用于调节感性负载的电流的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于以脉宽调制(PWM)的方式借助于用于通断负载电流(IL)的至少一个开关元件(T1)来调节感性负载(L)的负载电流(IL)的方法，其中，当在电流设定值(ISOLL)中产生变化时，实施用于运行感性负载(L)的第一运行模式(I)，其中，在所述第一运行模式(I)中确定脉宽调制(PWM)的初始占空比(DC)，该初始占空比被用于在第二运行模式(II)中运行感性负载(L)，其特征在于，在第一运行模式(I)中根据如下条件确定开关元件(T1)的开关状态：即，负载电流(IL)的电流设定值(ISOLL)是否高于或低于前一次循环的电流设定值(ISOLL，t‑1)，其中，保持开关状态直至达到电流限值(ISOLL,o,I、ISOLL,u,I)，以及在达到电流限值(ISOLL,o,I、ISOLL,u,I)时切换开关状态，其中多次切换开关元件(T1)的开关状态以用于产生预定数量(N)的周期，并基于预定数量(N)的周期的至少一部分确定脉宽调制(PWM)的占空比(DC、DCmean)，所述占空比被用作第二运行模式(II)的初始占空比(DC)。本发明专利技术还描述了一种对应的电子电路布置结构。

A method of adjusting the current of the inductive load

The present invention relates to a method for regulating load current (IL) of inductive load (L) by using at least one switch element (T1) for switching off load current (IL) in a pulse width modulation (PWM) mode, in which a first operation mode (I) for running a inductive load (L) is implemented when a change is produced in a current setting value (ISOLL), The initial duty ratio (DC) of the pulse width modulation (PWM) is determined in the first operation mode (I), which is used to run the inductive load (L) in the second operation mode (II), which is characterized by determining the switching state of the switch element (T1) in the first operation mode (I): that is, the load current (IL). The current setting value (ISOLL) is higher or lower than the current setting value of the previous cycle (ISOLL, T 1), in which the switch state is kept until the current limit is reached (ISOLL, O, I, ISOLL, u, I), and the switching state of the switching state when the current limit is reached (ISOLL, O, I, etc.). The period for generating a predetermined number (N) and determining the duty ratio (DC, DCmean) of the pulse width modulation (PWM) based on at least part of the period of the predetermined number of (N), the duty ratio is used as the initial duty ratio (DC) of the second operation mode (II). The invention also describes a corresponding electronic circuit arrangement structure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调节感性负载的电流的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于调节感性负载的电流的方法以及一种根据权利要求9的前序部分所述的电子电路布置结构。
技术介绍
现代机动车中借助于驱动级——通常为开关晶体管——以脉宽调制的方式操控多个带有感性负载的电装置或电子装置，例如阀、电机或继电器。PWM调节因此可以例如用于运行起动器的电机以用于起动内燃机或用于在制动装置内建立压力。在传统的起动方法中，必须通过车辆电池提供相对高的接通电流，这会导致车辆电池的端电压的降低。这个问题在这种类型的文献DE102010063744A1中如此实现：即为了在起动阶段期间限定电流，借助于FET晶体管使限流电阻与感性负载串联连接，从而当FET晶体管在导通状态下，基电流流动。由FET晶体管与限流电阻形成的串联连接与由另一PWM调节的FET晶体管和另一电阻形成的串联连接并联。通过另一FET晶体管的PMW调节对流过负载的电流进行调节，其中在另一FET晶体管的导通状态中带有限流电阻的路径短路，限制通过第二电阻的最大电流。在这种方法中不利的是，当感性负载运行时由于设定用于限制电流的电阻而产生高的损耗功率。这个缺点通过截止到本申请的有效日期未公开的文献DE102014208066.5克服，其提出一种用于以脉宽调制的方式调节感性负载的负载电流的方法，其中确定电流实际值、从电流实际值和电流设定值中确定调节差，该调节差被确定为调节算法的输入值，该调节算法用于计算脉宽调制的占空此，并以确定的占空比操控与感性负载串联连接的断路器。该感性负载通过起动模式被导入到运行模式中，为了执行起动模式，调节算法基于斜坡函数确定电流设定值、对应的占空比和电流目标值，并且根据斜坡函数将负载电流调节到电流目标值，以及为了执行起动模式之后的运行模式，调节算法根据电流设定上限值和电流设定下限值确定占空比，使得从电流目标值开始在电流上限值和电流下限值之间调节负载电流。这种方法由于斜坡性的升高和因此产生的时间延迟而不能使用所有的应用。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，提供一种开头所述的方法，借助于该方法实现缩短的接通时间和/或持续时间(时长)以适配于改变的电流设定值，同时可以避免由于这个改变所产生的高电流，并且该方法可以简单地实现。上述目的通过具有权利要求1的特征的方法以及根据权利要求9的电子电路布置结构实现。本专利技术描述一种用于以脉宽调制的方式借助于至少一个用于通断负载电流的开关元件来调节感性负载的负载电流的方法，其中如果电流设定值中产生了变化，则实施用于运行感性负载的第一运行模式，其中在第一运行模式中，确定脉宽调制的初始占空比，该初始占空比被用于在第二运行模式中运行感性负载，以及在第一运行模式中，根据负载电流的电流设定值高于还是低于前一次循环的电流设定值来设定开关元件的开关状态，其中保持开关元件的通断/开关状态直至达到电流限值，以及在达到电流限值时切换开关状态，其中多次切换开关元件的开关状态以产生预定数量的周期，并根据预定数量的周期中的至少一部分确定脉宽调制的占空比，该占空比被用作第二运行模式的初始占空比。通过本专利技术有利地实现了缩短的、用于适配变化的电流设定值的接通时间和/或持续时间，同时实现了基于这种变化的高电流并可以同时避免在接通感性负载时的高电流。还实现了相对简单的实现方案。特别是在如下情况下被视为达到电流限值：即，在增高的电流情况下，例如当电流设定值增高时，检测到的电流实际值大于或等于电流限值，以及在下降的电流的情况下，例如当电流设定值降低时，检测到的电流实际值小于或等于电流限值。优选根据预定数量的周期的至少一部分确定平均占空比，该平均占空比被用作第二运行模式的初始占空比。由此可以在使用最简单的措施的情况下相对快速地确定和预定用于第二运行模式的占空比。在达到电流限值之后，优选在经过相应的周期的周期持续时间时产生开关元件的开关状态的另外的改变。根据用于切换开关状态的技术方案，“在经过周期持续时间时”意味着例如紧接在切换到下一个周期之前、期间或之后。根据本专利技术的有利改进方案，用于第二运行模式的初始占空比利用开关元件的至少一个开关状态在所述一定数量的周期的至少一部分上的平均持续时间来计算。用于第二运行模式的初始占空比有利地利用开关元件在所述一定数量的周期的至少一部分上的平均接通时间来计算。各周期的周期持续时间优选借助于定时器预定。适宜的是，定时器是计数器，该计数器在达到预定最大值后重新开始。计数器的最大值优选是与脉宽调制的频率相关的或随之变化的值。根据本专利技术的一个实施例，基于在第一运行模式中确定的初始占空比，在考虑了至少一个电流限值的情况下预定在第二运行模式期间的占空比。根据一个实施例，基于在第一运行模式中确定的初始占空比在考虑电流上限值和电流下限值的情况下如此预定第二运行模式期间的占空比，使得在电流上限值和电流下限值之间调节负载电流。根据本专利技术的改进方案，在第二运行模式中，确定电流实际值，从电流实际值和电流设定中获得调节差，该调节差用于计算脉宽调制的占空比。根据本专利技术的有利的设计方案，在每个调节回路后设置调节暂停时间。在每个调节暂停时间之后，首先确定电流实际值，然后利用该电流实际值进行另一次调节干预。由此调节干预的时刻与电流信号的采样时刻耦合。根据本专利技术的方法特别优选地主要借助于软件实现，并可以例如在FGPA中使用。本专利技术还描述一种用于以脉宽调制的方式调节感性负载的负载电流的电子电路布置结构，该电子电路布置结构包括用于通断负载电流的至少一个开关元件以及用于操控开关元件的调节电路，其中电路布置结构设计用于当在电流设定值中发生变化时在第一运行模式中运行感性负载，其中在第一运行模式中可以确定脉宽调制的初始占空比，该初始占空比设置用于在第二运行模式中运行感性负载，以及在第一运行模式中根据电流设定值高于还是低于前一次循环的电流设定值的条件确定开关元件的开关状态，其中保持该开关状态直到达到电流限值时，以及在达到电流限值时可以切换该开关状态，其中多次切换开关元件的开关状态以产生预定数量的周期，并且根据这些周期的至少一部分确定脉宽调制的占空比，该占空比用作第二运行模式的初始占空比。附图说明从下面对参照附图的实施例的描述中得到优选的实施形式。在基础图中：图1示出根据本专利技术的方法的用于调节感性负载的电流的电路布置结构的方框连接图，图2示出感性负载的被调节的电流的时间变化的时间-电流曲线图，图3示出用于说明在运行模式I期间当电流设定值变化时用于对感性负载的电流调节的占空比的初始值进行计算的流程图，图4示出用于说明在运行模式II中对感性负载的电流调节的流程图。为了简短和简单地说明实施例，相应的元件设有相同的附图标记。具体实施方式图1示出负载电路1的示意图，该负载电路具有：用于运行机动车制动装置的电动液压的或电动气动式阀的阀线圈作为感性负载L；与负载L串联连接的FET晶体管T1作为负载电流开关；以及用于操纵FET晶体管和实施根据本专利技术的调节方法的调节电路2。为此将由调节电路2产生的PWM电压信号UPWM输入给FET晶体管T1的栅极，PWM电压信号的占空比(脉冲持续时间与周期持续时间的比)对应于电流要求被设定。在负载电流路径中设有与负载L串联布置的测量电阻Rm，其中借助于电流测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于以脉宽调制(PWM)的方式借助于用于通断负载电流(IL)的至少一个开关元件(T1)来调节感性负载(L)的负载电流(IL)的方法，其中，当在电流设定值(ISOLL)中产生变化时，实施用于运行感性负载(L)的第一运行模式(I)，其中，在所述第一运行模式(I)中确定脉宽调制(PWM)的初始占空比(DC)，该初始占空比被用于在第二运行模式(II)中运行感性负载(L)，其特征在于，在第一运行模式(I)中根据如下条件确定开关元件(T1)的开关状态：即，负载电流(IL)的电流设定值(ISOLL)是否高于或低于前一次循环的电流设定值(ISOLL，t‑1)，其中，保持开关状态直至达到电流限值(ISOLL,o,I、ISOLL,u,I)，以及在达到电流限值(ISOLL,o,I、ISOLL,u,I)时切换开关状态，其中多次切换开关元件(T1)的开关状态以用于产生预定数量(N)的周期，并基于预定数量(N)的周期的至少一部分确定脉宽调制(PWM)的占空比(DC、DCmean)，所述占空比被用作第二运行模式(II)的初始占空比(DC)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.24 DE 102015223151.81.一种用于以脉宽调制(PWM)的方式借助于用于通断负载电流(IL)的至少一个开关元件(T1)来调节感性负载(L)的负载电流(IL)的方法，其中，当在电流设定值(ISOLL)中产生变化时，实施用于运行感性负载(L)的第一运行模式(I)，其中，在所述第一运行模式(I)中确定脉宽调制(PWM)的初始占空比(DC)，该初始占空比被用于在第二运行模式(II)中运行感性负载(L)，其特征在于，在第一运行模式(I)中根据如下条件确定开关元件(T1)的开关状态：即，负载电流(IL)的电流设定值(ISOLL)是否高于或低于前一次循环的电流设定值(ISOLL，t-1)，其中，保持开关状态直至达到电流限值(ISOLL,o,I、ISOLL,u,I)，以及在达到电流限值(ISOLL,o,I、ISOLL,u,I)时切换开关状态，其中多次切换开关元件(T1)的开关状态以用于产生预定数量(N)的周期，并基于预定数量(N)的周期的至少一部分确定脉宽调制(PWM)的占空比(DC、DCmean)，所述占空比被用作第二运行模式(II)的初始占空比(DC)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于预定数量(N)的周期的至少一部分确定平均占空比(DC、DCmean)，该平均占空比被用作第二运行模式的初始占空比(DC)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在达到电流限值(ISOLL,o,I、ISOLL,u,I)后，在完成相应周期的周期持续时间时继续改变开关元件(T1)的开关状态。4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，用于第二运行模式的初始占空比(DC)利用开关元件(T1)的至少一个开关状态在所述数量(N)的周期的至少一部分上的平均持续时间来计算。5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·莫谢尔，J·米勒，A·施米茨，
申请(专利权)人：大陆特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE