具有电流测量电路的电子机动车控制系统的制作方法

专利名称：具有电流测量电路的电子机动车控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1前序部分的电子机动车控制系统，根据权利要求12前 序部分的电流测量方法，以及电子机动车控制系统在机动车制动系统中的使用。
背景技术：
在文献DE 10057486A1和DE 102007001458A1中，提出了机动车致动系统用电子 控制器中的阀致动电路，其使用脉冲宽度调制(PWM)来控制流经实质上为电感性的负载 的负载电流。致动电路具有电子电流测量电路，其具有开启(switch-on)路径和再循环 (recirculation)路径，这两个测量路径分别包含sigma/delta调制器。

发明内容
本发明的目的在于提出一种电子机动车控制系统和用在电子机动车控制系统中 的电流测量方法，其具有PWM电流调节，与已有的电路相比，PWM电流调节可用于进行具有 高准确度水平的电流测量。本发明通过根据权利要求1的电子机动车控制系统和根据权利要求12的方法来 实现此目标。本发明基于这样的构思有利的是，将对于负载电流测量得到的模拟电流信号保 持或存储特定的时间，而在此保持或存储时间内不进行电流测量，或者，在到进一步的电路 部件的输出中，将当前测量的电流考虑在内。在保持时间之后，继续或重新考虑电流测量。对于流经优选为实质上为电感性的负载的负载电流的测量信号被理解为意味着 这样的信号其依赖于负载电流，且其优选为通过例如使用检测FET对负载电流进行按比 例缩放(scaling)来产生，和/或其特别为可在承载负载电流的分流器(shunt)上分接出 的电压信号。特别优选的是，此术语覆盖这样的信号其对测量得到的对于负载电流的变量 的时间曲线(timeprofile)进行映射，或其在至少一个变量方面依赖于负载电流。或者，前 面提到的术语还覆盖负载电流信号本身，或优选为这样的另一信号其依赖于负载电流，且 其出于对负载电流进行测量的目的而被提供。阀致动电路优选为理解为意味着这样的电路其至少控制经过阀的电流，阀优选 为液压阀，其为实质上为电感性的电气负载。在此背景下，阀致动电路特别使用脉冲宽度调 制，并具有有着功率驱动器的至少一个开启路径和有着功率驱动器的再循环路径。特别优 选的是，阀致动电路被理解为意味着PWM输出级。常规误差(formal error)理解为意味着，在负载电流上，基于相应的电流测量方 法获得的平均测量值和负载电流实际平均或RMS值之间的差异。特别是相应的模拟/数字转换器优选为采用sigma/delta调制器的形式。在这种 情况下，通过对负载电流的模拟测量信号进行过采样(oversampling)，电子电流测量电路 进行对于负载电流的电流测量，其涉及相应的sigma/delta调制器的显著高于脉冲宽度调 制频率的时钟速率。
Sigma/delta调制器的使用首先具有这样的优点负载电流可通过对负载电流的 模拟测量信号进行过采样来测量，作为其结果，每个PWM周期的多个电流值被捕获，因此， 常规误差可被减小或避免。第二，sigma/delta调制器相对较为廉价，因为其分辨率不仅仅 依赖于阶数(order)，还主要依赖于它们运行所处于的时钟速率，因此，也可使用低阶数调 制器。因此，优选为使用至少一个一位sigma/delta调制器进行电流测量，其需要特别少量 的半导体元件，因此，并不昂贵、然而却能借助时钟速率实现高的分辨率。由于这样的模拟 /数字转换器相对并不昂贵，显然可以在各个电流测量电路中使用其中的至少一个，特别是 每个PWM路径使用相应的一个，这使得复杂且因此相对较为昂贵的优先逻辑对于通过所有 包含在机动车控制系统中的电流测量电路对个体模拟/数字转换器的致动来说是多余的。 优选为，Sigma/delta调制器的电流测量直接实现，也就是说，不将电流转换为对应的电压。所述至少一个电子电流测量电路优选为集成在所述至少一个阀致动电路中或包 含在所述至少一个阀致动电路中。优选为，所述至少一个电子电流测量电路采用集成电路的形式，特别是集成在电 子机动车控制系统中，电子机动车控制系统也采用集成电路的形式。阀致动电路优选为设计或运行为使得对于PWM阶段之间的切换操作，负载电流 的边缘具有相对较低的梯度，特别是小于5Α/μ s的梯度，特别优选为小于3Α/μ S，使得特 别高频的电磁辐射的发射被保持为相对较低。信号保存电路优选为包含电子存储器元件，例如电容器，其可被用于暂时存储表 征当前电流的电气信号。根据一特别优选的实施例，信号保存电路(相应地)具有由例如驱动器电路提供 的输入开关和输出开关，其中，输入开关可用于通过断开此开关来将信号保存电路与负载 电流或直接或间接负载电流信号隔离，因此，模拟测量信号可被保持为实质上不变。输出开 关可用于通过断开此开关来将信号保存电路与相应的模拟/数字转换器隔离。用于电子电流测量电路的所述至少一个测量路径优选为包含输入电路，输入电路 具有至少一个检测FET，特别的检测放大器，其基于负载电流提供对于负载电流的模拟测量 信号。有利的是，电子电流测量电路具有作为测量路径的至少一个再循环路径和/或至 少一个开启路径，其中的至少一个或者二者均相应地包含至少一个模拟/数字转换器。在 这种情况下，如果各个测量路径包含专用的信号保存电路的话，则是特别有利的。因此，优选为，所述至少一个阀致动电路或者包含仅仅一个的再循环在其中经由 续流二极管流动的开启路径，或者包含有源开启路径和有源再循环路径，其特别地具有用 于开通以及关断此路径的至少一个相应的功率驱动器。优选为，电流测量电路的开启路径和/或再循环路径具有相应的输入电路，其被 致动为使得在或实质上仅仅在开启阶段的一部分中(或依赖于实施例，在或仅仅在关断 阶段的一部分中)，用于开启路径的输入电路提供直接或间接对于此测量路径的实际负载 电流。根据第一优选实施例，开启路径和关断路径包含上面介绍的电流测量装置。在这 种情况下，有利的是，每当开启阶段被切换到再循环阶段时，信号保存电路被致动，其中，电 流被保持达规定的保持时间，或一直到阀致动电路的所述至少一个功率驱动器——特别是开启驱动器或再循环驱动器——上的电压以规定的方式稳定下来(settle)，或一直到规定 的阈值电压已经被超过(exceed)或下冲(undershot)时。在保存阶段中，输出电流被保持 为实质上不变并被提供，以便用于进一步的处理(电流测量)。根据特别更为节省成本的 第二优选实施例，输入电路仅仅对于这样的特别规定的时间段对于开启路径或再循环路径 提供实际(瞬时)电流有利的是，其实质上在各个PWM周期开始时开始，其中，准确地说， 这并不开始，一直到电流测量信号已经稳定下来。优选为，保存电路输出最近存储的电流测 量值的保存阶段在规定的时刻开始，该时刻处于PWM周期开始之后的某个时刻和开启阶段 过去之前的某个时刻之间。特别优选的是，从各个PWM周期开始时(或在其后短时间内)， 开启路径中的电流被测量和传送。在这种背景下，保持阶段的开始时间由合适的时基决定。 时基或者为PWM周期或占空周期(duty cycle)，或者从之得出。特别优选的是，所使用的时 基为PWM周期和占空周期二者。开始时刻优选为在PWM的占空周期的大约百分之5和80 之间的范围内。特别优选的是，该时刻在PWM的占空周期的大约百分之16和40之间的范 围内。于是，下式成立占空周期=ti/T，其中，ti为脉冲持续时间，T为周期持续时间。已 经发现，大约百分之26和30之间的范围对于占空周期最有利。如果保持阶段的开始时刻 如上所述地规定，即使在变化的限制(不同的负载和周围条件)下，下面定义的常规误差极 小。在第二优选实施例中，保持阶段在整个PWM周期结束之后结束(在开启和再循环 阶段之后)。整个关闭阶段和开启阶段的一部分中丢失的测量所产生的误差因此有利地平 均到测量结果之外。特别地，开启路径和/或再循环路径的输入电路各自具有至少一个检测FET，特别 的检测放大器，其基于实际负载电流对于负载电流提供模拟测量信号。在这种情况下，此至 少一个检测FET的栅极连接特别优选为连接到开启路径或再循环路径的至少一个功率驱 动器的栅极连接。另外，相应的功率驱动器和相应得检测FET的漏极连接和/或源极连接 直接或间接彼此连接或耦合。电子电流测量电路的这种设计允许间接的电流测量，实际将 被测量的电流结果是以规定的因子较小，这允许将被设计的测量部件不必用于功率应用， 或者，这样的设计仅仅要求到对应的较低水平。有利的是，所述至少一个sigma/delta调制器特别是相应地包含控制环，控制环 具有积分器元件，特别是积分器，特别优选的是电容器或另一部件或具有对应电气响应的 电子电路；比较器；特别是可控制、可切换的电流源。特别优选的是，这种可切换的电流源 设计为使其能驱动多种离散电流值，并能在这些多种电流值之间切换。特别优选的是，这种 可切换的电流源包含电流源的并联电路，其电流可以以所限定的方式相加，特别优选的是， 这种过程是可切换的。优选为，所述至少一个模拟/数字转换器包含至少一个存储器元件，其可存储关 于直接或间接对于负载电流的模拟测量信号的至少一个信息项；至少在第一优选实施例 中，至少一个开关，其中，此开关可用于特别是电气地隔离存储器元件，特别是对模拟/数 字转换器进行解除致动。特别地，存储器元件为sigma/delta调制器中的积分器元件或电 容器或电容，对此sigma/delta调制器，开关对可切换电流源进行切换。所述至少一个sigma/delta调制器的输出优选为连接到至少一个求平均装置。特 别地，此平均装置为计数器元件或“移动平均滤波器”，或者作为替代地为指数加权移动平均滤波器，其作为一阶数字低通滤波器。特别优选的是，计数器元件为这样的电路其被设 计或致动为对数字数据进行求和。这样的计数器或这样的计数器元件隐含地进行求平均， 因为所有来自sigma/delta调制器的数据被累加，因此对于每个时钟周期由后者进行考
^^ ο有利的是，电子电流测量电路具有切换单元或多工器以及共用的求平均装置，其 中，开启路径和再循环路径的输出连接到切换单元的输入，切换单元的输出连接到共用的 求平均装置的输入。本发明还涉及根据权利要求12的方法。按照该方法的第一优选实施例，有利的是，负载电流在PWM的开启阶段和再循环 阶段中被测量，其中，为此目的，电子电流测量电路具有作为测量路径的至少一个开启路径 和至少一个再循环路径，其分别包含至少一个模拟/数字转换器和信号保存电路。该方法优选为这样补充PWM阶段之间的切换涉及与刚好结束的PWM阶段相关联 的测量路径的信号保存电路的输入开关被断开，结果，对于规定的保持时间，此P丽路径中 负载电流的模拟测量信号实质上以不变的形式被提供，其中，在此规定的保持时间之后，继 以此信号保存电路的输出开关被断开，结果，A/D转换器被冻结，因此，对于刚好开始的PWM 阶段的持续时间加上此PWM阶段之后的保持时间，测量信号或依赖于其的电气变量被直接 或间接地存储。按照此方法的第二实施例，负载电流仅仅在关闭阶段和/或开启阶段的一部分中 被确定。特别地，此电流测量仅仅在开启阶段中发生。有利的是，电流测量在各个PWM阶段 开始时或在各个合适的PWM周期中开始。根据第二优选实施例的方法可特别有利地用于这 样的驱动器电路其中，仅致动路径包含有源部件，特别是因为，根据第一优选实施例的方 法仅仅非常少地允许再循环阶段中的电流测量——如果有的话。再循环路径中一个或多于 一个的有源半导体元件的缺失意味着，这样的致动电路具有成本优势。第二优选实施例中，电流测量阶段之后的保持阶段优选为以这样的PWM的占空周 期开始其在大约百分之5和80之间的范围内。在第二优选实施例中，保持阶段优选为在PWM阶段结束的区域中结束(在再循环 阶段之后)。在第一优选实施例中，保持阶段(测量信号的阶段)不开始，一直到从开启阶段到 关断阶段或反之亦然(致动的阶段)的转换区域中，有利的是，确切时间依赖于或由切换之 后规定的或确定的稳定时间的过去决定，特别是一直到开启路径或再循环路径的相应的功 率驱动器的电压已经稳定下来之后。特别优选的是，保持阶段的持续时间(保持时间)依赖 于此相应的电压下降到低于规定的阈值电压。特别优选的是，高于此阈值电压的上升或低 于此阈值电压的下降促使电子电流测量电路的致动，使得保持阶段结束。或者，保持时间由 开启或再循环路径中相应的功率驱动器的栅极或基极电压的超过规定电压阈值的上升获 得。特别优选的是，保持时间包含相应的PWM路径的输入电路的另外的稳定时间。保持阶 段的时间实质上对于从再循环阶段到开启阶段以及开启阶段到再循环阶段的切换一样长， 或者，作为替代的是，优选为具有不同的长度。第一优选实施例的保持时间优选为以下总和获得以对于PWM的切换时间开始并 以阀致动电路的线路驱动器之一或相应线路驱动器上高于规定电压阈值的上升或低于规
8定电压阈值的下降结束的时间间隔，以及由对于所述至少一个测量路径的所限定稳定时间 限定的时间间隔。或者，优选为，按照上面阐释的实施方式，保持时间以规定的方式由电流 测量电路和/或阀致动电路的时间特性实质上永久性地设定。在第一优选实施例中，有利的是，PWM阶段之间的相应的切换涉及，直接地在相应 的PWM阶段开始时，相应的PWM路径的信号保存电路的输入开关被闭合，且所述一个PWM路 径的此信号保存电路的输出开关实质上在另一 PWM路径的信号保存电路的输出开关断开 时被相应地闭合。在这种情况下，优选为，在各种情况下，实质上在一个测量路径的信号保存电路的 输出开关被断开的同时，此测量路径的模拟/数字转换器的开关被同样地断开，因此，此模 拟/数字转换器的存储器元件被隔离，特别地，此模拟/数字转换器被解除致动，其中，此模 拟/数字转换器的此开关也被重新闭合或与此测量路径的信号保存电路的输出开关实质 上同时地变得另外地重新可致动，结果，此模拟/数字转换器被再次致动。模拟/数字转换 器的临时连接和断开防止了对于负载电流的数字测量信号的非希望的信号元素的产生。借 助其开关的模拟/数字转换器的存储器元件的临时隔离意味着，在相应的测量路径的无效 阶段中，直接或间接存储在存储器元件——特别地，其采用对于sigma/delta调制器的积分 器的形式一一中的信息变化被保持为实质上不变。实质上在相应的P丽路径的信号保存电路的输出开关闭合的时间间隔内，来自 PWM路径的数字测量信号优选为被传送到共用的评估电路或由共用的评估电路进行考虑， 其中，来自此共用评估电路的输出信号至少包含关于测量得到的负载电流的幅度的信息， 特别是对于相应的PWM周期。特别优选的是，共用的评估电路包含共用的求平均装置，其采 用例如计数器的形式。相反，在第二优选实施例中，输出开关可省略，因为sigma/delta转 换器长期不变地并联运行。本发明还涉及电子机动车控制系统在机动车制动系统中的应用。根据本发明的电子机动车控制系统和根据本发明的方法优选为用在电子机动车 制动系统中，其中，电磁液压阀借助阀致动电路中的脉冲宽度调制来致动，以便设置机动车 的车轮致动器中的液压。或者，提出了将它们用于机动车中的伺服辅助转向系统，其中，根 据本发明的电子机动车控制系统致动所述至少一个液压阀。由从属权利要求和下面参照附图对示例性实施例的介绍，可明了进一步的优选实 施例。


原理上，图1示出了阀致动电路中具有低侧和再循环驱动器的电路的电流曲线的 示例性实施例；图2示出了电子电流测量电路的开启路径；图3示出了电流测量电路的对应的再循环路径；图4示出了从再循环阶段到开启阶段的转换的信号曲线；图5示出了从开启阶段到再循环阶段的转换的信号曲线；图6示出了保持阶段在开启阶段中开始的情况下的电流测量和信号曲线；以及图7示出了假定对于PWM的特别合适的占空周期，保持阶段在致动阶段中开始的
9情况下的电流测量和信号曲线。
具体实施例方式图1示出了通过阀致动电路的再循环驱动器或低侧驱动器——也就是说，阀致动 电路的开启和再循环路径的功率驱动器——的典型电流曲线的示例性实施例。在这种情况 下，此电流实质上对应于通过阀线圈的负载电流或依赖于该负载电流。1&&。和Ikjwside的电 流曲线对应于将在再循环阶段和开启阶段中测量的电流。在时刻、，这两个PWM阶段相应 地切换。在此背景下，从图中可以看出，在阀电路仍处于未稳定状态的转换阶段t。ff —。n* ton.off中，相应的电流明显低于平均电流，这可导致不希望的测量结果。出于此原因，按照 本实例，刚刚被断开的路径中的相应电流被信号保存电路保持为不变或恒定达规定的保持 时间，该时间对应于转换阶段t。ff ιη和t。niff的持续时间。这允许通过多个测量点的电流 平均值对于每个PWM阶段确保相对较为精确。保持不变的电流由转换阶段t。ff ιη和t。n—。ff 内的虚线或点划线部分示出。总体在连续测量中测量的模拟测量电流在图中的所有部分上 用虚线或点划线标注。根据此实例，转换阶段的结束借由阀致动电路的开启路径或再循环 路径的相应线路驱动器的电压稳定或规定阈值电压被下冲以及附加的对于测量路径的规 定的稳定时间已经过去来限定。已经发现且由图1可见，在转换阶段中，根据本实例的“测 量误差”交替为正的或负的，因此，如果转换阶段的持续时间比PWM的周期持续时间短得多 的话，差分误差变得非常小。当它们在时间上接近两个PWM阶段之间的切换操作时，这一事 实因此也有利地允许进行精确的测量。图2示出了作为电子电流测量电路中的测量路径的示例性开启路径1，并示出了 根据此实例的阀致动电路的开启路径2a。阀致动电路的此开启路径2a包含用于阀的电感 性负载或线圈21以及用于开启路径的功率驱动器22。首先，供电电位REFl被施加到线圈 21，其次，电位VO被施加到线圈21和功率驱动器22之间的节点23。功率驱动器22的栅极 连接具有施加于其上的信号LS-DRIVE，所述信号在开启路径被致动时开启功率驱动器22。 电流测量电路的开启路径1包含具有检测放大器112和检测FETlll的输入电路11 ；具有 输入开关121、输出开关122和电容123的信号保存电路12 ；sigma/delta调制器13。根据此实例，具有栅极输入LS-DRIVE的功率驱动器22和具有开关信号VDRVEN的 输入开关121被同时致动，特别地，与下面进一步介绍的信号EnLsSync同时。结果，从开启 阶段开始到所述开启阶段结束时，信号保存电路12被输入电路11供以负载电流的模拟测 量信号。在从开启阶段到再循环阶段的切换过程中，输入开关121断开，电容123存储最近 由输入电路11提供的对于负载电流的模拟测量信号的状态，并将所述测量信号以实质上 不变的形式传送到sigma/delta调制器13，达规定的保持时间。Sigma/delta调制器13—— 根据本实例其采用控制环的形式——包含作为积分器元件或积分器的电容器131。在这种 情况下，电容器131用作存储器元件，其供给关于最近为sigma/delta调制器13提供的对 于负载电流的模拟测量信号的至少一个信息项。信号保存电路的输出开关122和sigma/ delta调制器的开关132的相应断开对存储器元件或电容器131进行电气隔离。在这种情 况下，开关132同时作为sigma/delta调制器13的可调节电流源的开关。信号EnLsSync 用于促进开关132在规定周期的保持时间结束时与输出开关122同时断开。信号保存电 路12和电容器或存储器元件131分别存储负载电流的模拟测量信号的当前、最近提供的状态。在这种情况下，根据此实例，信号保存电路12存储模拟测量信号的此最后状态，一直到 下一个开启阶段的开始，电容器131对之进行存储，一直到所规定的保持阶段的结束，其在 下一个开启阶段开始之后。当再循环路径中的信号保存电路的相关输出开关断开时，信号 EnLsSync再次促进输出开关122的闭合，并促进开关132的使能。AND门133的输入侧连 接到sigma/delta调制器13的输出SENSE和开关信号EnLsSync，用于致动开关132的输出 侧。如果信号EnLsSync对应于逻辑“0”，开关132断开，不能借助对于负载电流的数字测量 信号SENSE自由转接sigma/delta调制器的电流源，这意味着sigma/delta调制器13被解 除致动。如果信号EnLsSync对应于逻辑“1”，输出开关122闭合，开关132并不一直断开， 开关132在此情况下可自由切换或基于数字测量信号SENSE致动。信号EnLsSync在这种 情况下作为附加地施加到sigma/delta调制器的D型触发器134的“set”输入，结果，当信 号EnLsSync处于逻辑“0”时，sigma/delta调制器13可作为附加地被解除致动。作为替 代的是，电路的运行在没有此信号线的情况下也是可能的。根据此实例，sigma/delta调制 器13以比PWM频率高得多的时钟频率elk运行。图3示出了基于此实例的阀致动电路的示例性再循环路径3——其作为电子电流 测量电路中的测量路径——以及再循环路径2b。阀致动电路的再循环路径2b具有阀的 线圈21 ；再循环路径的功率驱动器24，其栅极侧由信号HS-DRIVE致动；处于电位VO的节点 23 ；用于迅速断开的另外的功率驱动器25。例如，保持时间通过考虑功率驱动器24上的电 压或所述电压中对于HS-DRIVE高于规定阈值电压的上升或低于规定阈值电压的下降来确 定。保持时间相应地从功率驱动器24的开启时间一直持续到上面阐释的信号下降到低于 或上升到高于上面阐释的阈值电压，另外，有必要等待对于测量路径的规定的稳定时间。电 流测量电路的再循环路径3类似地包含具有检测放大器312和检测FET 311的输入电路； 具有输入开关321、输出开关332和电容323的信号保存电路32;具有作为输出信号的对于 负载电流的数字测量信号REDUN的sigma/delta调制器33。输入电路31提供对于负载电 流的模拟测量信号。输入开关321由反转信号VDRVEN致动，因此，相对于图2的输入开关 121交替地断开以及闭合。当输入开关321闭合时，负载电流的模拟测量信号以实质上不变 的方式提供，用于由sigma/delta调制器进行的测量。当再循环阶段被转换到开启阶段时， sigma/delta调制器33的输出开关322和开关332在受到信号EnHsSync的逻辑“0”促进 时被断开，并借助AND门333对于规定的持续时间保持为一直断开，AND门333的输入侧具 有信号EnHsSync，以及从sigma/delta调制器33施加到它的数字输出信号REDUN，且其输 出侧致动开关332。在这种情况下，信号EnHsSync可优选为以与信号VDRVEN同时致动。作 为sigma/delta调制器33的可切换电流源不可自由开关或开关332不能闭合的结果，并且 因为信号EnHsSync作为附加地施加到sigma/delta调制器33的D型触发器334的“set input”，sigma/delta调制器33通过信号EnHsSync的“0”解除致动，并停止电流测量，一直 到信号EnHsSync在开启路径保持阶段结束的接下来的再循环阶段再次对应于逻辑“1”且 电流测量电路的输出开关322因此再次闭合，开关332可基于信号REDUN再次可自由开关， 在DC型触发器334的“ set ”输入上再次存在“ 1 ”。图4示出了对于从再循环阶段到开启阶段的转换的信号VDRVEN、Vvq、EnLsSync以 及SENSE的示例性信号曲线，其含义参照图2介绍，Vvo即为电位VO相对于地的电压幅度。 在开启阶段开始之后，Sigma/delta调制器13的的第一测量周期用“第一采样”表示，并在由信号EnLsSync致动的输出开关122闭合之后发生。图5使用信号曲线VDRVEN、Vvo, EnHsSync和REDUN示出了从开启阶段到再循环阶段的转换实例，其参照图3来介绍。图6中的信号曲线示出了负载电流601 (Icoil)和两个信号曲线602与603，由具有 保持阶段的电流测量，其以不同的方式确定并表征测量电流。测量图来自这样的电路其仅 仅包含致动FET，且其中，负载电流经由外部的续流二极管再循环。在曲线603的情况下，保 持阶段604——其中，电流值被存储(曲线的平坦部分)——在对应于开启阶段的大约一半 的时刻(t。n/2)开始。曲线602的保持阶段仅仅在开启阶段(t。n)完全过去后开始。在新的 开启阶段开始时，两个电流测量曲线均跳到此时施加的致动电流的初始值(在图6中，近似 为 0. 89A)。图7中的信号曲线示出了负载电流701 (Icoil)和信号曲线703，其表征当保持阶 段704——其中，电流值被存储(曲线中的平坦部分)——在对应于占空周期的大约百分之 28的时刻开始(时间箭头706)时的测量电流。按照图4，其在致动阶段结束时结束(箭头 705)。为了完全消除常规误差，固有地必须尽可能完整地扫描整个电流曲线，包括致动和再 循环阶段。然而，在没有再循环驱动器的仅仅具有一个致动驱动器的简化电路(例如具有 一个或多于一个的外部续流二极管，其难以用于电流测量)中，这不是容易地可行的。作为 实质上彼此抵消的由RMS电流和测量电流之间的差获得的类似大小的积分区域(图7中的 加号和减号)的结果，在整个再循环阶段和剩余致动阶段的部分上由大约28%的占空周期 保持测量恒定的方法对于电流测量产生了惊人的高准确度，即使在不同的负载和限制条件 下。在这种情况下，优选为，如果所用的致动晶体管为检测FET的话，简化的多信道电路用 仅仅一个外部测量电阻器进行管理。
权利要求
一种电子机动车控制系统，其具有使用脉宽调制来控制负载电流的至少一个阀致动电路(2a，2b)，并具有至少一个电子电流测量电路，电子电流测量电路具有有着至少一个模拟/数字转换器(13，33)的至少一个测量路径(1，3)，模拟/数字转换器将对于负载电流的模拟测量信号转换为对于负载电流的数字测量信号，并被致动或设计为使得每个PWM周期进行多个电流测量，其特征在于，电流测量电路的所述至少一个测量路径(1，3)具有信号保存电路(12，32)，信号保存电路至少对于规定的保持时间(toff→on，ton→off)以实质上不变的形式且不依赖于实际负载电流地提供对于负载电流的模拟测量信号。
2.根据权利要求1的机动车控制系统，其特征在于，相应的模拟/数字转换器(13，33) 采用sigma/delta调制器的形式。
3.根据权利要求1或2的机动车控制系统，其特征在于，电子电流测量电路的所述至少 一个测量路径(1，3)包含输入电路，输入电路具有至少一个检测FET(111，311)，特别具有 检测放大器(112，312)，其基于负载电流提供对于负载电流的模拟测量信号。
4.根据权利要求1-3中至少一项的机动车控制系统，其特征在于，信号保存电路(12， 32)具有至少一个输入开关(121，321)和至少一个输出开关(122，322)，其中，输入开关 (121,321)能用于将信号保存电路(12，32)从负载电流隔离开，输出开关(122，322)能用于 将信号保存电路(12，32)从模拟/数字转换器(13，33)隔离开。
5.根据权利要求1-4中至少一项的机动车控制系统，其特征在于，所述至少一个模拟 /数字转换器(13，33)包含至少一个存储器元件(131，331)，其能存储关于直接或间接 对于负载电流的模拟测量信号的至少一个信息项；至少一个开关(132，332)，其中，此开关 (132,332)能用于隔离存储器元件(131，331)，特别是对模拟/数字转换器(13，33)进行解 除致动。
6.根据权利要求1-5中至少一项的机动车控制系统，其特征在于，电子电流测量电路 具有作为测量路径的至少一个开启路径(1)和/或至少一个再循环路径(3)，其中，至少一 个或二者分别包含至少一个模拟/数字转换器(13，33)和信号保存电路(12，32)。
7.根据权利要求6的机动车控制系统，其特征在于，电流测量电路的开启路径(1)和/ 或再循环路径(3)分别具有输入电路(11，31)，其被致动为使得输入电路(11)实质上仅仅 在开启阶段和/或关闭阶段中提供直接或间接地对于所述测量路径(1)的实际负载电流。
8.根据权利要求7的机动车控制系统，其特征在于这样的电路装置被设置其用于仅 仅在关闭阶段和/或开启阶段的一部分中提供负载电流供给。
9.根据权利要求1-8中至少一项的机动车控制系统，其特征在于，仅仅对于特别在各 个PWM周期开始时开始的特定的规定时间段，输入电路提供对于开启路径或再循环路径的 电流。
10.根据权利要求9的机动车控制系统，其特征在于，从各个PWM周期开始时，开启路径 中的电流被测量和传送，保存电路被使用的保持阶段在规定时刻开始，规定时刻在PWM周 期开始后的某个时刻和开启阶段过去之前的某个时刻之间。
11.根据权利要求6或7的机动车控制系统，其特征在于，电子电流测量电路具有切 换单元和共用的求平均装置，其中，开启路径(1)和/或再循环路径(3)的输出(SENSE， REDUN)被连接到切换单元的输入，切换单元的输出连接到共用的求平均装置的输入。
12.一种用于电子机动车控制系统中的电流测量的方法，该系统借助脉宽调制来控制 至少一个阀致动电路(2a，2b)中的负载电流，其中，该方法特别使用根据权利要求1至9中 至少一项的机动车控制系统来进行，且其中，机动车控制系统具有电子电流测量电路，该电 路包含具有至少一个模拟/数字转换器(13，33)的至少一个测量路径(1，3)，模拟/数字 转换器将对于负载电流的模拟测量信号转换为对于负载电流的数字测量信号，并被致动或 设计为每个PWM周期进行多个电流测量，其特征在于，至少对于规定的保持时间(t。ff —。n， t。n —。ff)，对于负载电流的模拟测量信号以实质上不变的形式且与此保持时间(toff — on， ton.off)中实际流动的负载电流无关地由相应的信号保存电路(12，32)在所述至少一个测 量路径(1，3)中提供。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，负载电流在PWM的开启阶段和/或再循环阶 段中被测量，电子电流测量电路为此目的而具有作为测量路径的至少一个开启路径(1)和 /或至少一个再循环路径(3)，其分别包含至少一个模拟/数字转换器(13，33)和信号保存 电路(12，32)。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于，仅仅在关闭阶段和/或开启阶段的一部分 中，负载电流被确定和/或传送为电流测量信号。
15.根据权利要求13的方法，其特征在于，实际测量电流的测量或传送在各个PWM周期 开始时开始。
16.根据权利要求14的方法，其特征在于，在电流测量阶段之后且恒定值在其中被传 送的保持阶段在规定时刻开始，规定时刻在PWM周期开始之后的某个时刻和开启阶段过去 之前的某个时刻之间。
17.根据权利要求12或13的方法，其特征在于，PWM阶段之间的切换涉及，与刚刚结 束的PWM阶段相关联的测量路径的信号保存电路(12，32)的输入开关(121，321)被断开， 结果，此PWM路径中对于负载电流的模拟测量信号实质上对于规定的保持时间(toff — on， ton.off)以不变的形式提供，其中，此规定的保持时间后面继以此信号保存电路(12，32)的 输出开关(122，322)被断开，因此，模拟测量信号或依赖于模拟测量信号的电气变量对于 刚刚开始的PWM阶段的持续时间加上此PWM阶段之后的保持时间被直接或间接地存储。
18.根据权利要求17的方法，其特征在于，PWM阶段之间的相应的切换涉及，直接地在 相应的PWM阶段开始时，相应的PWM路径(1，3)的信号保存电路(12，32)的输入开关(121， 321)闭合，所述一个PWM路径(1，3)的此信号保存电路(12，32)的输出开关(122，322)实 质上在另一 PWM路径(3，1)的信号保存电路(32，12)的输出开关(322，122)断开时相应地 闭合。
19.根据权利要求17或18的方法，其特征在于，在各种情况下，实质上与一个测量路 径(1，3)的信号保存电路(12，32)的输出开关(122，322)的断开同时地，此测量路径的模 拟/数字转换器(13，33)的开关(132，332)同样地断开，因此，此模拟/数字转换器的存储 器元件(131，331)被隔离，特别地，此模拟/数字转换器(13，33)被解除致动，其中，此模拟 /数字转换器的此开关(131，331)与此测量路径(1，3)的信号保存电路(12，32)的输出开 关(122，322)实质上同时地变得另外地重新可致动或也被再次闭合。
20.根据权利要求17或18的方法，其特征在于，实质上在相应的PWM路径(1，3)的信 号保存电路(12，32)的输出开关(122，322)闭合的时间间隔内，用于PWM路径(1，3)的数字测量信号被传送到共用的评估电路或由共用的评估电路进行考虑，其中，来自此共用评 估电路的输出信号至少包含特别是对于相应的PWM周期关于测量负载电流的幅度的信息。
21.根据权利要求1-12中至少一项的机动车控制系统在机动车制动系统中的应用。
全文摘要
本发明涉及电子机动车控制系统，其具有借助脉宽调制控制负载电流的至少一个阀致动电路(2a，2b)，并具有至少一个电子电流测量电路，该电路具有有着至少一个模拟/数字转换器(13，33)的至少一个测量路径(1，3)，模拟/数字转换器将负载电流的模拟测量信号转换为负载电流的数字测量信号，并被致动或设计为每个PWM周期进行多个电流测量，其中，电流测量电路的所述至少一个测量路径(1，3)具有信号保存电路(12，32)，该电路至少对于规定的保持时间(toff→on，ton→off)提供实质上不变且与实际负载电流无关的负载电流模拟测量信号。
文档编号H03K5/08GK101980905SQ200980111090
公开日2011年2月23日 申请日期2009年3月25日 优先权日2008年3月27日
发明者A·施米茨, F·米歇尔, M·海因茨, P·厄勒 申请人:大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司