KR20080087116A - 센스 ｆｅｔ 및 시그마-델타 변조를 측정하기 위한 전류측정 회로를 갖춘 전자 조절기 및 방법 - Google Patents

센스 ｆｅｔ 및 시그마-델타 변조를 측정하기 위한 전류측정 회로를 갖춘 전자 조절기 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080087116A
KR20080087116A KR1020087016735A KR20087016735A KR20080087116A KR 20080087116 A KR20080087116 A KR 20080087116A KR 1020087016735 A KR1020087016735 A KR 1020087016735A KR 20087016735 A KR20087016735 A KR 20087016735A KR 20080087116 A KR20080087116 A KR 20080087116A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
sigma
path
electronic
electronic controller
Prior art date
Application number
KR1020087016735A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101280712B1 (ko
Inventor
페터 외흘러
악셀 슈미츠
미하 하인츠
프랑크 미헬
Original Assignee
콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 filed Critical 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
Publication of KR20080087116A publication Critical patent/KR20080087116A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101280712B1 publication Critical patent/KR101280712B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P15/00—Arrangements for controlling dynamo-electric brakes or clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/36—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition including a pilot valve responding to an electromagnetic force
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/1555—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only for the generation of a regulated current to a load whose impedance is substantially inductive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

모터 차량 제어 시스템용 전자 제어기는, 본질적으로 유도성 부하 (L) 를 관류하는 부하 전류 (iL) 를 제어하기 위해 펄스폭 변조를 사용하는 1 개 이상의 밸브 작동 회로와, 상기 부하 전류 (iL) 용 아날로그 측정 신호를 부하 전류 (iL) 용 디지털 측정 신호로 변환하는 1 개 이상의 아날로그/디지털 변환기를 갖춘 1 개 이상의 전자 전류 측정 회로를 구비하고, 상기 1 개 이상의 아날로그/디지털 변환기는 시그마-델타 변조기이다.
본 발명은 또한 시그마-델타 변조를 사용하여 전류를 측정하는 방법 및 전자 제어기를 모터 차량용 브레이크 시스템에 사용하는 용도에 관한 것이다.
Figure P1020087016735
전자 제어기

Description

센스 ＦＥＴ 및 시그마-델타 변조를 측정하기 위한 전류 측정 회로를 갖춘 전자 조절기 및 방법 {METHOD AND ELECTRONIC REGULATOR WITH A CURRENT MEASURING CIRCUIT FOR MEASURING THE CURRENT BY SENSE-FET AND SIGMA-DELTA MODULATION}
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 전자 제어기, 청구항 15 의 전제부에 따른 방법, 및 모터 차량 브레이크 시스템에 전자 제어기를 사용하는 용도에 관한 것이다.
고품질의 전자 ABS 및 ESP 브레이크 제어 시스템에서, 밸브 코일의 적어도 일부는 더이상 전환되지 않지만 유압 밸브의 대부분의 아날로그 작동을 가능하게 하는 펄스폭 변조 (PWM) 전류 제어를 사용하여 아날로그화 작동에 영향을 준다. 이를 위해, 예를 들어 상 (phase) 이 반대로 접속된 MOS 트랜지스터를 사용하여 구성될 수 있는 다수의 밸브 작동 회로가 제공된다. 저렴하고 또한 공간을 절약하기 위한 해결책으로서, 특히 복잡한 ESP 시스템에는 많은 추가 회로 부품 이외에도 최대 8 개의 상기 밸브 작동 회로가 필요하기 때문에, 이러한 밸브 작동 회로는 통상적으로 집적 회로로서 제공된다. 과도한 동력 손실로 인해서, 밸브 코일을 작동시키는 순정 아날로그 증폭기가 실시될 수 없다.
PWM 제어기에 단일의 A/D 변환기를 사용하여 실제 전류를 측정할 때, 상기 밸브 코일을 작동시키기 위한 과정은 이미 국제특허출원공개 WO02/058967 A2 (P 10057) 및 국제특허출원공개 WO03/039904 A2 (P 10253) 에 기재되어 있다. 상기 특허출원공개에 기재된 회로의 실시예에 기초하여, 특정 개수의 전류 측정 채널이 복잡한 우선순위 로직에 기초하여 시분할 (time slice) 원리에 따라 A/D 변환기에 할당되어, 상기 A/D 변환기의 변환 용량이 가능한 한 최적으로 사용될 수 있다. 상기 우선순위 로직은 비교적 복잡하여 값비싸다.
브레이크 제어 유닛에 의해 추가의 기능이 또한 실시되거나 제어 품질이 개선된 브레이크 시스템이 필요하기 때문에, 상기 전자 제어 유닛에 대한 요구가 크게 증가하고 있다. 전방의 차량으로부터의 거리를 일정하게 유지시키는 차량 종방향 제어 (ACC) 를 포함하는 보다 더 최신의 제어 기능에는, 아날로그 전류를 설정하는 단순한 능력 뿐만 아니라 특히 정확한 전류 제어를 필요로 하는데, 그 이유는 소망하는 전류값을 약간 벗어나면 쉽게 감지할 수 있는 설정 제동 압력차를 유발하기 때문이고, 즉 안락한 적절한 레벨로 정확한 ACC 제어를 전혀 할 수 없기 때문이다. ACC 제어를 연장하는 경우에도, 전방 및 후방 차축의 설정 압력간의 단지 미소한 차이를 유발하여 하나의 차축에서의 제동 기능을 상실할 수 있다. 특히, 대략 100 ~ 400 mA 범위의 비교적 적은 전류에서는, 종방향 제어에 대해서는 통상적인 바와 같이, 작은 압력차를 설정하기 위해 이러한 범위의 전류가 필요하기 때문에, 고도의 정확성을 필요로 한다.
그리하여, 전술한 국제특허출원공개 WO02/058967 A2 (P 10057) 및 국제특허출원공개 WO03/039904 A2 (P 10253) 에 따라서 구성된 밸브 작동 회로의 경우에는 PWM 전류 제어의 정확성을 보다 더 개선시킬 필요가 있다. 개시된 종래 기술에 따른 PWM 제어의 경우에 있어서, 브레이크 제어의 일반적인 적용시 유도성 부하 (예를 들어, 밸브 코일) 가 작용하는 것을 일반적으로 고려한다. 유도성 부하는 결정된 인덕턴스 (L) 및 비반응성 레지스턴스 (R) 를 가진다. 인덕턴스 (L) 는 부하 (L/R) 에 대한 일정한 시간을 제한하는데 사용될 수 있다. 이러한 일정한 시간 및 펄스폭 변조의 작동 주파수에 기초하여, 도 1 에 도시된 바와 같이, 시간 (t) 에 따른 유도성 부하를 위한 부하 전류 (IL) 에 대한 통상적인 프로파일이 얻어진다. 상이한 밸브 작동 회로에서의 전류를 측정하기 위해 다수의 경우에 사용되는 A/D 변환기를 사용함으로써, 도 1 에서의 전류 프로파일의 다수의 포인트에서 전류를 결정할 수 없도록 한다. 그리하여, 전술한 문헌에 기재된 바와 같이 전류는 특정 시간 (이산 시간 측정값) 에서 측정된다. 이러한 방식으로 결정된 전류값은 측정한 시간에 따라서 PWM 제어를 위해 실제로 필요한 전류 평균값을 상당히 벗어난다. 평균값과의 이러한 차이를 이하 형상 에러 (form error) 라고 한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 예를 들어 시간 (tON/2) 에서 스위치-온 상의 중간에서 전류값이 규칙적으로 측정되면, 도 2 에 도시된 형상 에러는 측정값과 평균값간의 차이로서 나타난다.
하지만, 형상 에러는 이산 전류 측정을 위한 측정 시간뿐만 아니라 PWM 제어를 위한 다른 작동 인자, 즉 현재의 부하에서 온도에 따른 비반응성 레지스턴스 및 부하에 따른 전압 등에 의해 영향을 받는다. 특히, 집적된 아날로그 회로에서 는 매우 많은 경비를 들여 확실한 고정확성을 달성한다. 예를 들어, 본질적으로 공지된 편차 회로 기법 및 본질적으로 공지된 보정 기법으로 기술적인 변동 및 온도 영향과는 어느 정도 독립적으로 해주더라도, 이러한 방법은 많은 경비로 인해 제한을 받게 된다. 온도에 따라서 회로를 보정하기 때문에, 제조 이후에 매우 긴 시간을 필요로 하게 되므로 대량의 제조시 이점이 없다.
도 2 에 도시된 전류 측정 원리에서는 PWM 신호의 스위치-온 시간에 대하여 최소값을 필요로 하기 때문에, 모든 구속조건하에서 각각의 기간마다 전류값이 기록될 수 있다. 이러한 최소값으로 인해, 코일의 비반응성 레지스턴스, 인덕턴스상의 고측 전압 및 설정 PWM 주파수에 기초하여, 더 이상의 제어가 불가능한 이하의 최소 전류가 얻어진다. 모터 차량용 ACC 제어의 통상적인 적용시, 전류만을 예를 들어 최소 200 mA 로 조절할 수 있다. 하지만, 밸브 코일을 위한 ACC 최적 전류/제동 압력 특성은 통상적으로 최하 대략 100 mA 의 더 적은 전류를 필요로 한다.
그리하여, 본 발명의 목적은 전자 제어기 및 PWM 전류 제어로 전자 제어기의 전류를 측정하는 방법을 제공하는 것으로, 상기 PWM 전류 제어는 보다 정확하고 안전한 전류 설정을 실시하도록 해주며, 상기 전자 제어기는 특히 비교적 값싸게 되어야 한다.
본 발명의 목적은 청구항 1 에 따른 전자 제어기 및 청구항 15 에 따른 방법에 의해 달성된다.
본 발명은 1 개 이상의 시그마-델타 변조기를 갖는 1 개 이상의 전자 전류 측정 회로를 구비하는 모터 차량 제어 시스템용 전자 제어기를 제안한 아이디어에 기초하고, 이 시그마-델타 변조기는 부하 전류용 아날로그 측정 신호를 부하 전류용 디지털 측정 신호로 변환시킴으로써 본질적으로 유도성 부하를 관류하는 부하 전류를 측정한다.
시그마-델타 변조기를 사용함으로써, 첫째로 부하 전류용 아날로그 측정 신호를 오버샘플링함으로써 부하 전류가 측정될 수 있고, 그 결과 PWM 주기마다 다수의 전류값이 기록되어 형상 에러가 감소되거나 방지될 수 있는 이점을 가진다. 두번째로, 시그마-델타 변조기의 리솔루션 (resolution) 이 차수 (order) 에 따르지 않고 특히 작동되는 클록비 (clock rate) 에 따르며, 그로 인해 낮은 차수의 변조기를 사용할 수 있기 때문에, 시그마-델타 변조기는 비교적 값싸다. 그리하여, 전류를 측정하기 위해서 특히 적은 반도체 요소를 필요로 하는 1 개 이상의 1-비트 시그마-델타 변조기를 사용하는 것이 바람직하고, 그럼으로써 합리적이며 그럼에도 불구하고 클록비에 의해 높은 리솔루션을 달성할 수 있다. 이러한 아날로그/디지털 변환기가 비교적 값싸다는 사실로 인해, 유리하게 전류 측정 회로마다 적어도 하나, 특히 PWM 경로마다 하나를 사용할 수 있는데, 이는 제어기가 포함하는 모든 전류 측정 회로를 사용하여 단일 아날로그/디지털 변환기를 작동시키기 위한 복잡하고 그로 인해 비교적 고가의 우선순위 로직이 불필요하게 된다는 것을 의미한다. 또한, 전류가 바람직하게는 직접 측정되기 때문에, 즉 시그마-델타 변조기에 의해 전류를 적합한 전압으로 전환하지 않기 때문에, 비교적 고가의 정밀 레지스터 (분로) 를 사용할 필요가 없다.
문헌에서는 본질적으로 동일한 아날로그/디지털 변환기를 위해 "시그마-델타 변조기" 라는 용어뿐만 아니라 "델타-시그마 변조기" 라는 용어를 사용하였고 또한 정확한 명칭에 대한 구별가능한 기준 판단이 없다는 사실로 인해, "시그마-델타 변조기" 라는 용어는 상기 두 가지의 용어 및 하나 또는 두 가지의 용어로 인한 (인할 수 있는) 가능한 기술적 실시형태를 의미함을 이해해야 한다.
또한, 출력 신호 및 신호 전송은 데이타 신호, 출력 신호 및 데이타 전송을 의미함을 이해해야 한다.
부하 전류용 측정 신호는, 부하 전류에 따르고 또한 센스 FET 등을 사용하여 부하 전류를 스케일링함으로써 바람직하게 생성되는 신호, 및/또는 특히 부하 전류가 관류하는 분로를 가로질러 꺼낼 수 있는 전압 신호인 신호를 의미함을 이해해야 한다. 특히 바람직하게는, 상기 용어는 부하 전류를 위해 측정된 변수의 시간 프로파일을 나타내거나 1 개 이상의 변수에 관해서 부하 전류를 따르는 신호를 포함한다. 다른 방법으로, 상기 용어는 또한 부하 전류 신호 그 자체 또는 바람직하게는 부하 전류를 따르고 또한 부하 전류를 측정하기 위해 제공되는 다른 신호를 포함한다.
밸브 작동 회로는 밸브, 바람직하게는 유압 밸브를 통과하는 본질적으로 유도성 전기 부하인 적어도 전류를 제어하는 회로를 의미함을 이해하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 밸브 작동 회로는, 특히 펄스폭 변조를 사용하고, 또한 동력 구동기를 가진 1 개 이상의 스위치-온 경로 및 동력 구동기를 가진 재순환 경로를 가진다. 특히 바람직하게는, 밸브 작동 회로는 PWM 출력 단계를 의미함을 이해해야 한다.
듀티 사이클은 PWM 기간 길이에 대한 스위치-온 상의 비를 의미함을 이해해야 한다.
1 개 이상의 전자 전류 측정 회로는 1 개 이상의 밸브 작동 회로에 집적되거나 그에 포함되는 것이 바람직하다.
전자 제어기의 전자 전류 측정 회로의 1 개 이상의 시그마-델타 변조기는 부하 전류용 아날로그 측정 신호를 오버샘플링함으로써 부하 전류를 위한 전류 측정을 유리하게 실시하고, 시그마-델타 변조기의 클록비는 펄스폭 변조의 주파수보다 상당히 높다. 이러한 측정은 형상 에러를 상당히 방지하거나 감소시킨다.
전자 제어기의 전자 전류 측정 회로는, 부하 전류용 아날로그 측정 신호를 직접적으로 또는 간접적으로 제공하는 1 개 이상의 센스 FET 를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 1 개 이상의 센스 FET 의 게이트 접속부는 특히 스위치-온 경로 또는 재순환 경로의 1 개 이상의 동력 구동기의 게이트 접속부에 접속된다. 또한, 각각의 센스 FET 및 각각의 동력 구동기의 드레인 접속부 및/또는 소스 접속부는 직접적으로 또는 간접적으로 서로 접속되거나 연결된다. 이러한 전자 전류 측정 회로의 형상으로 인해, 실제로 측정될 전류 (제한된 인자가 더 작은 것으로 밝혀짐) 로 간접적으로 전류 측정을 가능하게 하고, 이는 동력 인가시 측정 구성부품을 반드시 구성하지 않아도 되고 또는 적절하게 낮은 정도로만 필요하도록 해준다.
1 개 이상의 시그마-델타 변조기는, 특히 주어진 상황에서 집적기 요소, 특히 집적기를 구비한 제어 루프, 특히 바람직하게는 커패시터나 다른 구성부품, 또는 대응하는 전기 응답성을 가진 전자 회로, 비교기 및 특히 제어가능하고 전환가능한 전류원을 포함하는 것이 유리하다. 상기 전환가능한 전류원은, 다양한 분리 전류값을 구동할 수 있고 또한 이러한 다양한 전류값사이에서 전환가능할 수 있도록 구성되는 것이 특히 바람직하다. 특히 가장 바람직하게는, 상기 전환가능한 전류원은 제한된 방식으로 전류가 추가될 수 있는 전류원을 포함하는 병렬 회로를 포함하고, 이러한 공정은 특히 전환가능한 것이 바람직하다.
1 개 이상의 시그마-델타 변조기의 출력은 1 개 이상의 평균화 장치에 접속되는 것이 바람직하다. 특히, 상기 평균화 장치는 카운터 요소 또는 다른 방법으로 1 차 디지털 로-패스 필터처럼 거동하는 기하급수적으로 가중화된 가동 평균 필터이다. 특히 바람직하게는, 카운터 요소는 디지털 데이타를 합산하도록 구성되거나 작동되는 회로이다. 이러한 카운터 또는 카운터 요소는, 시그마-델타 변조기로부터의 모든 데이타가 합산되어 클록 사이클마다 고려되기 때문에, 무조건 평균화를 실시한다.
전자 제어기의 1 개 이상의 전자 전류 측정 회로는 스위치-온 경로 및 재순환 경로를 가지는 것이 유리하고, 각각의 경로는 1 개 이상의 시그마-델타 변조기를 가진다. 또한, 재순환 상 동안에 전류를 측정함으로써, 비교적 적은 전류 또는 비교적 낮은 듀티 사이클에 대해서도 충분히 정확하게 전류 제어를 실시할 수 있도록 해준다.
스위치-온 경로 및 재순환 경로 둘 다 각각에 대해서 1 개 이상의 센스 FET 를 가지는 것이 바람직하고, 이 센스 FET 는 각각의 시그마-델타 변조기에 직접적으로 또는 간접적으로 접속된다.
바람직하게는, 스위치-온 경로의 시그마-델타 변조기는 본질적으로 스위치-온 상 동안에만 전류를 측정하거나 전류를 기록하고, 재순환 경로의 시그마-델타 변조기는 본질적으로 재순환 상 동안에만 전류를 측정하거나 전류를 기록한다. 이는, 전류는 상기 두 개의 상 동안에 별도로 측정되거나 기록된다는 것이다.
스위치-온 경로의 시그마-델타 변조기로부터의 출력 신호, 즉 부하 전류용 디지털 측정 신호 및 재순환 경로의 시그마-델타 변조기로부터의 출력 신호는 경로 둘 다로부터의 출력 신호를 가지는 공통의 평균화 장치에 공급되는 것이 유리하고 또는 그에 따라 전자 전류 측정 회로가 구성된다. 이러한 조치로 달성되는 효과로서는 2 개의 전류 측정이 합산된다는 것이고, 이는 본질적으로 아날로그 도메인에서 PWM 경로 둘 다로부터 측정된 2 개의 전류를 합산하는 것에 대응한다. 1 개 이상의 전자 전류 측정 회로는, 특히 채널 전환을 위한 1 개 이상의 회로 수단, 특히 바람직하게는 다중화기를 포함하고, 이 다중화기는 2 개의 PWM 경로의 각각의 시그마-델타 변조기로부터의 출력 신호를 공통의 평균화 장치로 신호 전송하는 것이 PWM 상에 기초하여 영향을 받도록 구성된다. 즉, 스위치-온 상 동안에, 스위치-온 경로의 관련된 시그마-델타 변조기는 부하 전류를 측정하거나 기록하고, 이 시그마-델타 변조기로부터의 출력 신호는 채널 전환을 위한 회로 수단을 통하여 공통의 평균화 장치에 전송되거나 접속된다. 이러한 거동은 재순환 상 동안에 재순환 경로의 시그마-델타 변조기로부터의 출력 신호와 유사하다.
전자 제어기는 1 이상의 PWM 기간 이후의 적어도 제한된 시간에서 1 이상의 평균화 장치(들)의 데이타 내용을 평가하고 부하 전류, 즉 본질적으로 유도성 부하를 통한 전류를 직접적으로 또는 간접적으로 계산하기 위해 이 데이타를 사용한다. 이는 평균화 및 언더샘플링을 실시하여 측정 신호를 매끄럽게 해준다. 또한, 평균화로 인해서 이러한 방식으로 전류를 측정하는데 사용되는 데이타 용량은 비교적 효과적으로 형상 에러를 억제할 만큼 충분히 크다.
1 개 이상의 전자 전류 측정 회로는, 2 개의 PWM 경로의 각각의 시그마-델타 변조기로부터의 출력 신호가 각각의 추가의 평균화 장치에 추가로 전송되도록 구성되는 것이 바람직하다. 각각의 PWM 경로에서 전류 측정을 위한 이러한 추가 데이타는, 전자 전류 측정 회로의 구성 및/또는 전자 제어기의 구성에 따라서, 제한된 시간에서만 안정화 또는 타당성 점검을 위해 또는 특히 제한된 용량의 데이타가 있을 때, 특히 제한된 카운터 판독을 위해 평가 유닛으로 전송된다. 특히 바람직하게는, 각각의 추가 평균화 장치는, 각각의 시그마-델타 변조기로부터 "하나" 를 카운트하는 제 1 카운터 요소와, 샘플의 개수 또는 디지털 출력 데이타 아이템의 개수를 카운트하는 제 2 카운터 요소를 포함한다. 주로 "하나" 를 합산하는 제 1 카운터 판독 및 대응 샘플의 개수를 판독하고 합산하는 제 2 카운터 판독은, 안전화를 위한 전류값을 계산하는데 사용되는 평균을 형성하는데 사용된다. 이와 비교하여, 공통의 평균화 장치는 아주 특히 바람직하게는 하나의 카운터 요소만을 포함하고, 이 카운터 요소는 PWM 경로 둘 다로부터 "하나" 를 합산한다. 이는 PWM 기간 또는 그 배의 기간으로부터 제한된 개수의 샘플에 걸쳐 평균화하는 것을 포함한다. 이러한 샘플의 개수가 알려져 있다는 사실로 인해서, 다른 카운터 요소가 필요하지 않게 된다. 추가의 평균화 장치로부터의 추가의 데이타는 안전화를 위해 바람직하게는 본원의 방법의 일부로서 마이크로제어기의 소프트웨어에 의해 판독된다.
매우 작은 듀티 사이클, 특히 바람직하게는 15% 미만의 듀티 사이클이 특히 1 개 이상의 제한된 개수의 PWM 기간 이내에 발생하면, 스위치-온 경로의 동력 구동기는 스위치-온 경로의 전류 측정시 데이타 용량을 증가시키기 위해 비교적 짧은 제한된 기간 동안 제한된 시간에서 스위치-온되도록, 1 개 이상의 전자 전류 측정 회로가 구성되는 것이 유리하다.
매우 큰 듀티 사이클, 특히 바람직하게는 85% 초과의 듀티 사이클이 특히 1 개 이상의 제한된 개수의 PWM 기간 이내에 발생하면, 스위치-온 경로의 동력 구동기는 재순환 경로의 전류 측정시 데이타 용량을 증가시키기 위해 비교적 짧은 제한된 기간 동안 제한된 시간에서 스위치-오프되도록, 1 개 이상의 전자 전류 측정 회로가 구성되는 것이 바람직하다.
평균화에 관해서 전류 측정을 위한 데이타베이스의 크기를 증가시켜 특히 바람직하게는 측정을 위한 의도적인 교란으로 인한 전류 제어시의 교란을 감소시키기 위해서, 1 개 이상의 평균화 장치, 특히 카운터로부터의 데이타를 적어도 단지 3 개의 PWM 기간마다 평가하도록, 1 개 이상의 전자 전류 측정 회로가 구성되는 것이 바람직하다.
각각의 PWM 기간에 1 개 이상의 적어도 매우 짧은 스위치-온 상을 포함하고/포함하거나 유사하게 각각의 PWM 기간에 1 개 이상의 적어도 매우 짧은 재순환 상을 포함하도록, 1 개 이상의 전자 회로 측정 회로가 구성되는 것이 바람직하다. 특히, 적어도 하나, 특히 바람직하게는 각각의 밸브 작동 회로가 그에 따라 구성된다.
1 개 이상의 전자 전류 측정 회로는, 집적 회로 형태이고, 특히 집적 회로 형태인 전자 제어기에 집적되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 모터 차량 제어 시스템용 전자 제어기에서 전류를 측정하는 방법을 제안하는 아이디어에 기초하고, 부하 전류용 아날로그 측정 신호를 부하 전류용 디지털 측정 신호로 전환하기 위해 전자 전류 측정 회로의 1 개 이상의 신호 경로의 시그마-델타 변조를 사용한다. 이 경우에 있어서, 전류 측정은 시그마-델타 변조를 사용하여 실시되는 것이 바람직하다.
스위치-온 경로의 부하 전류용 디지털 측정 신호 및 재순환 경로의 부하 전류용 디지털 측정 신호는 PWM 기간 또는 다수의 PWM 기간내에 개별적으로 및/또는 함께 각각 합산되고, 이러한 1 개 이상의 합산은 실제 전류 제어를 위한 기초로서 얻어지는 공통의 전류값을 계산하는데 사용되는 것이 유리하다. 특히, 2 개의 PWM 경로에서 부하 전류용 디지털 측정 신호는 추가로 개별적으로 각각 합산되고 또한 특히 바람직하게는 제한된 시간 이후에 및/또는 1 개 이상의 제한된 데이타 용량이 존재할 때 저장된다. 각각의 개별 PWM 경로로부터 이러한 추가의 전류 측정 데이타는, 타당성 점검 및/또는 안전화를 위해 사용되어 마이크로제어기에서 평가되는 것이 가장 특히 바람직하다.
전자 제어기의 특징 및 설명된 예시적인 실시형태의 특징은 또한 바람직하게는 상기 방법으로 실시될 수 있는 특징이다.
또한, 본 발명은 모터 차량 제어 시스템에 전자 제어기를 사용하는 용도에 관한 것이다.
본원의 전자 제어기 및 방법은, 모터 차량의 휠 브레이크의 유압을 설정하기 위해, 전자기 유압 밸브가 밸브 작동 회로의 펄스폭 변조에 의해 작동되는 전자 모터 차량 브레이크 시스템에 사용되는 것이 바람직하다. 다른 방법으로, 본원의 전자 제어기 및 방법은 모터 차량의 서보-보조 조향 시스템에 사용되는데, 여기서 본원의 전자 제어기는 1 개 이상의 유압 밸브를 작동시킨다.
다른 바람직한 실시형태는 종속항 및 이하 도면을 참조한 예시적인 실시형태의 설명에서 알 수 있다.
도 1 은 종래 기술에 기초하여 제어 회로에서 PWM 제어된 유도성 부하를 통과하는 전류 프로파일을 도시한 도면,
도 2 는 종래 기술에 기초하여 도 1 에 도시된 전류 프로파일로부터 단지 하나의 PWM 기간을 도시한 도면,
도 3 은 종래 기술에 기초하여 재순환 경로를 갖춘 밸브 작동 회로의 개략도,
도 4 는 스위치-온 경로를 위한 전자 제어기에서 전자 전류 측정 회로의 예 시적인 실시형태를 도시한 도면,
도 5 는 측정 경로 둘 다를 평가하기 위한 회로 요소를 구비한 전자 제어기의 예시적인 전자 전류 측정 회로를 도시한 도면,
도 6 은 트리밍 (trimming) 요소를 갖춘 전자 제어기의 다른 예시적인 전자 전류 측정 회로를 도시한 도면, 및
도 7 은 전류 측정 회로내의 집적기상의 전압 및 측정될 대응 부하 전류를 위한 예시적인 시간 프로파일을 도시한 도면.
스위치-온 경로의 동력 구동기 및 도 3 에 도시된 재순환 경로의 동력 구동기를 갖춘 밸브 작동 회로의 개략적인 도면은 유도성 부하 (L) 의 PWM 작동시 도시된 전류를 설명하는데 사용된다. 스위치-온 경로의 동력 구동기는 부하 (L) 를 접지 접속시키는데 사용되고, 그 결과 최대 전류에 아직 도달하지 않았을 때 코일 전류는 기하급수적으로 상승하게 된다. PWM 작동이 스위치-오프 상태이면, 재순환 경로의 동력 구동기가 온되고, 즉 코일의 과도 감소 전류가 재순환 경로를 통하여 흐를 수 있다. 이로 인해 전류가 기하급수적으로 감소하게 된다.
도 4 는 전자 제어기의 전자 전류 측정 회로의 예시적인 실시형태를 개략적으로 도시하였다. 이러한 구성에 있어서, 상기 전류 측정 회로는 밸브 작동 회로의 스위치-온 경로에서 전류 측정만을 포함한다. 인덕턴스 (L) 를 가로지르는 전압 (URef) 및 스위치-온 경로의 동력 구동기 (6) 가 온일 때 접지되는 동력 구 동기 (6) 의 채널 레지스턴스에 기초하여 형성되고 또한 인덕턴스 (L) 를 관류하는 부하 전류 (iL) 가 측정된다. 이 경우에, 인덕턴스 (L) 는 밸브 코일의 유도성 거동에 대응한다. 인덕턴스 (L) 와 동력 FET 사이의 노드 (node) 상에는 포텐셜 (VOx) 이 있다. 포텐셜 (VOx) 은 이에 접속된 제어 루프용 기준 변수이다. 이 기준 변수는 합산 포인트 (summing point; 1) 를 포함하고, 이 합산 포인트에서 기준 변수 (VOx) 와 피드백 변수 (Ur) 가 결합하고, 음의 피드백은 합산 포인트 (1) 에서 2 개의 변수 (VOx, Ur) 간의 차이가 발생했다는 것을 의미한다. 예를 들어, 합산 포인트 (1) 는 작동 증폭기 회로에 의해 제공되는 아날로그 합산기 (summator) 의 형태이다. 합산 포인트 (1) 는 이에 접속된 집적기 (2) 를 가지며, 이 집적기는 제어기로서 사용되고 또한 이 집적기의 출력은 접지에 대하여 비교하는 비교기 (3) 용 입력 포텐셜을 형성한다. 비교기 (3) 는 제어 루프의 제어 경로의 일부이고 예를 들어 클록 방식으로 작동된다. 제어 루프의 출력은 1-비트 DAC (5) 를 통하여 피드백된다. 이러한 구성에 있어서, 1-비트 DAC 는 전환가능한 전류원 (4) 의 형태이고, 이 전류원은 접지되는 센스 FET (7) 를 통하여 제한된 기준 전류를 구동한다. 상기 센스 FET (7) 는 제어 상황에서 온이고 또한 제한된 채널 레지스턴스를 가지며, 이에 기초하여 1-비트 DAC (5) 와 센스 FET (7) 사이의 노드상에 적절한 전압 (Ur) 이 온이며, 이 전압은 피드백 변수로서 반전된 형태로 합산 포인트 (1) 에 인가되며, 그 결과 제어 루프를 위한 적합한 음의 피드백이 달성된다. 동력 구동기 (6) 및 센스 FET (7) 의 게이트 접속부들 은 서로 접속되는데, 이것이 의미하는 바는 상기 2 개의 트랜지스터가 함께 작동되고, 즉 동력 구동기 (6) 가 온일 때만 제어 루프가 작동된다는 것이다. 예를 들어, PWM 주파수의 256 배 높은 주파수에서 시그마-델타 변조가 실시된다. 이는 256-폴드 오버샘플링 (oversampling) 에 대응한다. 이를 위해, 이 오버샘플링 주파수에서 비교기 (3) 가 클록 방식으로 작동된다. 비교기 (3) 로부터의 출력 신호가 전환가능한 전류원 (4) 을 작동시킬 뿐만 아니라 이 출력 데이타는 카운터 (8) 로 전송되어 이 카운터에 저장된다. 이러한 구성에 있어서, 카운터 (8) 는 비교기의 출력으로부터 "1" 마다 카운트를 한다. PWM 주기마다, 예를 들어 10 비트의 데이타 워드 길이를 가지는 카운터 판독은, 이 데이타 워드를 취하여 전류값을 계산하는 평가 유닛으로 전송된다. 하지만, 예를 들어 상기 전류값은 단지 펄스폭 변조의 스위치-온 상 동안에 기록된 전류와 관련 있다. 카운터 (8) 에서 데이타 워드 (샘플) 를 저장하거나 합산하는 것은 전류 측정의 일부로서 평균화하는 것에 대응한다. PWM 에 따라서 카운터 (8) 를 판독함으로써 후속의 언더샘플링 (undersampling) 이 실시된다. 비유적으로, 평균화하는 것은 전류 측정을 간략하게 해준다. 이는 측정될 전류 (iL) 의 로-패스 필터링을 아날로그화하는데 비교할 만하다.
이하, 예로서 설명한 바와 같이, 전류 측정 회로의 측정 범위를 비례시키는 것이 선택될 수 있고, 센스 FET (7) 에 대한 동력 구동기 (6) 의 드레인/소스 채널 레지스턴스의 비 (W/L 비) 또는 미러 비 (mirror ratio) 는 500 이다. 2A 의 상부 측정 범위 한계까지 전류를 측정하는 것을 현재 목표로 하면, 전환가능한 전류원 (4) 은 4 mA 의 전류를 출력해야 한다. 이러한 값에 관해서, 시그마-델타 변조기의 제어 루프에 의해서 2A 의 측정 범위가 얻어진다. 그리하여, 전류원의 구성은 측정 범위를 결정하는데 중요하다. 도시하지 않은 예시적인 실시형태에 있어서, 전환가능한 전류원 (4) 은 측정 범위를 설정하기 위한 제어가능한 전류원으로서 구성된다. 유사하게, 도시하지 않은 예시적인 일실시형태에 있어서, 추가의 접속가능한 전류원 또는 전류원을 포함하는 추가의 접속가능한 병렬 회로가 전환가능한 전류원 (4) 및 센스 FET (7) 의 드레인 접속부 사이의 노드 (13) 에 접속된다. 이러한 전류원(들)은 전류 측정 회로의 측정 범위를 변경시키거나 또는 예를 들어 연장시키고, 그리하여 추가의 전류원들의 접속 및 단락으로 범위 전환을 실시한다.
도시하지 않은 예시적인 일실시형태에 있어서, 제한된 용량을 가진 커패시터에 의해 집적기 (2) 가 제공된다.
도 5 에는 연장된 전자 전류 측정 회로의 개략적이고 예시적인 실시형태를 도시하였다. 이러한 구성에 있어서, 스위치-온 경로 및 재순환 경로 둘 다에서 시그마-델타 변조기에 의해서 간접적으로 (도시하지 않은 방식으로) 부하 전류가 기록된다. 시그마-델타 변조기 각각으로부터의 데이타 워드는 비트 바이 비트로 각각의 라인을 통하여 전류 측정 회로의 도시된 부분으로 전송되고, 데이타 신호 ∑△on 은 스위치-온 경로에서의 시그마-델타 변조기의 출력에 대응하고, 데이타 신호 ∑△rec 는 재순환 경로에서의 시그마-델타 변조기의 출력에 대응한다. 이 2 개의 데이타 신호는 다중화기 (9) 에 공급된다. 이 다중화기 (9) 는, 현재 활성화된 경로에 대한 각각의 입력 채널이 스위치-온되도록, 즉 데이타 신호 ∑△on 이 PWM 의 스위치-온 상 동안 및 그로 인한 스위치-온 경로에 대한 활성 전류 판독시 스위치-온되고 또한 그에 따라 데이타 신호 ∑△rec 가 PWM 의 재순환 상 동안에 스위치-온되도록 작동된다 (도시하지 않음). 다중화기 (9) 의 출력은, 전류 기록 경로 둘 다 및 그에 따른 시그마-델타 변조기 둘 다로부터의 데이타 워드를 합산하고 저장하는 카운터 (12) 에 접속된다. PWM 전류 측정 경로 둘 다로부터의 데이타 신호 또는 샘플을 합산하는 것은, 아날로그 도메인에서 2 개의 PWM 경로로부터의 측정된 전류 둘 다를 합산하는 것에 대응한다. 또한, 카운터 (12) 는 기록된 전류에 대한 일반적인 평균값을 형성한다. 예를 들어, 이러한 평균값은 평가 회로로 전송되거나 또는 이로부터 2 개의 PWM 주기마다 판독된다. 이러한 경우에, 카운터 판독 (z) 은 모든 가능한 "1" 데이타 워드의 합으로부터 얻어지는 개수 (Zmax) 의 비율이다. 2 개의 PWM 주기마다의 카운터 (12) 상의 카운터 값의 전송 및 256-폴드 오버샘플링 각각으로, Zmax 는 512 로 얻어진다. 측정된 전류값은 Z/Zmax 몫에 2 개의 PWM 경로에서 2 개의 시그마-델타 변조기용 측정 범위의 상한계를 곱함으로써 얻어진다. 또한, 데이타 신호 ∑△on 및 ∑△rec 는 각각 다른 카운터 (10, 11) 에 공급된다. 예를 들어, 이러한 2 개의 카운터 (10, 11) 로부터의 데이타 워드는 제한된 시간 또는 특정 데이타 워드가 발생할 때 메모리 유닛에 저장된다. 이 메모리 유닛은 소프트웨어에 의해 판독되 고, 각각의 별개의 PWM 경로의 기록된 전류에 관한 정보를 포함하는 상기 데이타는 안전화를 위해 또는 타당성 점검을 하는데 사용된다.
도 6 에서는 2 개의 시그마-델타 변조기 ∑△on 및 ∑△rec 로부터의 데이타 신호를 위한 각각 별개의 카운터 (10, 11) 를 구비한 전자 전류 측정 회로의 예시적인 실시형태를 도시하였다. 이러한 2 개의 카운터는 완전한 PWM 기간 동안 캡쳐되는 전류 측정 데이타를 저장할 수 있는 형태이다. 또한, 이러한 예시적인 전류 측정 회로는 트리밍 (trimming) 능력을 가진다. 이러한 트리밍은 시험 모드, 예를 들어 제조시 또는 전류 측정 회로의 후속의 시험시 파라미터화된다. 전류 측정 회로를 시험하기 위해서, 제한된 일정한 시험 전류가 부하 경로에 설정된다. PWM 경로 둘 다에서 전류 측정하여 측정된 전류값을 생성시킨다. 이 경우에, PWM 경로 둘 다에서 전류 측정은 연속적으로 또는 교대로 실시될 수 있다. 경험상으로는, 제한된 일정한 시험 전류와 측정된 전류의 편차는, 주로 각각의 센스 FET 에 대한 각각의 동력 단계에 대한 부정확한 미러 비 및/또는 부정확하게 설정되거나 비례하는 전류원으로 인한 것이다. 이러한 편차는 보정 인자로서 트리밍의 파라미터화시 평가되고, 이 보정 인자는 실제 전류값을 제공하는 측정된 전류로 곱해진다. 상기 보정 인자는 스위치-온 경로 및 재순환 경로를 위해 메모리 요소 (15, 16), 예를 들어 ROM 등에 각각 저장된다. 예시적인 전자 전류 측정 회로에 있어서, 2 개의 카운터 (10, 11) 의 출력은 각각 메모리 (15, 16) 로부터의 보정 인자로 곱해진다. 이러한 2 개의 데이타 신호는 각각 공통의 카운터 (12) 및 또한 개별적으로 안전한 전류 측정부에 공급된다. 카운터 (12) 로 의 데이타 전송은 신호 '모드' 에 의해 제어되는데, 이 신호 '모드' 는 각각의 전류 측정 경로를 포함하는 스위치-온 경로 또는 재순환 경로가 현재 활성화되었는지의 여부에 대한 정보를 포함한다. 이와 관련하여, 카운터 (10) 용 신호는 인버터 (14) 에 의해 반전되고, 그로 인해 단지 하나의 카운터 (10, 11) 가 한번에 그 데이타를 전송하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 신호 '모드' 는 카운터 (12) 에 접속된다. 게다가, 각각의 PWM 기간 마다 듀티 사이클의 크기를 계산하기 위해 평가 장치는 신호 '모드' 또는 그 시간 프로파일을 사용한다. 카운터 (10, 11, 12) 의 작동은 다중화 작동에 견줄만하다. 예를 들어, 카운터 (12) 로부터의 데이타 워드는 2 개의 PWM 주기마다 판독되고 또한 평가 장치에서 전류값을 계산하는데 사용된다. 이러한 계산은 듀티 사이클의 크기 관점에서 각각의 PWM 경로로부터 2 개의 데이타 신호에 가중치를 두는 것 (듀티 사이클 가중화된 평균) 을 포함한다. 예를 들어, 스위치-온 경로로부터의 데이타 워드에는 듀티 사이클이 곱해지고, 재순환 경로로부터의 데이타 워드에는 "1-듀티 사이클" 이 곱해지며, 그 후 이러한 2 개의 곱이 더해진다.
도시하지 않은 예시적인 실시형태에 있어서, 평가 장치는 카운터 (12) 에 집적되고 또는 다른 방법으로 개별적으로 또는 전자 제어기의 전자 전류 측정 회로와 함께 집적되거나 소프트웨어로서 실행된다.
도 7 의 상부 그래프 (a) 는 시그마-델타 변조기의 집적기상의 전압 파형을 도시하였다. 하부 그래프 (b) 는 시간의 함수로서 측정될 부하 전류를 도시하였다. (a) 아래의 전압 프로파일에서는 집적기상의 소정의 기간에 걸쳐 전압 포텐셜이 어떻게 상승하는지를 도시하였고, 이는 측정될 전류 및 측정될 전류의 변동에 기초하여 나타난다. 집적기상의 전압 포텐셜이 제한된 상대 한계값에 도달하면, 제어 루프내의 전환가능한 전류원은 스위치-온되고, 센스 FET 를 통하여 전환된 전류원으로부터의 전류로 인하여 음의 전압 포텐셜이 제어 루프의 노드에 인가되어, 도시된 바와 같이 전압값이 급격하게 변하게 된다. 그리하여, 도 7 의 (a) 에서의 급격한 전압 변동 각각은 시그마-델타 변조기의 데이타 출력에서 "1" 에 대응한다. 시간 (t1) 에서, 도 7 의 (a) 는 스위치-온 경로 (t < t1) 및 재순환 경로 (t > t1) 사이에서 변동하는 집적기상의 전압 프로파일을 나타내었다.

Claims (17)

  1. 본질적으로 유도성 부하 (L) 를 관류하는 부하 전류 (iL) 를 제어하기 위해 펄스폭 변조를 사용하는 적어도 하나의 밸브 작동 회로와,
    상기 부하 전류 (iL) 용 아날로그 측정 신호를 부하 전류 (iL) 용 디지털 측정 신호로 변환하는 적어도 하나의 아날로그/디지털 변환기를 갖춘 적어도 하나의 전자 전류 측정 회로를 구비하는 모터 차량 제어 시스템용 전자 제어기에 있어서,
    상기 적어도 하나의 아날로그/디지털 변환기는 시그마-델타 변조기인 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 전류 측정 회로의 1 개 이상의 시그마-델타 변조기는 부하 전류 (iL) 용 아날로그 측정 신호를 오버샘플링함으로써 부하 전류 (iL) 를 위한 전류 측정을 실시하고, 시그마-델타 변조기의 클록비는 펄스폭 변조의 주파수보다 상당히 더 높은 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전자 전류 측정 회로는 부하 전류 (iL) 용 아날로그 측정 신호를 직접적으로 또는 간접적으로 제공하는 적어도 하나의 센스 FET (7) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  4. 제 3 항에 있어서, 적어도 하나의 센스 FET (7) 의 게이트 접속부는 스위치-온 경로 또는 재순환 경로의 적어도 하나의 동력 구동기 (6) 의 게이트 접속부에 접속되고, 각각의 센스 FET (7) 및 각각의 동력 구동기 (6) 의 드레인 접속부 및/또는 소스 접속부는 직접적으로 또는 간접적으로 서로 접속 또는 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 적어도 한 항에 있어서, 상기 시그마-델타 변조기는 집적기 요소 (2), 비교기 (3), 및 특히 제어가능하고 전환가능한 전류원 (4) 을 구비하는 제어 루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 적어도 한 항에 있어서, 상기 시그마-델타 변조기의 출력은 1 개 이상의 평균화 장치 (8, 10, 11, 12) 에 접속되는 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 평균화 장치는 카운터 요소 (8, 10, 11, 12) 인 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 적어도 한 항에 있어서, 전자 제어기의 적어도 하나의 전자 전류 측정 회로는 스위치-온 경로 및 재순환 경로를 가지고, 이 경로 각 각은 1 개 이상의 시그마-델타 변조기를 가지는 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  9. 제 8 항에 있어서, 스위치-온 경로 및 재순환 경로 둘 다는 각각 적어도 하나의 센스 FET (7) 를 가지고, 이 센스 FET (7) 들은 각각 시그마-델타 변조기에 직접적으로 또는 간접적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 스위치-온 경로의 시그마-델타 변조기는 본질적으로 스위치-온 상 동안에만 전류를 측정하고, 재순환 경로의 시그마-델타 변조기는 본질적으로 재순환 상 동안에만 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 적어도 한 항에 있어서, 스위치-온 경로의 시그마-델타 변조기로부터의 출력 신호 및 재순환 경로의 시그마-델타 변조기로부터의 출력 신호는, 이 경로 둘 다로부터의 출력 신호를 가지는 공통의 평균화 장치 (12) 에 공급되는 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  12. 제 11 항에 있어서, 적어도 하나의 전자 전류 측정 회로는 채널 전환을 위한 적어도 하나의 회로 수단 (9) 을 구비하며, 이 회로 수단은, PWM 상에 기초하여 2 개의 PWM 경로의 각각의 시그마-델타 변조기로부터의 출력 신호를 공통의 평균화 장치 (12) 로의 신호 전송에 영향을 주도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 제 어기.
  13. 제 6 항 내지 제 12 항 중 적어도 한 항에 있어서, 1 이상의 PWM 기간 이후의 적어도 제한된 시간에서 1 이상의 평균화 장치(들) (8, 10, 11, 12) 의 데이타 내용을 평가하고 부하 전류 (iL) 를 직접적으로 또는 간접적으로 계산하기 위해 이 데이타를 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  14. 제 8 항 내지 제 13 항 중 적어도 한 항에 있어서, 전자 제어기의 적어도 하나의 전자 전류 측정 회로는, 2 개의 PWM 경로에서 각각의 시그마-델타 변조기로부터의 출력 신호가 각각의 추가 평균화 장치 (10, 11) 에 추가적으로 전송되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 제어기.
  15. 본질적으로 유도성 부하 (L) 를 관류하는 부하 전류 (iL) 를 제어하기 위해 적어도 하나의 밸브 작동 회로의 펄스폭 변조를 사용하는 모터 차량 제어 시스템용 전자 제어기에서 전류를 측정하는 방법으로서,
    상기 방법은, 특히 제 1 항 내지 제 14 항 중 적어도 한 항에 따른 전자 제어기를 사용하여 실시되고,
    상기 방법은, 부하 전류 (iL) 용 아날로그 측정 신호를 부하 전류 (iL) 용 디지털 측정 신호로 변환하는데 사용되는 전자 전류 측정 회로의 적어도 하나의 신 호 경로에서 아날로그/디지털 변환기를 포함하는 방법에 있어서,
    상기 아날로그/디지털 변환은 시그마-델타 변조에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 전류를 측정하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 스위치-온 경로의 부하 전류 (iL) 용 디지털 측정 신호 및 재순환 경로의 부하 전류 (iL) 용 디지털 측정 신호는 PWM 기간 또는 다수의 PWM 기간내에 개별적으로 및/또는 함께 각각 합산되고, 이러한 적어도 하나의 합산은 실제 전류 제어를 위한 기초로서 얻어지는 공통의 전류값을 계산하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 전류를 측정하는 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 14 항 중 적어도 한 항에 따른 전자 제어기를 모터 차량용 브레이크 시스템에 사용하는 용도.
KR1020087016735A 2006-01-10 2007-01-09 센스 ｆｅｔ 및 시그마-델타 변조를 측정하기 위한 전류측정 회로를 갖춘 전자 조절기 및 방법 KR101280712B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006001434.0 2006-01-10
DE102006001434 2006-01-10
DE102007001458A DE102007001458A1 (de) 2006-01-10 2007-01-03 Verfahren und elektronischer Regler mit Strommessschaltung zur Strommessung mittels Sense-FET und Sigma-Delta-Modulation
DE102007001458.0 2007-01-03
PCT/EP2007/050167 WO2007080163A2 (de) 2006-01-10 2007-01-09 Verfahren und elektronischer regler mit strommessschaltung zur strommessung mittels sense-fet und sigma-delta-modulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080087116A true KR20080087116A (ko) 2008-09-30
KR101280712B1 KR101280712B1 (ko) 2013-07-01

Family

ID=38141336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087016735A KR101280712B1 (ko) 2006-01-10 2007-01-09 센스 ｆｅｔ 및 시그마-델타 변조를 측정하기 위한 전류측정 회로를 갖춘 전자 조절기 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8131439B2 (ko)
EP (1) EP1977502B8 (ko)
KR (1) KR101280712B1 (ko)
CN (1) CN101371433B (ko)
DE (1) DE102007001458A1 (ko)
WO (1) WO2007080163A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190060823A (ko) * 2016-11-04 2019-06-03 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 유도성 부하의 제어 회로를 체크하는 방법 및 장치

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8704508B2 (en) * 2006-05-17 2014-04-22 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method and pulse-width-modulated current control circuit for driving inductive loads in motor vehicles
DE102007045416A1 (de) 2007-09-21 2009-04-02 Continental Teves Ag & Co. Ohg Elektronische Schaltung zur Korrektur zumindest eines digitalen Messsignals
DE102008015841A1 (de) 2008-03-27 2009-10-01 Continental Teves Ag & Co. Ohg Elektronisches Kraftfahrzeugregelungssystem mit Strommessschaltung
DE102008043119A1 (de) * 2008-10-23 2010-04-29 Robert Bosch Gmbh Stromerfassungsvorrichtung und Verfahren zum Erfassen eines Stromes zum Steuern eines elektronisch kommutierten Elektromotors, und Elektromotor
DE102012204122B4 (de) 2011-05-03 2024-06-06 Continental Automotive Technologies GmbH Elektronische PWM-Ansteuerschaltung zur Ansteuerung von Lasten, insbesondere Magnetventilen, PWM-Ansteuerverfahren sowie deren bzw. dessen Verwendung
DE102012223285A1 (de) * 2012-01-13 2013-07-18 Continental Teves Ag & Co. Ohg Schaltungsanordnung und Verfahren zur Überwachung einer PWM-Ansteuerelektronik eines Kraftfahrzeugsteuergeräts
US9673704B2 (en) 2012-10-15 2017-06-06 Nxp Usa, Inc. Inductive load control circuit, a braking system for a vehicle and a method of measuring current in an inductive load control circuit
WO2014108714A1 (en) 2013-01-09 2014-07-17 Freescale Semiconductor, Inc. A homogeneity detection circuit, a valve driving system and a method of homogeneity detection in a valve driving system
DE102013212277A1 (de) 2013-06-26 2014-12-31 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erkennung eines Abrisses bzw. Defektes einer Rezirkulationsdiode eines elektrohydraulischen Ventils
DE102014208161A1 (de) * 2014-02-05 2015-08-06 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Stromes für eine Stromregelung eines Ventils
US9588157B2 (en) 2014-06-26 2017-03-07 Nxp Usa, Inc. Integrated circuit, current sense circuit for a pulse width modulation driver and method therefor
DE102014011706A1 (de) * 2014-08-05 2016-02-11 Wabco Gmbh Verfahren zur Ermittlung des Tastverhältnisses eines pulsweitenmodulierten Signals mittels eines Fahrzeugsteuergerätes und Fahrzeugsteuergerät
EP3023797B1 (en) * 2014-11-19 2019-04-10 Dialog Semiconductor (UK) Ltd Output current monitor circuit for switching regulator
US9705412B2 (en) * 2015-02-26 2017-07-11 Stmicroelectronics S.R.L. Pulsed feedback switching converter
DE102020109880A1 (de) 2020-04-08 2021-10-14 Wabco Europe Bvba Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern eines Fluid-Magnetventils
US11742789B2 (en) 2020-12-23 2023-08-29 Stmicroelectronics S.R.L. Current monitor circuit, corresponding system and method
US20230155471A1 (en) * 2021-11-16 2023-05-18 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Methods and Systems for Current Sensing in Power Converters

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4401064C1 (de) * 1994-01-15 1995-04-06 Werner Prof Dr Ing Zimmermann Schaltungsanordnung zur Modulation, Demodulation, Koordinatentransformation oder Winkelmessung
SE9403736L (sv) * 1994-11-01 1996-02-19 Foersvarets Forskningsanstalt Analog-till-digitalomvandlare och sensoranordning innefattande sådan
US6538588B1 (en) * 2000-09-18 2003-03-25 Qualcomm, Incorporated Multi-sampling Σ-Δ analog-to-digital converter
JP4749655B2 (ja) * 2001-01-23 2011-08-17 コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト 自動車ブレーキシステムの電流測定用回路装置と方法
CN1575540A (zh) * 2001-10-25 2005-02-02 皇家飞利浦电子股份有限公司 直流电动机的无传感器感换向
DE10154763A1 (de) * 2001-11-09 2003-05-22 Continental Teves Ag & Co Ohg Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erkennung eines Defekts von Halbleiterschaltelementen und deren Verwendung in elektronischen Bremskraft- und Fahrdynamikreglern
JP4030528B2 (ja) * 2004-06-16 2008-01-09 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング制御装置における駆動電流オフセットの調整方法
US8704508B2 (en) * 2006-05-17 2014-04-22 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method and pulse-width-modulated current control circuit for driving inductive loads in motor vehicles
US7679309B2 (en) * 2007-05-03 2010-03-16 Gm Global Technologies Operations, Inc. Method and system for motor control with delay compensation
US8193747B2 (en) * 2009-05-28 2012-06-05 GM Global Technology Operations LLC Methods, systems and apparatus for controlling operation of two alternating current (AC) machines
US8174222B2 (en) * 2009-10-12 2012-05-08 GM Global Technology Operations LLC Methods, systems and apparatus for dynamically controlling an electric motor that drives an oil pump

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190060823A (ko) * 2016-11-04 2019-06-03 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 유도성 부하의 제어 회로를 체크하는 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101280712B1 (ko) 2013-07-01
CN101371433B (zh) 2012-07-25
US20090299592A1 (en) 2009-12-03
DE102007001458A1 (de) 2007-09-06
US8131439B2 (en) 2012-03-06
WO2007080163A2 (de) 2007-07-19
EP1977502B1 (de) 2018-08-29
EP1977502B8 (de) 2018-10-24
WO2007080163A3 (de) 2007-08-30
CN101371433A (zh) 2009-02-18
EP1977502A2 (de) 2008-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101280712B1 (ko) 센스 ｆｅｔ 및 시그마-델타 변조를 측정하기 위한 전류측정 회로를 갖춘 전자 조절기 및 방법
US8704508B2 (en) Method and pulse-width-modulated current control circuit for driving inductive loads in motor vehicles
US8664936B2 (en) Electronic motor vehicle control system with current measuring circuit
CA2126525C (en) Signal processing circuit including a variable gain input stage
US9621043B2 (en) Versatile current sensor for switching regulator
US6653960B2 (en) Stabilized power supply using delta sigma modulator
US11079413B2 (en) Methods and related systems of a readout circuit for use with a wheatstone bridge sensor
US20100060257A1 (en) Current sensor for power conversion
KR100771854B1 (ko) 전원 전압의 변동을 보상할 수 있는 저 노이즈 직류-직류변환기
CN112448722B (zh) 基准电压噪声的滤波方法
EP1265343B1 (en) DC-DC converter
US9588157B2 (en) Integrated circuit, current sense circuit for a pulse width modulation driver and method therefor
US7609075B2 (en) Differential level shifter with automatic error compensation
KR20100052110A (ko) 액티브 필터 및 이를 포함하는 델타-시그마 변조기
US10056832B2 (en) Load driving control apparatus
EP1869771B1 (en) Electronic circuit for the analog-to-digital conversion of an analog input signal
EP2535728B1 (en) Electrical control unit for a vehicle actuation system
US10763887B2 (en) Sigma delta analog to digital converter
US20230155471A1 (en) Methods and Systems for Current Sensing in Power Converters
CN101541603B (zh) 有源传感器及其使用、补偿有源传感器输出电流信号幅度波动的方法
JP2011064532A (ja) 電流検出装置
CN110081991A (zh) 一种可用于温度传感器的小数倍信号放大装置及方法
US20240162909A1 (en) Method of correcting a data stream of a pulse density modulator
JPH02170723A (ja) Ａ／ｄ変換回路
JP2006238501A (ja) デジタルスイッチングアンプ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160616

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170616

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190613

Year of fee payment: 7