。本發(fā)明還涉及電子機動車控制系統(tǒng)在機動車制動系統(tǒng)中的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的電子機動車控制系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選為用在電子機動車 制動系統(tǒng)中，其中，電磁液壓閥借助閥致動電路中的脈沖寬度調(diào)制來致動，以便設(shè)置機動車 的車輪致動器中的液壓。或者，提出了將它們用于機動車中的伺服輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，根 據(jù)本發(fā)明的電子機動車控制系統(tǒng)致動所述至少一個液壓閥。由從屬權(quán)利要求和下面參照附圖對示例性實施例的介紹，可明了進(jìn)一步的優(yōu)選實 施例。


原理上，圖1示出了閥致動電路中具有低側(cè)和再循環(huán)驅(qū)動器的電路的電流曲線的 示例性實施例；圖2示出了電子電流測量電路的開啟路徑；圖3示出了電流測量電路的對應(yīng)的再循環(huán)路徑；圖4示出了從再循環(huán)階段到開啟階段的轉(zhuǎn)換的信號曲線；圖5示出了從開啟階段到再循環(huán)階段的轉(zhuǎn)換的信號曲線；圖6示出了保持階段在開啟階段中開始的情況下的電流測量和信號曲線；以及圖7示出了假定對于PWM的特別合適的占空周期，保持階段在致動階段中開始的
9情況下的電流測量和信號曲線。
具體實施例方式圖1示出了通過閥致動電路的再循環(huán)驅(qū)動器或低側(cè)驅(qū)動器——也就是說，閥致動 電路的開啟和再循環(huán)路徑的功率驅(qū)動器——的典型電流曲線的示例性實施例。在這種情況 下，此電流實質(zhì)上對應(yīng)于通過閥線圈的負(fù)載電流或依賴于該負(fù)載電流。1&&。和Ikjwside的電 流曲線對應(yīng)于將在再循環(huán)階段和開啟階段中測量的電流。在時刻、，這兩個PWM階段相應(yīng) 地切換。在此背景下，從圖中可以看出，在閥電路仍處于未穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)換階段t。ff —。n* ton.off中，相應(yīng)的電流明顯低于平均電流，這可導(dǎo)致不希望的測量結(jié)果。出于此原因，按照 本實例，剛剛被斷開的路徑中的相應(yīng)電流被信號保存電路保持為不變或恒定達(dá)規(guī)定的保持 時間，該時間對應(yīng)于轉(zhuǎn)換階段t。ff ιη和t。niff的持續(xù)時間。這允許通過多個測量點的電流 平均值對于每個PWM階段確保相對較為精確。保持不變的電流由轉(zhuǎn)換階段t。ff ιη和t。n—。ff 內(nèi)的虛線或點劃線部分示出?？傮w在連續(xù)測量中測量的模擬測量電流在圖中的所有部分上 用虛線或點劃線標(biāo)注。根據(jù)此實例，轉(zhuǎn)換階段的結(jié)束借由閥致動電路的開啟路徑或再循環(huán) 路徑的相應(yīng)線路驅(qū)動器的電壓穩(wěn)定或規(guī)定閾值電壓被下沖以及附加的對于測量路徑的規(guī) 定的穩(wěn)定時間已經(jīng)過去來限定。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)且由圖1可見，在轉(zhuǎn)換階段中，根據(jù)本實例的“測 量誤差”交替為正的或負(fù)的，因此，如果轉(zhuǎn)換階段的持續(xù)時間比PWM的周期持續(xù)時間短得多 的話，差分誤差變得非常小。當(dāng)它們在時間上接近兩個PWM階段之間的切換操作時，這一事 實因此也有利地允許進(jìn)行精確的測量。圖2示出了作為電子電流測量電路中的測量路徑的示例性開啟路徑1，并示出了 根據(jù)此實例的閥致動電路的開啟路徑2a。閥致動電路的此開啟路徑2a包含用于閥的電感 性負(fù)載或線圈21以及用于開啟路徑的功率驅(qū)動器22。首先，供電電位REFl被施加到線圈 21，其次，電位VO被施加到線圈21和功率驅(qū)動器22之間的節(jié)點23。功率驅(qū)動器22的柵極 連接具有施加于其上的信號LS-DRIVE，所述信號在開啟路徑被致動時開啟功率驅(qū)動器22。 電流測量電路的開啟路徑1包含具有檢測放大器112和檢測FETlll的輸入電路11 ；具有 輸入開關(guān)121、輸出開關(guān)122和電容123的信號保存電路12 ；sigma/delta調(diào)制器13。根據(jù)此實例，具有柵極輸入LS-DRIVE的功率驅(qū)動器22和具有開關(guān)信號VDRVEN的 輸入開關(guān)121被同時致動，特別地，與下面進(jìn)一步介紹的信號EnLsSync同時。結(jié)果，從開啟 階段開始到所述開啟階段結(jié)束時，信號保存電路12被輸入電路11供以負(fù)載電流的模擬測 量信號。在從開啟階段到再循環(huán)階段的切換過程中，輸入開關(guān)121斷開，電容123存儲最近 由輸入電路11提供的對于負(fù)載電流的模擬測量信號的狀態(tài)，并將所述測量信號以實質(zhì)上 不變的形式傳送到sigma/delta調(diào)制器13，達(dá)規(guī)定的保持時間。Sigma/delta調(diào)制器13—— 根據(jù)本實例其采用控制環(huán)的形式——包含作為積分器元件或積分器的電容器131。在這種 情況下，電容器131用作存儲器元件，其供給關(guān)于最近為sigma/delta調(diào)制器13提供的對 于負(fù)載電流的模擬測量信號的至少一個信息項。信號保存電路的輸出開關(guān)122和sigma/ delta調(diào)制器的開關(guān)132的相應(yīng)斷開對存儲器元件或電容器131進(jìn)行電氣隔離。在這種情 況下，開關(guān)132同時作為sigma/delta調(diào)制器13的可調(diào)節(jié)電流源的開關(guān)。信號EnLsSync 用于促進(jìn)開關(guān)132在規(guī)定周期的保持時間結(jié)束時與輸出開關(guān)122同時斷開。信號保存電 路12和電容器或存儲器元件131分別存儲負(fù)載電流的模擬測量信號的當(dāng)前、最近提供的狀態(tài)。在這種情況下，根據(jù)此實例，信號保存電路12存儲模擬測量信號的此最后狀態(tài)，一直到 下一個開啟階段的開始，電容器131對之進(jìn)行存儲，一直到所規(guī)定的保持階段的結(jié)束，其在 下一個開啟階段開始之后。當(dāng)再循環(huán)路徑中的信號保存電路的相關(guān)輸出開關(guān)斷開時，信號 EnLsSync再次促進(jìn)輸出開關(guān)122的閉合，并促進(jìn)開關(guān)132的使能。AND門133的輸入側(cè)連 接到sigma/delta調(diào)制器13的輸出SENSE和開關(guān)信號EnLsSync，用于致動開關(guān)132的輸出 側(cè)。如果信號EnLsSync對應(yīng)于邏輯“0”，開關(guān)132斷開，不能借助對于負(fù)載電流的數(shù)字測量 信號SENSE自由轉(zhuǎn)接sigma/delta調(diào)制器的電流源，這意味著sigma/delta調(diào)制器13被解 除致動。如果信號EnLsSync對應(yīng)于邏輯“1”，輸出開關(guān)122閉合，開關(guān)132并不一直斷開， 開關(guān)132在此情況下可自由切換或基于數(shù)字測量信號SENSE致動。信號EnLsSync在這種 情況下作為附加地施加到sigma/delta調(diào)制器的D型觸發(fā)器134的“set”輸入，結(jié)果，當(dāng)信 號EnLsSync處于邏輯“0”時，sigma/delta調(diào)制器13可作為附加地被解除致動。作為替 代的是，電路的運行在沒有此信號線的情況下也是可能的。根據(jù)此實例，sigma/delta調(diào)制 器13以比PWM頻率高得多的時鐘頻率elk運行。圖3示出了基于此實例的閥致動電路的示例性再循環(huán)路徑3——其作為電子電流 測量電路中的測量路徑——以及再循環(huán)路徑2b。閥致動電路的再循環(huán)路徑2b具有閥的 線圈21 ；再循環(huán)路徑的功率驅(qū)動器24，其柵極側(cè)由信號HS-DRIVE致動；處于電位VO的節(jié)點 23 ；用于迅速斷開的另外的功率驅(qū)動器25。例如，保持時間通過考慮功率驅(qū)動器24上的電 壓或所述電壓中對于HS-DRIVE高于規(guī)定閾值電壓的上升或低于規(guī)定閾值電壓的下降來確 定。保持時間相應(yīng)地從功率驅(qū)動器24的開啟時間一直持續(xù)到上面闡釋的信號下降到低于 或上升到高于上面闡釋的閾值電壓，另外，有必要等待對于測量路徑的規(guī)定的穩(wěn)定時間。電 流測量電路的再循環(huán)路徑3類似地包含具有檢測放大器312和檢測FET 311的輸入電路； 具有輸入開關(guān)321、輸出開關(guān)332和電容323的信號保存電路32;具有作為輸出信號的對于 負(fù)載電流的數(shù)字測量信號REDUN的sigma/delta調(diào)制器33。輸入電路31提供對于負(fù)載電 流的模擬測量信號。輸入開關(guān)321由反轉(zhuǎn)信號VDRVEN致動，因此，相對于圖2的輸入開關(guān) 121交替地斷開以及閉合。當(dāng)輸入開關(guān)321閉合時，負(fù)載電流的模擬測量信號以實質(zhì)上不變 的方式提供，用于由sigma/delta調(diào)制器進(jìn)行的測量。當(dāng)再循環(huán)階段被轉(zhuǎn)換到開啟階段時， sigma/delta調(diào)制器33的輸出開關(guān)322和開關(guān)332在受到信號EnHsSync的邏輯“0”促進(jìn) 時被斷開，并借助AND門333對于規(guī)定的持續(xù)時間保持為一直斷開，AND門333的輸入側(cè)具 有信號EnHsSync，以及從sigma/delta調(diào)制器33施加到它的數(shù)字輸出信號REDUN，且其輸 出側(cè)致動開關(guān)332。在這種情況下，信號EnHsSync可優(yōu)選為以與信號VDRVEN同時致動。作 為sigma/delta調(diào)制器33的可切換電流源不可自由開關(guān)或開關(guān)332不能閉合的結(jié)果，并且 因為信號EnHsSync作為附加地施加到sigma/delta調(diào)制器33的D型觸發(fā)器334的“set input”，sigma/delta調(diào)制器33通過信號EnHsSync的“0”解除致動，并停止電流測量，一直 到信號EnHsSync在開啟路徑保持階段結(jié)束的接下來的再循環(huán)階段再次對應(yīng)于邏輯“1”且 電流測量電路的輸出開關(guān)322因此再次閉合，開關(guān)332可基于信號REDUN再次可自由開關(guān)， 在DC型觸發(fā)器334的“ set ”輸入上再次存在“ 1 ”。圖4示出了對于從再循環(huán)階段到開啟階段的轉(zhuǎn)換的信號VDRVEN、Vvq、EnLsSync以 及SENSE的示例性信號曲線，其含義參照圖2介紹，Vvo即為電位VO相對于地的電壓幅度。 在開啟階段開始之后，Sigma/delta調(diào)制器13的的第一測量周期用“第一采樣”表示，并在由信號EnLsSync致動的輸出開關(guān)122閉合之后發(fā)生。圖5使用信號曲線VDRVEN、Vvo, EnHsSync和REDUN示出了從開啟階段到再循環(huán)階段的轉(zhuǎn)換實例，其參照圖3來介紹。圖6中的信號曲線示出了負(fù)載電流601 (Icoil)和兩個信號曲線602與603，由具有 保持階段的電流測量，其以不同的方式確定并表征測量電流。測量圖來自這樣的電路其僅 僅包含致動FET，且其中，負(fù)載電流經(jīng)由外部的續(xù)流二極管再循環(huán)。在曲線603的情況下，保 持階段604——其中，電流值被存儲(曲線的平坦部分)——在對應(yīng)于開啟階段的大約一半 的時刻(t。n/2)開始。曲線602的保持階段僅僅在開啟階段(t。n)完全過去后開始。在新的 開啟階段開始時，兩個電流測量曲線均跳到此時施加的致動電流的初始值(在圖6中，近似 為 0. 89A)。圖7中的信號曲線示出了負(fù)載電流701 (Icoil)和信號曲線703，其表征當(dāng)保持階 段704——其中，電流值被存儲(曲線中的平坦部分)——在對應(yīng)于占空周期的大約百分之 28的時刻開始(時間箭頭706)時的測量電流。按照圖4，其在致動階段結(jié)束時結(jié)束(箭頭 705)。為了完全消除常規(guī)誤差，固有地必須盡可能完整地掃描整個電流曲線，包括致動和再 循環(huán)階段。然而，在沒有再循環(huán)驅(qū)動器的僅僅具有一個致動驅(qū)動器的簡化電路(例如具有 一個或多于一個的外部續(xù)流二極管，其難以用于電流測量)中，這不是容易地可行的。作為 實質(zhì)上彼此抵消的由RMS電流和測量電流之間的差獲得的類似大小的積分區(qū)域(圖7中的 加號和減號)的結(jié)果，在整個再循環(huán)階段和剩余致動階段的部分上由大約28%的占空周期 保持測量恒定的方法對于電流測量產(chǎn)生了驚人的高準(zhǔn)確度，即使在不同的負(fù)載和限制條件 下。在這種情況下，優(yōu)選為，如果所用的致動晶體管為檢測FET的話，簡化的多信道電路用 僅僅一個外部測量電阻器進(jìn)行管理。
權(quán)利要求
一種電子機動車控制系統(tǒng)，其具有使用脈寬調(diào)制來控制負(fù)載電流的至少一個閥致動電路(2a，2b)，并具有至少一個電子電流測量電路，電子電流測量電路具有有著至少一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13，33)的至少一個測量路徑(1，3)，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將對于負(fù)載電流的模擬測量信號轉(zhuǎn)換為對于負(fù)載電流的數(shù)字測量信號，并被致動或設(shè)計為使得每個PWM周期進(jìn)行多個電流測量，其特征在于，電流測量電路的所述至少一個測量路徑(1，3)具有信號保存電路(12，32)，信號保存電路至少對于規(guī)定的保持時間(toff→on，ton→off)以實質(zhì)上不變的形式且不依賴于實際負(fù)載電流地提供對于負(fù)載電流的模擬測量信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的機動車控制系統(tǒng)，其特征在于，相應(yīng)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13，33) 采用sigma/delta調(diào)制器的形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的機動車控制系統(tǒng)，其特征在于，電子電流測量電路的所述至少 一個測量路徑(1，3)包含輸入電路，輸入電路具有至少一個檢測FET(111，311)，特別具有 檢測放大器(112，312)，其基于負(fù)載電流提供對于負(fù)載電流的模擬測量信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中至少一項的機動車控制系統(tǒng)，其特征在于，信號保存電路(12， 32)具有至少一個輸入開關(guān)(121，321)和至少一個輸出開關(guān)(122，322)，其中，輸入開關(guān) (121,321)能用于將信號保存電路(12，32)從負(fù)載電流隔離開，輸出開關(guān)(122，322)能用于 將信號保存電路(12，32)從模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13，33)隔離開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中至少一項的機動車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13，33)包含至少一個存儲器元件(131，331)，其能存儲關(guān)于直接或間接 對于負(fù)載電流的模擬測量信號的至少一個信息項；至少一個開關(guān)(132，332)，其中，此開關(guān) (132,332)能用于隔離存儲器元件(131，331)，特別是對模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13，33)進(jìn)行解 除致動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中至少一項的機動車控制系統(tǒng)，其特征在于，電子電流測量電路 具有作為測量路徑的至少一個開啟路徑(1)和/或至少一個再循環(huán)路徑(3)，其中，至少一 個或二者分別包含至少一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13，33)和信號保存電路(12，32)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的機動車控制系統(tǒng)，其特征在于，電流測量電路的開啟路徑(1)和/ 或再循環(huán)路徑(3)分別具有輸入電路(11，31)，其被致動為使得輸入電路(11)實質(zhì)上僅僅 在開啟階段和/或關(guān)閉階段中提供直接或間接地對于所述測量路徑(1)的實際負(fù)載電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的機動車控制系統(tǒng)，其特征在于這樣的電路裝置被設(shè)置其用于僅 僅在關(guān)閉階段和/或開啟階段的一部分中提供負(fù)載電流供給。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中至少一項的機動車控制系統(tǒng)，其特征在于，僅僅對于特別在各 個PWM周期開始時開始的特定的規(guī)定時間段，輸入電路提供對于開啟路徑或再循環(huán)路徑的 電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的機動車控制系統(tǒng)，其特征在于，從各個PWM周期開始時，開啟路徑 中的電流被測量和傳送，保存電路被使用的保持階段在規(guī)定時刻開始，規(guī)定時刻在PWM周 期開始后的某個時刻和開啟階段過去之前的某個時刻之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或7的機動車控制系統(tǒng)，其特征在于，電子電流測量電路具有切 換單元和共用的求平均裝置，其中，開啟路徑(1)和/或再循環(huán)路徑(3)的輸出(SENSE， REDUN)被連接到切換單元的輸入，切換單元的輸出連接到共用的求平均裝置的輸入。
12.一種用于電子機動車控制系統(tǒng)中的電流測量的方法，該系統(tǒng)借助脈寬調(diào)制來控制 至少一個閥致動電路(2a，2b)中的負(fù)載電流，其中，該方法特別使用根據(jù)權(quán)利要求1至9中 至少一項的機動車控制系統(tǒng)來進(jìn)行，且其中，機動車控制系統(tǒng)具有電子電流測量電路，該電 路包含具有至少一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13，33)的至少一個測量路徑(1，3)，模擬/數(shù)字 轉(zhuǎn)換器將對于負(fù)載電流的模擬測量信號轉(zhuǎn)換為對于負(fù)載電流的數(shù)字測量信號，并被致動或 設(shè)計為每個PWM周期進(jìn)行多個電流測量，其特征在于，至少對于規(guī)定的保持時間(t。ff —。n， t。n —。ff)，對于負(fù)載電流的模擬測量信號以實質(zhì)上不變的形式且與此保持時間(toff — on， ton.off)中實際流動的負(fù)載電流無關(guān)地由相應(yīng)的信號保存電路(12，32)在所述至少一個測 量路徑(1，3)中提供。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，負(fù)載電流在PWM的開啟階段和/或再循環(huán)階 段中被測量，電子電流測量電路為此目的而具有作為測量路徑的至少一個開啟路徑(1)和 /或至少一個再循環(huán)路徑(3)，其分別包含至少一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13，33)和信號保存 電路(12，32)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，僅僅在關(guān)閉階段和/或開啟階段的一部分 中，負(fù)載電流被確定和/或傳送為電流測量信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，實際測量電流的測量或傳送在各個PWM周期 開始時開始。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，在電流測量階段之后且恒定值在其中被傳 送的保持階段在規(guī)定時刻開始，規(guī)定時刻在PWM周期開始之后的某個時刻和開啟階段過去 之前的某個時刻之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，其特征在于，PWM階段之間的切換涉及，與剛剛結(jié) 束的PWM階段相關(guān)聯(lián)的測量路徑的信號保存電路(12，32)的輸入開關(guān)(121，321)被斷開， 結(jié)果，此PWM路徑中對于負(fù)載電流的模擬測量信號實質(zhì)上對于規(guī)定的保持時間(toff — on， ton.off)以不變的形式提供，其中，此規(guī)定的保持時間后面繼以此信號保存電路(12，32)的 輸出開關(guān)(122，322)被斷開，因此，模擬測量信號或依賴于模擬測量信號的電氣變量對于 剛剛開始的PWM階段的持續(xù)時間加上此PWM階段之后的保持時間被直接或間接地存儲。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于，PWM階段之間的相應(yīng)的切換涉及，直接地在 相應(yīng)的PWM階段開始時，相應(yīng)的PWM路徑(1，3)的信號保存電路(12，32)的輸入開關(guān)(121， 321)閉合，所述一個PWM路徑(1，3)的此信號保存電路(12，32)的輸出開關(guān)(122，322)實 質(zhì)上在另一 PWM路徑(3，1)的信號保存電路(32，12)的輸出開關(guān)(322，122)斷開時相應(yīng)地 閉合。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法，其特征在于，在各種情況下，實質(zhì)上與一個測量路 徑(1，3)的信號保存電路(12，32)的輸出開關(guān)(122，322)的斷開同時地，此測量路徑的模 擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13，33)的開關(guān)(132，332)同樣地斷開，因此，此模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的存儲 器元件(131，331)被隔離，特別地，此模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13，33)被解除致動，其中，此模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器的此開關(guān)(131，331)與此測量路徑(1，3)的信號保存電路(12，32)的輸出開 關(guān)(122，322)實質(zhì)上同時地變得另外地重新可致動或也被再次閉合。
20.根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法，其特征在于，實質(zhì)上在相應(yīng)的PWM路徑(1，3)的信 號保存電路(12，32)的輸出開關(guān)(122，322)閉合的時間間隔內(nèi)，用于PWM路徑(1，3)的數(shù)字測量信號被傳送到共用的評估電路或由共用的評估電路進(jìn)行考慮，其中，來自此共用評 估電路的輸出信號至少包含特別是對于相應(yīng)的PWM周期關(guān)于測量負(fù)載電流的幅度的信息。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-12中至少一項的機動車控制系統(tǒng)在機動車制動系統(tǒng)中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子機動車控制系統(tǒng)，其具有借助脈寬調(diào)制控制負(fù)載電流的至少一個閥致動電路(2a，2b)，并具有至少一個電子電流測量電路，該電路具有有著至少一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(13，33)的至少一個測量路徑(1，3)，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將負(fù)載電流的模擬測量信號轉(zhuǎn)換為負(fù)載電流的數(shù)字測量信號，并被致動或設(shè)計為每個PWM周期進(jìn)行多個電流測量，其中，電流測量電路的所述至少一個測量路徑(1，3)具有信號保存電路(12，32)，該電路至少對于規(guī)定的保持時間(toff→on，ton→off)提供實質(zhì)上不變且與實際負(fù)載電流無關(guān)的負(fù)載電流模擬測量信號。
文檔編號H03K5/08GK101980905SQ200980111090
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者A·施米茨, F·米歇爾, M·海因茨, P·厄勒 申請人:大陸-特韋斯貿(mào)易合伙股份公司及兩合公司