用于对负载进行脉冲调制驱控的方法和电子装置制造方法及图纸

用于对车辆中的负载进行脉冲调制驱控的方法，其中脉冲调制的频率(fPM)的周期持续时间(TPM)可划分为整数(N)个区段(TSTEP)，所述区段的持续时间分别对应于时钟信号的周期持续时间(TOSC)的多倍，并且，该方法具有以下步骤：基于作为基础的频率调制计算脉冲调制的周期的频率(fPM+1、fPM)或周期持续时间(TPM+1、TPM)；以及利用所计算的脉冲调制的周期的频率(fPM+1、fPM)或周期持续时间(TPM+1、TPM)计算脉冲调制的周期持续时间(TPM)的相应区段(TSTEP)的持续时间。本发明专利技术还涉及一种相应的电子装置。

A method and electronic device for pulse modulation and drive control of a load

Method for pulse modulation driving control to load in the vehicle, the pulse modulation frequency (fPM) cycle duration (TPM) can be divided into integer (N) segments (TSTEP), duration of the segments corresponding to the clock signal duration (TOSC) and the times. And this method has the following steps: calculating the periodic pulse modulation frequency modulation as based on frequency (fPM+1, fPM) or cycle duration (TPM+1, TPM); and the frequency of cycle by pulse modulated by calculating the (fPM+1, fPM) or cycle duration (TPM+1, TPM) computation of periodic pulse modulation the duration (TPM) of the corresponding segment (TSTEP) duration. The invention also relates to a corresponding electronic device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对负载进行脉冲调制驱控的方法和电子装置
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法和根据权利要求11的前序部分所述的电子装置。
技术介绍
在用于ABS和ESP的电子控制装置中经常应用脉冲宽度调制(PWM)驱控，以便实现例如用于致动阀、操作泵或亮度可调警告灯的数字模拟转换。这样的方法例如在文献DE102012213874A1中描述，其中，为了在驱控泵电机时限制峰值电流和电流边沿的最大梯度，使PWM的实际占空因数从第一占空因数变化为第二占空因数。通常由集成电路(微控制器和混合信号电路)产生PWM驱控。然而，利用脉冲宽度调制信号进行驱控的不利之处可能在于，输出驱动级的频繁接通或关断导致提高的电磁辐射，和/或干扰车辆中的供能网。所选择的固定PWM频率也会作为车辆中不希望出现的噪声而被注意到。这些缺点利用在集成电路之外的部分复杂的装置——例如在电子控制装置的层面上用于供电的稳定电路或在车辆中抑制噪声的设备——来进行补偿。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标在于，提供这样一种机构：其能改善电磁兼容性，特别是所发出的干扰，并且能够减少所发出的背景噪声，并且所述机构应能够以尽可能成本有利的方式实现。该目标通过按照权利要求1所述的方法和按照权利要求11所述的电子装置来实现。本专利技术描述一种用于以脉冲调制的方式驱控车辆中的负载的方法，其中脉冲调制的频率的周期持续时间可被划分为整数个区段，每个区段的持续时间分别对应于时钟信号的周期持续时间的多倍，所述方法的特征之处在于，该方法具有以下步骤：-基于作为基础所代表的/被考虑的/相关的频率调制来计算脉冲调制的频率或周期持续时间；以及-利用所计算的脉冲调制的频率或周期持续时间来计算脉冲调制的周期持续时间的相应区段的持续时间。有利地可以因此实现频率调制，特别是用于通过在数字电路或混合信号电路(硬件实现)内的数字电路的执行，由此确保成本有利的制造和节约资源的运行。可以产生如下频率：该频率的区段无法以时钟信号的整数倍产生，这能实现以相当精细的方式进行调节的频率调制。通过频率调制可以将干扰能量有利地分配到宽的频带上，由此可实现改善电磁兼容性、特别是对所发射的干扰，并且减少作为基础的电子装置所发出的背景噪声。通常，时钟信号为周期时钟信号，其由振荡器产生，然而也可以是从该振荡器例如借助于分频器获得的时钟信号。在这种情况下，脉冲调制信号特别是被用于驱控输出级，所述输出级对负载的一个或多个负载电路进行开关，由此根据驱控形成平均电流或平均电压。取决于电路的实现，对于预定数量的区段的驱控信号例如是“1”(脉冲)，而对于PWM周期的另外区间(course)驱控为“0”。通过调频，脉冲调制的周期持续时间可变地设计。尽管如此，形成脉冲的预定数量的区段优选同样可以预定，从而例如对于每个驱控频率可以实现在调频或者附加的脉冲宽度调制的频率范围上的脉冲宽度的时序一致性。就这方面而言，根据本专利技术，这可以是叠加在脉冲宽度调制上的脉冲频率调制、纯脉冲宽度调制或者叠加在脉冲频率调制上的脉冲宽度调制。按照本方法的一个优选改进方案，脉冲调制的周期的频率或周期持续时间的计算借助于递归计算来实现，其中考虑使用脉冲调制的在前周期的频率或周期持续时间。乘法和除法可以由此借助加法和减法并行地实现。优选地，在脉冲调制的当前周期期间计算脉冲调制的后一周期的频率或周期持续时间。备选地，例如可以在脉冲调制的当前周期期间——特别是紧接着所述当前周期开始之后不久——计算脉冲调制的当前周期的频率或周期持续时间。优选地，在脉冲调制的当前周期期间正好计算一次脉冲调制的后一周期的频率或周期持续时间。有利地，由此能实现后一周期的频率或周期持续时间的节约资源的计算。在计算脉冲调制的周期的频率或周期持续时间时产生的余数优选在脉冲调制的后一周期内被考虑。由此考虑在计算脉冲调制的后一周期的频率或周期持续时间时所产生的误差。优选地，作为基础的频率调制遵循预定的频率变化轮廓。这能实现例如在避免特定的频率方面进行优化以便降低发出的干扰。在这种情况下，脉冲调制信号的频率适宜地在最小频率与最大频率之间变化。为了计算脉冲调制的周期的频率或周期持续时间，考虑使用近似法，即，使得脉冲调制的相继周期的频率或脉冲调制的周期持续时间近似相同。有利地，针对多个应用可以忽视在近似法的过程中所产生的误差。优选地，使用脉冲调制的当前周期的频率或周期持续时间来针对每个区段单独地以迭代的方式确定脉冲调制的周期的各个区段的持续时间。这使得能够以尤其少的费力的方式来计算区段持续时间。按照本专利技术的一个改进方案，脉冲调制的周期持续时间的相应区段的持续时间还基于区段的持续时间与时钟信号的周期持续时间的比值来确定。根据本专利技术的一个优选实施形式，为了确定脉冲调制的一个周期的各区段的持续时间进行以下步骤，其中RSTEP代表余数，fOSC代表时钟信号的频率，N代表区段的数量，而fPWM代表脉冲调制的周期的频率：1.在脉冲调制的周期开始时以等于零的值初始化余数；2.在一区段开始时执行配置：3.在时钟信号的一周期结束时执行配置：以及4.如果余数小于脉冲调制的周期的频率，那么结束该区段并且执行第二步骤，否则重复第三步骤。在计算或配置区段，可以以替代的方式考虑附加的参数和/或常数和/，或者可以执行给出基本相同的计算本身。在脉冲调制的一周期内的区段的数量优选被选择为二的幂数，其中指数为整数。除以N(参见第二步骤)由此对应于以由指数给出的位数进行移位操作，由此即使对于硬件中的实施也能实现节省资源的计算。在驱控内表达式fOSC/N(第二步骤)适宜地是不变的。此外本专利技术描述一种用于对车辆中的负载进行脉冲调制驱控的电子装置，该电子装置具有至少一个用于产生脉冲调制信号的电路，该电路可利用时钟信号运行，其中，脉冲调制信号的周期持续时间可划分为整数个区段，每个区段的持续时间分别对应于时钟信号的周期持续时间的多倍，其中该装置的区别之处在于，所述电路设计为用于产生不同周期持续时间或频率的脉冲调制信号，其中，对于脉冲调制信号，在一周期持续时间内，脉冲调制的周期的各区段的持续时间与时钟信号的周期持续时间的比值可具有非整数平均值。下一个待被驱控的脉冲调制频率的计算因此以小的电路成本实现。根据一个有利的改进方案，所述电路设计为，在脉冲调制信号的周期持续时间内产生不同持续时间的区段。电子装置优选如此设计，使得该电子装置可以执行或执行按照本专利技术的方法。对于按照本专利技术的装置基本上适用与已经对于按照本专利技术的方法所述相同的优点。附图说明另外的优选实施形式由根据附图的实施例的以下描述产生。其中：图1示出示例性的用于产生具有整数除数V＝2的脉冲调制信号(PM信号)的调频；以及图2示出示例性的用于利用在脉冲调制的周期TPWM(PM周期)上的平均除数V＝2.5来产生PM信号的调频；图3示出在调频期间的示例性的频率轮廓；图4示出使用脉冲调制频率(PM频率)的递归计算的示例性的频率轮廓；图5示出项的二进制序列计算的例子；图6示出示例性的用于利用在调频的周期TPWM上的平均除数VPWM＝2.6来产生PM信号的调频。具体实施方式图1示出通常的PWM驱控的周期的例子。同步数字电路借助于具有周期持续时间TOSC的基础时钟或借助于由其导出的时钟信号运行。持续时间TPW本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于对车辆中的负载进行脉冲调制驱控的方法，其中，脉冲调制的频率(fPM)的周期持续时间(TPM)能够被划分为整数(N)个区段(TSTEP)，所述区段的持续时间分别对应于时钟信号的周期持续时间(TOSC)的多倍，其特征在于，该方法具有以下步骤：‑基于作为基础的频率调制来计算脉冲调制的周期的频率(fPM+1、fPM)或周期持续时间(TPM+1、TPM)；以及‑利用所计算的脉冲调制的频率(fPM+1、fPM)或周期持续时间(TPM+1、TPM)来计算脉冲调制的周期持续时间(TPM)的相应区段(TSTEP)的持续时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.22 DE 102015209469.31.用于对车辆中的负载进行脉冲调制驱控的方法，其中，脉冲调制的频率(fPM)的周期持续时间(TPM)能够被划分为整数(N)个区段(TSTEP)，所述区段的持续时间分别对应于时钟信号的周期持续时间(TOSC)的多倍，其特征在于，该方法具有以下步骤：-基于作为基础的频率调制来计算脉冲调制的周期的频率(fPM+1、fPM)或周期持续时间(TPM+1、TPM)；以及-利用所计算的脉冲调制的频率(fPM+1、fPM)或周期持续时间(TPM+1、TPM)来计算脉冲调制的周期持续时间(TPM)的相应区段(TSTEP)的持续时间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，脉冲调制的周期的频率(fPM+1、fPM)或周期持续时间(TPM+1、TPM)的计算借助于递归计算实现，其中考虑使用脉冲调制的前一周期的频率(fPM-1)或周期持续时间(TPM-1)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在脉冲调制的当前周期期间计算脉冲调制的后一周期的频率(fPM+1)或周期持续时间(TPM+1)。4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在脉冲调制的当前周期期间正好计算一次脉冲调制的后一周期的频率(fPM+1)或周期持续时间(TPM+1)。5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在脉冲调制的后一周期内，考虑在计算脉冲调制的周期的频率(fPM+1、fPM)或周期持续时间(TPM+1、TPM)时产生的余数(R)。6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，作为基础的频率调制遵循预定的频率变化轮廓。7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，利用近似法来计算脉冲调制的周期的频率(fPM+1、fPM)或周期持续时间(TPM+1、TPM)，在所述近似法中，使脉冲调制的相继周期的频率(fPM+1、fPM)或脉冲调...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玲，M·海因茨，F·米歇尔，
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