DE102007028344B4 - Current measuring module, current control circuit and current measuring method - Google Patents
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Abstract
Strommessmodul (40, 50) zum Messen eines Stroms durch eine Zumesseinheit (70) für eine Common-Rail-Pumpe eines Einspritzsystems in einem Kraftfahrzeug, mit
- zwei Eingängen (46; 47), welche an ein erstes Ende bzw. ein zweites Ende eines Shuntwiderstands (21) angeschlossen sind, der in Serie mit der Zumesseineinheit (70) verbunden ist und über welchen eine Shuntspannung abfällt; und
- einem Delta-Sigma-Modulator (43), welcher mit den zwei Eingängen (46; 47) verbunden ist und welcher die Shuntspannung in ein digitales Ausgangssignal wandelt, dessen Mittelwert der Shuntspannung entspricht;
- einer Diode (41), welche anodenseitig mit einer Spannungsquelle (Vdd) verbunden ist,
- einem Boosterkondensator (42), dessen eine Seite an die Kathode der Diode (41) und dessen andere Seite mit einer Seite des Shuntwiderstands (21) verbunden ist,
- wobei der Knoten zwischen Diode (41) und Boosterkondensator (42) mit einem Spannungsversorgungseingang des Delta-Sigma-Modulators (43) verbunden ist.
Current measuring module (40, 50) for measuring a current through a metering unit (70) for a common rail pump of an injection system in a motor vehicle, with
- two inputs (46; 47) connected to a first end and a second end, respectively, of a shunt resistor (21) connected in series with the metering unit (70) and across which a shunt voltage drops; and
a delta-sigma modulator (43) connected to the two inputs (46; 47) and converting the shunt voltage into a digital output whose average value corresponds to the shunt voltage;
a diode (41) which is connected on the anode side to a voltage source (Vdd),
a booster capacitor (42) having one side connected to the cathode of the diode (41) and the other side connected to one side of the shunt resistor (21),
- Wherein the node between the diode (41) and booster capacitor (42) is connected to a power supply input of the delta-sigma modulator (43).
Description
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strommessmodul sowie ein Verfahren zum Messen des Stroms durch eine Zumesseinheit für eine Common-Rail-Pumpe eines Einspritzsystems in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner eine Stromregelungsschaltung, welche ein solches Strommessmodul aufweist.The present invention relates to a current measuring module and a method for measuring the current through a metering unit for a common rail pump of an injection system in a motor vehicle. The invention further relates to a current control circuit having such a current measurement module.
In modernen Einspritzsystemen, insbesondere in Dieseleinspritzsystemen, wird zur Versorgung der Zylinder mit Kraftstoff eine gemeinsame Kraftstoff-Hochdruckleitung, dem so genannten „Common Rail“ (im Folgenden auch „Rail“ genannt), mit entsprechenden Abgängen zu den einzelnen Zylindern verwendet. Der Druck im Rail wird über einen Regelkreis konstant gehalten. Dabei wird der Druck über einen Drucksensor erfasst und auf einen vorgegebenen Wert geregelt. Dieser vorgegebene Wert wird unter Zuhilfenahme von Komparatoren und Kennfeldern berechnet.In modern injection systems, in particular in diesel injection systems, a common high-pressure fuel line, the so-called "common rail" (hereinafter also referred to as "rail"), is used to supply the cylinders with fuel with appropriate outlets to the individual cylinders. The pressure in the rail is kept constant via a control loop. In this case, the pressure is detected by a pressure sensor and regulated to a predetermined value. This predetermined value is calculated with the help of comparators and maps.
Bei einem solchen Kennfeld ergibt sich aus einer berechneten Menge zu fördernden Kraftstoffs ein Stromsollwert, mit dem die Zumesseinheit einer Kraftstoffförderpumpe angesteuert wird. Diese Zumesseinheit weist ein Magnetventil auf, welches im geöffneten Zustand Kraftstoff aus einem Kraftstoffreservoir zum Rail fließen lässt und im geschlossenen Zustand die Verbindung zwischen Kraftstoffreservoir und Rail trennt. Widerstand und Induktivität des Magnetventils sind von der Temperatur abhängig, so dass eine Stromregelung vorgesehen ist, welche den Strom durch das Magnetventil auf einen vorgegebenen Wert regelt.In such a map results from a calculated amount of fuel to be delivered a current setpoint with which the metering unit of a fuel delivery pump is driven. This metering unit has a solenoid valve which, in the opened state, allows fuel to flow from a fuel reservoir to the rail and, in the closed state, separates the connection between the fuel reservoir and the rail. Resistance and inductance of the solenoid valve are dependent on the temperature, so that a current control is provided, which regulates the current through the solenoid valve to a predetermined value.
Die Stromregelungsschaltung
Der Potentialunterschied zwischen den beiden Enden des Shunt-Widerstands
Die Kennlinie zwischen Magnetventilstrom einerseits und zugemessener Kraftstoffmenge andererseits ist sehr steil. Dies bedeutet, dass schon eine sehr kleine Änderung des Magnetventilstroms zu einer großen Änderung der zugemessenen Kraftstoffmenge führt. Folglich muss die Stromerfassung sehr genau sein. Das bedingt wiederum, dass hohe Anforderungen an die Verstärkergenauigkeit gestellt werden. Weiterhin kann im Falle eines Load-Dumps die Versorgungsspannung von beispielsweise
Die
VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF THE INVENTION
Demgemäß vorgesehen ist ein Strommessmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11.Accordingly provided is a current measuring module having the features of
Die der Erfindung zugrunde liegende Idee ist es, den Spannungsabfall über einen Shuntwiderstand, der in Serie mit der Zumesseinheit angeordnet ist, mittels eines Delta-Sigma-Modulators in ein digitales Signal umzuwandeln. Der Mittelwert dieses Signals entspricht dem Wert des Spannungsabfalls über den Shuntwiderstand.The idea underlying the invention is to convert the voltage drop via a shunt resistor, which is arranged in series with the metering unit, by means of a delta-sigma modulator into a digital signal. The mean value of this signal corresponds to the value of the voltage drop across the shunt resistor.
Ein wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Anordnung ist es, dass alle Anforderungen, die an das Messsystem gestellt werden, nämlich hohe Genauigkeit, hohe Gleichtaktunterdrückung und hohe Gleichspannungsfestigkeit, mit deutlich geringeren Kosten realisiert werden können. Insbesondere kommt die vorgeschlagene Anordnung ohne einen teueren abgeglichenen Operationsverstärker mit eingangsseitigem Widerstandsnetzwerk aus.A major advantage of the proposed arrangement is that all the requirements that be placed on the measuring system, namely high accuracy, high common mode rejection and high DC voltage resistance, can be realized with significantly lower costs. In particular, the proposed arrangement does not require an expensive balanced operational amplifier with input-side resistor network.
Das Strommessmodul kann weiterhin einen Level-Shifter aufweisen, welcher das Potential des digitalen Signals in einen auf ein Bezugspotential (z.B. Masse) bezogenen Wert umwandelt. Somit wird das Potential des digitalen Signals auf einen einheitlichen Bezugswert umgewandelt und kann von nachgeschalteten Bauteilen weiterverarbeitet werden.The current measurement module may further comprise a level shifter which converts the potential of the digital signal into a value related to a reference potential (e.g., ground). Thus, the potential of the digital signal is converted to a uniform reference value and can be further processed by downstream components.
Außerdem weist das Strommessmodul weiterhin auf: eine Diode, welche anodenseitig mit einer Spannungsquelle verbunden ist, und einen Boosterkondensator, dessen eine Seite an die Kathode der Diode und dessen andere Seite mit einer Seite des Shuntwiderstands verbunden ist, wobei der Knoten zwischen Diode und Boosterkondensator mit einem Spannungsversorgungseingang des Delta-Sigma-Modulators verbunden ist. Somit wird eine Bootstrapschaltung realisiert, die eine Spannungsversorgung des Delta-Sigma-Modulators sicherstellt, welche dem schwankenden Pegel am Shuntwiderstand gerecht wird.In addition, the current measuring module further comprises: a diode which is connected on the anode side to a voltage source, and a booster capacitor whose one side is connected to the cathode of the diode and the other side to one side of the shunt resistor, wherein the node between the diode and booster capacitor with a voltage supply input of the delta-sigma modulator is connected. Thus, a bootstrap circuit is realized, which ensures a voltage supply of the delta-sigma modulator, which satisfies the fluctuating level at the shunt resistor.
Das Strommessmodul kann ferner ein Filter aufweisen, welcher das digitale Ausgangssignal in ein tiefpassgefiltertes Ausgangssignal umwandelt. Dieses Filter kann als analoges Tiefpassfilter, beispielsweise als RC- oder LC-Netzwerk, oder auch als digitales Filter ausgebildet ist. Ein digitales Filter kann als FIR-Filter ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass das FIR-Filter direkt im Mikrocontroller eines Steuergeräts programmiert werden kann, was sich als Kostenersparnis auswirkt.The current measurement module may further comprise a filter which converts the digital output signal into a low-pass filtered output signal. This filter can be designed as an analog low-pass filter, for example as an RC or LC network, or as a digital filter. A digital filter can be designed as an FIR filter. This has the advantage that the FIR filter can be programmed directly in the microcontroller of a control unit, which leads to cost savings.
Ebenfalls Kostenvorteile hat es, das Strommessmodul mit anderen Funktionsbausteinen in einen ASIC oder dergleichen zu integrieren.There are also cost advantages of integrating the current measurement module with other functional modules in an ASIC or the like.
Eine erfindungsgemäße Stromregelungsschaltung zum Regeln eines Stroms durch eine Zumesseinheit für eine Common-Rail-Pumpe eines Einspritzsystems in einem Kraftfahrzeug, weist Folgendes auf:
- - ein erfindungsgemäßes Strommessmodul,
- - ein Steuergerät, welchem das Ausgangssignal zugeführt wird, und
- - einen Schalter, welcher zwischen der von der Zumesseinheit abgewandten Seite des Shuntwiderstands und einem Versorgungspotential angeschlossen ist,
- - wobei das Steuergerät den Schalter in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal ansteuert.
- a current measuring module according to the invention,
- a controller to which the output signal is supplied, and
- a switch which is connected between the side of the shunt resistor facing away from the metering unit and a supply potential,
- - Wherein the controller drives the switch in response to the output signal.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Schalter als MOSFET-Transistor ausgebildet ist, welcher durch Pulsweitenmodulation von dem Steuergerät angesteuert wird. Bei einer solchen Anordnung kommen die Vorteile der vorgeschlagenen Anordnung besonders deutlich zur Geltung, da der Pegel am Shuntwiderstand aufgrund der Pulsweitenmodulation zwischen den zwei Versorgungspotentialen schwankt. Mit der vorgeschlagenen Anordnung kann dem durch Verwendung eines Delta-Sigma-Modulators Rechnung getragen werden, der kostengünstig realisiert werden kann.It is advantageous if the switch is designed as a MOSFET transistor, which is driven by pulse width modulation of the control unit. In such an arrangement, the advantages of the proposed arrangement are particularly evident, since the level at the shunt resistor fluctuates due to the pulse width modulation between the two supply potentials. With the proposed arrangement can be accommodated by using a delta-sigma modulator, which can be realized inexpensively.
Das Steuergerät kann ein FIR-Filter aufweisen, welches das Ausgangssignal filtert. Somit kann das FIR-Filter kostengünstig beispielsweise als Programmmodul in das Steuergerät integriert werden.The controller may include an FIR filter which filters the output signal. Thus, the FIR filter can be inexpensively integrated, for example as a program module in the control unit.
Figurenlistelist of figures
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:
-
1 ein Blockschaltdiagramm, welches die Stromregelung in einer herkömmlichen Anordnung zeigt; -
2 ein Blockschaltdiagramm, welches ein Strommessmodul und eine Stromregelungsschaltung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt; und -
3 ein Blockschaltdiagramm, welches ein Strommessmodul und eine Stromregelungsschaltung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
-
1 a block diagram showing the current control in a conventional arrangement; -
2 a block diagram illustrating a current measuring module and a current control circuit according to a first embodiment of the invention; and -
3 a block diagram illustrating a current measuring module and a current control circuit according to a second embodiment of the invention.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
In allen Figuren der Zeichnungen sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente - sofern nichts Anderes angegeben ist- mit gleichen Bezugszeichen versehen worden.In all figures of the drawings, identical or functionally identical elements - unless otherwise stated - have been provided with the same reference numerals.
Die Stromregelungsschaltung
Im Folgenden wird diese Anordnung genauer beschrieben: Das Magnetventil
Die beiden Anschlüsse des Shuntwiderstands
mit dem auf der Seite des Magnetventils
with the on the side of the
Der Delta-Sigma-Modulators
Dem Delta-Sigma-Modulators
Das vom Level-Shifter
Das tiefpassgefilterte Ausgangssignal wird einem Analog/Digital-Wandler
Das Strommessmodul
Im Betrieb fließt durch das Magnetventil
Je nachdem ob der Transistor
Das Ausgangsignal des Delta-Sigma-Modulators
Die Verwendung des Delta-Sigma-Modulators
Ferner kann mit dem Delta-Sigma-Modulators
Schließlich besteht ein wesentlicher Vorteil der oben beschriebenen Anordnung darin, dass sie vergleichsweise günstig herzustellen ist. So kann das Strommessmodul aus vergleichsweise günstigen Standardbausteinen hergestellt werden und benötigt keinen teueren analogen Operationsverstärker bzw. kein teueres, aufwendig abgeglichenes Widerstandsnetzwerk am Eingang eines solchen analogen Operationsverstärkers.Finally, a significant advantage of the arrangement described above is that it is relatively inexpensive to manufacture. Thus, the current measurement module can be made of comparatively low-cost standard components and does not require a costly analog operational amplifier or an expensive, elaborately balanced resistor network at the input of such an analog operational amplifier.
Ein weiterer Vorteil der oben beschriebenen Anordnung besteht darin, dass der fliegende Pegel am Ausgang des Delta-Sigma-Wandlers relativ einfach mit dem Level-Shifter umgesetzt und auf einen Masse-bezogenen Wert gebracht werden kann, da es sich um ein digitales Signal handelt. Dagegen wäre diese Pegel-Umsetzung bei der Verwendung eines Analogverstärkers mit Booster-Kondensator wesentlich aufwändiger.Another advantage of the arrangement described above is that the flying level at the output of the delta-sigma converter can be relatively easily converted with the level-shifter and brought to a ground-related value, since it is a digital signal. In contrast, this level conversion would be much more expensive when using an analog amplifier with booster capacitor.
Das Strommessmodul
In
Gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst das Strommessmodul
Das Ausgangssignal des Strommessmoduls
Das Strommessmodul
Zusätzlich zu den Vorteilen der ersten Ausführungsform hat diese Anordnung den Vorteil, dass eine Wandlung des Ausgangssignals des Level-Shifters in analog und zurück in ein digitales Signal mit den damit verbundenen Toleranzen und Quantisierungsfehlern entfällt. Es wird also eine höhere Genauigkeit erzielt.In addition to the advantages of the first embodiment, this arrangement has the advantage that a conversion of the output signal of the level shifter in analog and back into a digital signal with the associated tolerances and quantization errors omitted. So it is achieved a higher accuracy.
Das digitale Filter
Obwohl die obige Ausführungsform vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere sind verschiedene Merkmale der oben beschriebenen Ausgestaltungen miteinander kombinierbar.Although the above embodiment has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto but modifiable in a variety of ways. In particular, various features of the embodiments described above can be combined with each other.
So wurde der Schalter
Ferner wurde das Strommessmodul
Claims (11)
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DE102007028344.1A DE102007028344B4 (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Current measuring module, current control circuit and current measuring method |
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Families Citing this family (3)
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DE102012215155A1 (en) * | 2012-08-27 | 2014-02-27 | Robert Bosch Gmbh | Method for regulating the current intensity of the electrical current flowing through an inductive load, and corresponding circuit arrangement |
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DE102014208161A1 (en) * | 2014-02-05 | 2015-08-06 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Method and device for determining a current for current regulation of a valve |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10200650A1 (en) | 2002-01-10 | 2003-05-28 | Infineon Technologies Ag | Current measurement device, e.g. for measurement of electric motor loading, has a serial measurement resistance together with a pulse width modulator, the output of which is proportional to the voltage across the resistance |
US20030169048A1 (en) * | 2002-03-06 | 2003-09-11 | Jin-Gon Kim | System for measuring battery current for electric vehicle |
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2007
- 2007-06-20 DE DE102007028344.1A patent/DE102007028344B4/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10200650A1 (en) | 2002-01-10 | 2003-05-28 | Infineon Technologies Ag | Current measurement device, e.g. for measurement of electric motor loading, has a serial measurement resistance together with a pulse width modulator, the output of which is proportional to the voltage across the resistance |
US20030169048A1 (en) * | 2002-03-06 | 2003-09-11 | Jin-Gon Kim | System for measuring battery current for electric vehicle |
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