DE3843507A1 - Method for measuring a pulsed current in an inductive load and device for carrying out the method - Google Patents

Method for measuring a pulsed current in an inductive load and device for carrying out the method

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Abstract

In a motor vehicle, the method described allows the pulsed operating current of an inductive load to be measured without elaborate measures for common-mode suppression even when the device detecting the operating current and the said load are connected to one another by (only) one insulated control line and a spatially extended potential surface, for example vehicle earth. The devices proposed for carrying out the method utilise a microcomputer, not only for measuring but also for regulating the pulsed operating current.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung eines getakteten Stromes in einem induktiven Verbraucher in einem Kraftfahrzeug nach der Gattung des Hauptanspruchs. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for measuring a clocked current in an inductive consumer in a motor vehicle according to the preamble of the main claim. It also relates to a device for carrying out the Procedure.

In Kraftfahrzeugen werden zunehmend elektromagnetisch wirkende Steller wie z.B. Schrittmotoren, Magnetschalter und Magnetventile mit getakteter Bestromung eingesetzt. Bei Proportionalventilen, die auf eine Stromregelung angewiesen sind, ergibt sich aus der getakteten Bestro­ mung eine geringere Wärmeentwicklung im Steuergerät. Bei Schaltventilen erschließt der Vorteil einer getakten Stromregelung eine Verkleinerung der Baugröße der Schalt­ ventile. Schaltventile, die ohne Taktung direkt mit der Fahrzeugbordspannung betrieben werden, müssen so ausge­ legt sein, daß sie bei Schwankungen der Bordspannung (ca. 9 Volt bis 16 Volt in einem Kraftfahrzeug) im Betriebs­ temperaturbereich (ca.-40°C bis mindestens +85°C) einerseits sicher schalten, andererseits nicht überla­ stet werden; allein die beiden Parameter Bordspannung und Betriebstemperatur erzeugen eine Streuung des Laststroms um den Faktor 2,3. Bei getakteten Schaltventilen fällt die Verteuerung durch konstruktive Maßnahmen zur Abdek­ kung solcher Betriebsparameterstreuungen gänzlich weg.In motor vehicles are becoming increasingly electromagnetic Acting actuators such as Stepper motors, magnetic switches and solenoid valves with clocked energization. With proportional valves that are based on a flow control are based on the clocked Bestro lower heat development in the control unit. At Switching valves open up the advantage of a clocked Current control a reduction in the size of the switching valves. Switching valves that operate directly with the Vehicle on-board voltage must be operated in this way  specifies that in the event of fluctuations in the on-board voltage (approx. 9 volts to 16 volts in a motor vehicle) in operation temperature range (approx. -40 ° C to at least + 85 ° C) on the one hand, switch safely, on the other hand, do not overload become steady; only the two parameters on-board voltage and Operating temperature create a spread of the load current by a factor of 2.3. With clocked switching valves falls the increase in price through constructive measures to cover Such scattering of operating parameters is completely eliminated.

Sowohl aus der Veröffentlichung "Verlustarme Ansteuerung von Aktuatoren", erschienen am 13.11.1987 in der Fach­ zeitschrift "ELEKTRONIK", als auch aus der vorlaufenden Anmeldung P 38 17 770.6-33 der Anmelderin ist vorbekannt, zur Beeinflussung bzw. Regelung des Taktstromes eines induktiven Verbrauchers auf einen günstigen Wert in Ver­ bindung mit einer rückschlagspannungsbegrenzenden Frei­ laufbeschaltung durch ein Ventilelement den strompro­ portionalen Spannungsabfall an einem verbraucherstrom­ durchflossenen Meßwiderstand heranzuziehen.Both from the publication "Low Loss Control von Aktuatoren ", published on November 13th, 1987 in the subject magazine "ELEKTRONIK", as well as from the previous Application P 38 17 770.6-33 by the applicant is already known, to influence or regulate the clock current of a inductive consumer to a favorable value in ver binding with a flashback limiting free running circuit by a valve element the StromPro proportional voltage drop at a consumer current flow through the measuring resistor.

Bei solchen Anordnungen ist nachteilig, daß zwei poten­ tialfreie Leitungen vom Steuergerät zum Ventil geschleift werden müssen, weil die Rückführung des Stroms über die Fahrzeugmasse am Ort des Verbrauchers nicht möglich ist (Meßwiderstand im Massepfad), und daß an das Ansteuerge­ rät zum Ventil führend jeweils zwei Steuerleitungen an­ zuschließen sind, welche beide elektronisch gegen Fahr­ zeugstörspannungen gesichert sein müssen. With such arrangements, it is disadvantageous that two potential tial-free cables looped from the control unit to the valve have to be because the return of the current over the Vehicle mass at the location of the consumer is not possible (Measuring resistance in the ground path), and that to the Ansteuerge advises two control lines leading to the valve are to be locked, both electronically against driving interference voltages must be secured.  

Demgegenüber kommen entsprechend bekannte Anordnungen, bei denen der Meßwiderstand aus dem Massepfad verlagert ist, mit nur einer Ansteuerleitung zum Verbraucher aus, indem dann der Stromrückfluß durch Verbindung des Ver­ brauchers mit der Fahrzeugmasse vor Ort erzielt wird; dazu muß aber jedenfalls die Meßspannung am Prüfwider­ stand durch zwei von der Fahrzeugmasse isolierte Leitun­ gen als Differenzspannung abgegriffen und anschließend mit hoher Gleichtaktunterdrückung gemessen werden. Hier­ für geeignete Bauteile sind teuer. Im übrigen bereitet die Notwendigkeit einer Messung mit hoher Gleichtakt­ unterdrückung erhebliche Schwierigkeiten dann, wenn zur Signalverarbeitung - wie in modernen Steuergeräten üblich - ein A/D-Mikrocontroller eingesetzt werden soll.In contrast, correspondingly known arrangements in which the measuring resistor is shifted from the ground path, with only one control line to the consumer, by then the current return flow is achieved by connecting the consumer to the vehicle mass on site; for this purpose, however, the measuring voltage at the test resistor must be tapped as a differential voltage by two lines isolated from the vehicle ground and then measured with high common mode rejection. Suitable components here are expensive. In addition, the need for a measurement with high common mode rejection presents considerable difficulties when an A / D microcontroller is to be used for signal processing , as is customary in modern control devices.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, welche es erlauben, einen an seinem Installationsort mit einem Bordnetzpotential - üblicherweise mit der Fahrzeug­ masse - verbundenen induktiven Verbraucher über eine einzige Leitung anzusteuern, wobei im entsprechenden Steuergerät als Maß für den Verbraucherstrom eine auf einen Betriebsspannungspol bezogene Spannungsgröße ohne aufwendige Gleichtaktunterdrückungsmaßnahmen auswertbar ist.The object of the invention is therefore to provide a method and a device in a motor vehicle, which allow an inductive consumer connected to its installation location with an on-board electrical system potential - usually connected to the vehicle ground - to be controlled via a single line, in the corresponding control unit as A measure of the consumer current, a voltage variable related to an operating voltage pole can be evaluated without complex common-mode suppression measures.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit dem kennzeichnenden Merkmal des auf den Anspruch 1 rückbezogenen Anspruches 7 gelöst. Vor­ teilhafte Weiterbildungen sind nach Lehre der darauf rückbezogenen Ansprüche gegeben.This object of the invention is achieved with a method the characterizing feature of claim 1 and by  a device with the characteristic feature of the solved the claim 1 back-related claim 7. Before partial training is according to the teaching of it given related claims.

Ein Vorteil des erfindungegmäßen Verfahrens besteht da­ rin, daß in einem Kraftfahrzeug nur eine Steuerleitung je Verbraucher verlegt werden muß, wodurch auch die Zahl der an einem Steuergerät vorzusehenden Anschlüsse minimiert werden kann. In weiter vorteilhafter Weise erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung, einen Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller zur kontrollierten Stromzumessung einzu­ setzen.There is an advantage of the method according to the invention rin that in a motor vehicle only one control line ever Consumers must be relocated, which also increases the number of Connections to be provided on a control unit are minimized can be. In a further advantageous manner, the device according to the invention, a microprocessor or Microcontrollers for controlled current metering put.

Drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der Zeichnung dargestellt und zusammen mit letz­ terem in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigenThree embodiments of the Vorrich invention device for performing the method according to the invention are shown in the drawing and together with the last terem explained in the following description. It demonstrate

Fig. 1a das Wirkschaltbild einer herkömmlichen getakte­ ten Ansteuerung eines induktiven Verbrauchers mit Gewinnung eines auf Masse bezogenen Strom­ signals; Figure 1a shows the circuit diagram of a conventional clocked th control of an inductive consumer with obtaining a current signal based on ground.

Fig. 1b das Wirkschaltbild einer herkömmlichen getakte­ ten Ansteuerung eines induktiven Verbrauchers mit Gwinnung eines nicht auf Masse bezogenen Stromsignals; Figure 1b shows the circuit diagram of a conventional getakte th driving an inductive load with Gwinnung a non-ground referenced current signal.

Fig. 1c den Verlauf der nach Fig. 1 und 2 gewonne­ nen, den Stromverlauf repräsentierenden Sig­ nalspannung; Fig. 1c the course of the won according to Figures 1 and 2 NEN, the current profile representing signal signal;

Fig. 2 das Wirkschaltbild des ersten Ausführunsgbei­ spiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 shows the circuit diagram of the first game Ausführunsgbei an apparatus for carrying out the method according to the invention;

Fig. 3 das Wirkschaltbild des zweiten Ausführungsbei­ spiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Figure 3 shows the circuit diagram of the second game Ausführungsbei a device for performing the method according to the invention.

Fig. 4 den Verlauf der nach Fig. 2 und 3 gewonne­ nen, den Stromverlauf repräsentierenden Sig­ nalspannung; Fig. 4 shows the course of the gain according to Figures 2 and 3 NEN, the current curve representing signal voltage;

Fig. 5 das Wirkschaltbild des dritten Ausführunsgbei­ spiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Strommessung während der Stromtaktphase ge­ schieht. Fig. 5 shows the circuit diagram of the third game Ausführunsgbei an apparatus for carrying out the method according to the invention, in which the current measurement ge during the current clock phase schieht.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf bekannte Lösungen gemäß Figuren la bis lc Bezug genommen. Gemäß Figur la wird einem elektronischen Steuergerät 1 über eine Zuleitung 2 die Bordnetzspannung +U BATT zuge­ führt. Letztere liegt an einem gesteuerten Schalter 3 an, über den entsprechend einer getakteten Ansteuerung dem induktiven Verbraucher 4 Strom zuführbar ist; hierzu ist der Verbraucher 4 über zwei Leitungen 5 und 6 mit dem Steuergerät 1 verbunden. Die zweite Leitung 6 ist im Steuergerät an einen Meßwiderstand 7 geführt, welcher mit seiner Verbindung 8 nach Masse 9 den Stromkreis schließt. Zur Serienschaltung aus Verbraucher 4 und Meßwiderstand 7 ist ein Halbleiterventil 10 so parallel geschaltet, daß es bei Bestromung des Verbrauchers 4 gesperrt ist. Am Meßwiderstand 7 ist eine auf Masse 9 bezogene Meßspannung U M abnehmbar, die proportional zum Strom durch den Ver­ braucher 4 ist. Figur lc veranschaulicht den Zeitverlauf 12 der Meßspannung U M bzw. des Stromes bei getakteter Betätigung des elektronischen Schalters 3; durch die glättende Wirkung der Spuleninduktivität ergibt sich bei Taktung mit ausreichend hoher Frequenz in Zusammenwirken mit dem Freilaufventil 10 ein bekanntermaßen sägezahnför­ miger Spannungsverlauf. Jede der Zuleitungen 5 und 6 zum Verbraucher 4 muß in diesem Falle von Masse 9 und der Bordnetzspannung +U BATT auf der Leitung 2 isoliert sein; dementsprechend müssen auch zwei Leitungsabgänge im elek­ tronischen Steuergerät 1 gegen Falschanschluß und/oder Fahrzeugstörspannungen elektronisch abgesichert sein. Dies gilt auch bei Ersatz des Schalters 3 gegen +U BATT durch einen sinngemäßen nach nach Masse 9, d.h. spiegel­ bildlicher Ausführung der Wirkschaltung gemäß Figur la.To explain the method according to the invention, reference is made to known solutions according to FIGS. 1 a to 1 c. According to FIG. 1 a, the on-board electrical system voltage + U BATT is supplied to an electronic control unit 1 via a supply line 2 . The latter is applied to a controlled switch 3 , via which current can be supplied to the inductive consumer 4 in accordance with a clocked activation; for this purpose, the consumer 4 is connected to the control unit 1 via two lines 5 and 6 . The second line 6 is guided in the control unit to a measuring resistor 7 , which closes the circuit with its connection 8 to ground 9 . For the series connection of consumer 4 and measuring resistor 7 , a semiconductor valve 10 is connected in parallel so that it is blocked when the consumer 4 is energized. At the measuring resistor 7 , a measuring voltage U M based on ground 9 is removable, which is proportional to the current through the consumer 4 . FIG. 1c illustrates the time profile 12 of the measurement voltage U M or the current when the electronic switch 3 is actuated in cycles; the smoothing effect of the coil inductance results in a known sawtooth-shaped voltage curve when clocked at a sufficiently high frequency in cooperation with the freewheel valve 10 . In this case, each of the supply lines 5 and 6 to the consumer 4 must be insulated from ground 9 and the vehicle electrical system voltage + U BATT on line 2 ; Accordingly, two line outlets in the electronic control unit 1 must be electronically protected against incorrect connection and / or vehicle interference voltages. This also applies when the switch 3 is replaced by + U BATT by an equivalent to ground 9 , ie a mirror image of the active circuit according to FIG.

Figur lb zeigt eine bekannte Abwandlung der Anordnung gemäß Figur la mit vertauschter Reihenfolge im Stromkreis des Verbrauchers 4 und des Meßwiderstandes 7. Hier kann der Verbraucher an Masse 9 a gelegt werden, und zwar an einem anderen Ort, als demjenigen, wo das Steuergerät 1 an Masse 9 b gelegt ist; insoweit ist nur eine Leitung 5 zwischen Steuergerät 1 und Verbraucher 4 zu verlegen, und es muß auch nur ein Leitungsabgang je Verbraucher 4 im elektronischen Steuergerät 1 gegen Falschanschluß und/ oder Fahrzeugstörspannungen elektronisch abgesichert sein. Der Vorteil des Stromrückflusses über die Fahrzeug­ masse wird allerdings durch den Nachteil erkauft, daß die Strommessung nur durch die Messung der schwebenden, d.h. nicht gegen Masse 9 b bezogenen Differenzspannung U M am Meßwiderstand 7 geschehen kann. Diese Differenzspannung hat prinzipiell denselben Verlauf 12 wie in Fig. 1c gezeigt.FIG. 1 b shows a known modification of the arrangement according to FIG. 1 a, with the order reversed in the circuit of the consumer 4 and the measuring resistor 7 . Here, the consumer can be connected to ground 9 a , in a different location than that where the control unit 1 is connected to ground 9 b ; To this extent, only one line 5 is to be laid between control unit 1 and consumer 4 , and only one line outlet per consumer 4 in electronic control unit 1 must be electronically protected against incorrect connection and / or vehicle interference voltages. The advantage of the current flow back over the vehicle mass is, however, paid for by the disadvantage that the current measurement can only be done by measuring the floating, ie not against mass 9 b -related differential voltage U M at the measuring resistor 7 . In principle, this differential voltage has the same profile 12 as shown in FIG. 1c.

Die Auswertung der Differenzspannung ist jedoch schwierig insoweit, als bei geschlossenem Schalter 3 die Meßleitun­ gen 11 a und 11 b ein Potential nahe +U BATT und bei offe­ nem Schalter 3 (Freilaufphase) ein Potential nahe der Masse 9 aufweisen, und die Differenzspannung U M deshalb mit hoher Gleichtaktunterdrückung gemessen werden muß. Die Vereinfachung in der Außenbeschaltung des Steuerge­ rätes 1 wird also durch das Erfordernis aufwendiger Auswertungskomponenten innerhalb des Steuergerätes 1, etwa lasergetrimmter Hybridschaltungen, erkauft, die einen erheblichen apparativen Kostenfaktor darstellen.However, the evaluation of the differential voltage is difficult to the extent that when the switch 3 is closed, the measuring lines 11 a and 11 b have a potential close to + U BATT and when the switch 3 is open (free-running phase) has a potential close to ground 9 , and the differential voltage U M therefore must be measured with high common mode rejection. The simplification in the external wiring of the Steuerge device 1 is thus bought by the need for complex evaluation components within the control device 1 , such as laser-trimmed hybrid circuits, which represent a significant equipment cost factor.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun vor, die di­ rekte, kontinuierliche Strommessung während der Ansteu­ erphase durch eine nur kurzzeitige Stromabtastung zu ersetzen und dazu den Zeitpunkt der Strommessung mit der Taktung des Schalters 3 zu synchronisieren, und des weiteren eine die Stromstärke repräsentierende Spannung an einem Meßwiderstand 7 abzunehmen, der im Steuergerät 1 entweder dauernd mit demselben Potential verbunden ist wie außerhalb des Steuergerätes 1 der Verbraucher 4, oder aber im Steuergerät im Zeitpunkt der Strommessung mit Massepotential 9 a verbindbar ist. Alternativ zur Abta­ stung des Stromes während der Taktphasen kann die Strom­ messung vorzugsweise auch indirekt während der Freilauf­ phasen erfolgen. Dazu wird in der Freilaufphase eine den Strom charakterisierende Spannung unmittelbar oder mit­ telbar erfaßt, das Ergebnis gespeichert und das Taktver­ hältnis der Bestromung des Verbrauchers jeweils zyklus­ weise nachjustiert, so daß insgesamt eine Stromrege­ lung erzielbar ist.The method according to the invention now provides that the direct, continuous current measurement during the control phase be replaced by a short-term current sampling and to synchronize the time of the current measurement with the clocking of the switch 3 , and furthermore a voltage representing a current across a measuring resistor 7 , which is either permanently connected to the same potential in the control unit 1 as outside the control unit 1 of the consumer 4 , or can be connected to ground potential 9 a in the control unit at the time of the current measurement. As an alternative to sampling the current during the clock phases, the current measurement can preferably also take place indirectly during the freewheeling phases. For this purpose, a voltage characterizing the current is detected directly or by telbar in the freewheeling phase, the result is stored and the clock ratio of the current supply to the consumer is readjusted cycle-wise, so that overall a current regulation can be achieved.

Fig. 2 und 3 zeigen erfindungsgemäße Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens indirekter Strommessung wäh­ rend der Stromtaktpausen. Fig. 5 zeigt eine weitere Vorrichtung zur direkten Strommessung während der Strom­ taktphasen. Fig. 2 and 3 show apparatuses according to the invention for performing the method indirect current measurement currency rend the current clock pauses. Fig. 5 shows a further device for direct current measurement during the current clock phases.

Gemäß Fig. 2 umfaßt das erste Ausführungsbeispiel einen elektronischen Schalter 3, der den Verbraucher 4 von einer Bordnetzschiene 2 mit der Bordnetzspannung U BATT getaktet zu beaufschlagen erlaubt; dabei sind die An­ schlüsse 5 und 6 des Verbrauchers 4 mit einem externen Masseanschluß 9 a bzw. mit besagtem Schalter 3 verbunden. Referring to FIG. 2, the first embodiment comprises an electronic switch 3, which allows consumers 4 clocked by an on-board power rail 2 with the vehicle system voltage U BATT to pressurize; the connections 5 and 6 to the consumer 4 are connected to an external ground connection 9 a or to said switch 3 .

Im Steuergerät 1 ist dem induktiven Verbraucher 4 eine Reihenschaltung aus einem Meßwiderstand 7 und einem Halb­ leiterventil 10 parallelgeschaltet so, daß der Meßwi­ derstand durch Verbindung 8 mit einem lokalen Massean­ schluß 9 b am gleichen Bezugspotential wie der Verbraucher 4 liegt und das Halbleiterventil während der Bestromung des Verbrauchers 4 durch den Schalter 3 sperrt. Ein Ab­ griff 13 zwischen besagtem Meßwiderstand und Halblei­ terventil ist mit dem Analogeingang eines Analog/Digi­ talwandlers 14 verbunden, der ausgangsseitig über einen Datenbus 15 einen Mikrorechner 16 speist. Ein Ausgang desselben ist über den Wirkungspfad 17 mit dem Steuer­ eingang des Schalters 3 verbunden.In the control unit 1 to the inductive load 4 is a series circuit of a measuring resistor 7 and a semiconductor valve 10 connected in parallel so that the Meßwi resistor by compound 8 with a local Massean circuit 9 b at the same reference potential as the load 4 is located and the semiconductor valve during energization of the consumer 4 by the switch 3 blocks. From a handle 13 between said measuring resistor and semiconductor valve is connected to the analog input of an analog / Digi talwandler 14 , which feeds a microcomputer 16 on the output side via a data bus 15 . An output of the same is connected via the action path 17 to the control input of the switch 3 .

Die Vorrichtung funktioniert wie folgt. Der Messwider­ stand 7 wird jeweils in der Freilaufphase mit Strom beaufschlagt, woraus sich ein Spannungsabfall U M mit Zeitverlauf gemäß Fig. 4 ergibt; am Eingang des Ana­ log/Digitalwandlers 14 liegt also eine pulsierende Gleichspannung mit annähernd exponentiallem Dachabfall an. Vorzugsweise in der Mitte der Freilaufphase wird der Momentanspannungswert am Messwiderstand 7 vom Analog/ Digitalwandler 14 eingelesen, digitalgewandelt und an den Mikroprozessor 16 übergeben. Der Mikroprozessor ver­ gleicht den gemessenen Wert mit einem gespeicherten Sollwert und verändert das Taktverhältnis, falls erfor­ derlich. Dies entspricht dem Prinzip des einfachen Zwei­ punktreglers. Bei diesem Ausführungsbeispiel mißt der Analog/Digitalwandler 14 also im negativen Spannungsbe­ reich. Unter Zugrundelegung einer linearen Näherung ga­ rantiert die Abtastung des Stromes in der Mitte der Frei­ laufphase schon bei vergleichsweise niedrigen Frequenzen einen ausreichend linearen Zusammenhang zwischen tatsäch­ lichem Ansteuerstrom in der Taktphase und Meßergebnis in der Freilaufphase. Insbesondere bei Schaltventilen, bei denen die getaktete Betriebsweise hautsächlich eine Begrenzung der Verlustleistung verfolgt, sind die An­ sprüche an die Genauigkeit der Strommessung relativ gering.The device works as follows. The measuring resistor 7 is energized in the freewheeling phase, which results in a voltage drop U M with time curve according to FIG. 4; At the input of the analogue / digital converter 14 there is therefore a pulsating DC voltage with approximately exponential roof waste. Preferably in the middle of the freewheeling phase, the instantaneous voltage value at the measuring resistor 7 is read in by the analog / digital converter 14 , digitally converted and transferred to the microprocessor 16 . The microprocessor compares the measured value with a stored setpoint and changes the clock ratio if necessary. This corresponds to the principle of the simple two-point controller. In this embodiment, the analog-to-digital converter 14 thus measures in the negative voltage range. On the basis of a linear approximation, the scanning of the current in the middle of the freewheeling phase guarantees a sufficiently linear relationship between the actual drive current in the clock phase and the measurement result in the freewheeling phase even at comparatively low frequencies. Particularly in the case of switching valves in which the clocked mode of operation primarily pursues a limitation of the power loss, the demands on the accuracy of the current measurement are relatively low.

Gemäß Fig. 3 umfaßt das zweite Ausführungsbeispiel einen elektronischen Schalter 3, der den Verbraucher 4 von einer Bordnetzschiene 2 mit der Bordnetzspannung U BATT getaktet zu beaufschlagen erlaubt; dabei sind die An­ schlüsse 5 und 6 des Verbrauchers 4 mit einem externen Masseanschluß 9 a bzw. mit besagtem Schalter 3 verbunden. Im Steuergerät 1 ist dem induktiven Verbraucher 4 eine Reihenschaltung aus einem Meßwiderstand 7 und einem Halbleiterventil 10 parallelgeschaltet so, daß der Meß­ widerstand durch Verbindung 8 mit einem lokalen Masse­ anschluß 9 b am gleichen Bezugspotential wie der Verbrau­ cher 4 liegt und das Halbleiterventil während der Bestro­ mung des Verbrauchers 4 durch den Schalter 3 sperrt. Ein Abgriff 13 zwischen besagtem Meßwiderstand und Halblei­ terventil ist mit dem ersten Eingang eines Kompärators 18 verbunden; der Vergleichseingang des Komparators 18 liegt an einem Referenzpotential -U REFF. Der Ausgang des Kompa­ rators ist mit dem Triggereingang eines Timers 20 verbun­ den, der andererseits mit einem Mikrorechner 16 verbunden ist. Von einem Ausgang des letzteren führt eine Verbin­ dung 17 zu einem entsprechenden Steuereingang des Schal­ ters 3.Referring to FIG. 3, the second embodiment comprises an electronic switch 3, which allows consumers 4 clocked by an on-board power rail 2 with the vehicle system voltage U BATT to pressurize; the connections 5 and 6 to the consumer 4 are connected to an external ground connection 9 a or to said switch 3 . In the control unit 1 to the inductive load 4 is a series circuit of a measuring resistor 7 and a semiconductor valve 10 connected in parallel so that the measuring resistor through connection 8 to a local ground terminal 9 b at the same reference potential as the consumer cher 4 is located and the semiconductor valve during Bestro tion of the consumer 4 by the switch 3 blocks. A tap 13 between said measuring resistor and semiconductor valve is connected to the first input of a comparator 18 ; the comparison input of the comparator 18 is at a reference potential - U REFF . The output of the comparator is connected to the trigger input of a timer 20 which, on the other hand, is connected to a microcomputer 16 . From an output of the latter, a connec tion 17 leads to a corresponding control input of the switch 3 .

Die Abweichung der Funktion zu jener des Ausführungsbei­ spiels gemäß Fig. 2 ist folgende. Die Strommessung be­ ruht hier auf einer Zeitmessung. Mittels des Komparators 18, Timers 20 und Mikroprozessors 16 wird geprüft, ob die Spannung U M am Meßwiderstand 7 in der Mitte der Frei­ laufphase mit dem vorgegebenen festen Sollwert -U REFF übereinstimmt. Kippt der Komparator 6 nicht exakt zum richtigen Zeitpunkt, liegt eine Stromabweichung von einem vorgegebenen Sollwert vor und der Mikroprozessor kann das Tastverhältnis entsprechend verändern. Auch hier ist also neben der Strommessung eine Stromregelung auf einen festen - oder bei entsprechender Ansteuerung des Mikro­ prozessors - beliebig vorgebbaren Wert möglich.The deviation of the function from that of the exemplary embodiment according to FIG. 2 is as follows. The current measurement is based on a time measurement. By means of the comparator 18 , timer 20 and microprocessor 16 it is checked whether the voltage U M at the measuring resistor 7 in the middle of the free-running phase matches the predetermined fixed setpoint value - U REFF . If the comparator 6 does not tip exactly at the right time, there is a current deviation from a predetermined setpoint and the microprocessor can change the pulse duty factor accordingly. Here too, in addition to the current measurement, a current regulation to a fixed value or, if the microprocessor is appropriately controlled , can be set as desired.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Vorrichtung 1 zur Durch­ führung der zeitabschnittsweisen Strommessung während der Stromtaktphasen. Hier ist ein elektronischer Schalter 3 vorgesehen, der über einen Anschluß 8 mit einem Masse­ punkt 9 a im Bereich des Montageortes der Vorrichtung verbunden ist. Er legt den in Serie zur Parallelschaltung aus Verbraucher 4 und Freilaufventil 10 liegenden Meß­ widerstand 7 im Takt einer Vorgabe des Mikrorechners 16 an Masse 9 a und ermöglicht so eine getaktete Bestromung des Verbrauchers 4 von einer nicht gezeigten Spannungs­ quelle, die zwischen die Klemme +U BATT und den Massepunkt 9 a geschaltet ist. Anders als in den vorherigen Beispie­ len ist hier der Spannungsabfall U M zweidrähtig an einen Differenzverstärker 18′ geführt, der mit einem vorrich­ tungsinternen Massepunkt 9 c verbunden ist und ausgangs­ seitig einen Analog/Digitalwandler 14 ansteuert, der seinerseits mit dem Mikrorechner 16 in Verbindung steht. Fig. 5 shows a modified device 1 for performing the periodic current measurement during the current clock phases. Here, an electronic switch 3 is provided, which is connected via a connection 8 to a ground point 9 a in the area of the mounting location of the device. He places the measurement in series with the parallel circuit consisting of loads 4 and freewheeling valve 10 resistor 7 in time with a specification of the microcomputer 16 to ground 9 a and so allows a clocked current supply to the load 4 source of a not shown voltage between the terminal + U BATT and the ground point 9 a is switched. Unlike in the previous examples, here the voltage drop U M is two-wire to a differential amplifier 18 ', which is connected to an internal device ground point 9 c and controls the output side of an analog / digital converter 14 , which in turn is connected to the microcomputer 16 .

Der Differenzverstärker ist vorgesehen, weil der Über­ gangswiderstand des elektronischen Schalters 3 erheblich streuen kann. Wenn nur in den Stromtaktphasen gemessen wird, d.h. wenn gegenüber dem Massepunkt 9 c an beiden Anschlüssen des Meßwiderstandes 7 eine relativ niedrige Spannung ansteht, sind hier keine hohen Anforderungen bezüglich Gleichtaktunterdrückung an den Differenzver­ stärker 18′ gestellt. Der Verbraucher 4 weist bei geöff­ netem Schalter 3 spannungsführende Anschlüsse 5′ und 6′ auf. Die restliche Funktion ergibt sich aus der voran­ gestellten Beschreibung zu vorherigen Figuren analog; am Meßwiderstand 7 fällt hier also nur während der Strom­ taktphasen eine Meßspannung U M ab.The differential amplifier is provided because the transition resistance of the electronic switch 3 can vary considerably. If only the current clock phases are measured, ie if a relatively low voltage is applied to the ground point 9 c at both connections of the measuring resistor 7 , no high demands are made with respect to common mode rejection to the differential amplifier 18 '. The consumer 4 has 3 live connections 5 'and 6 ' when the switch is opened. The rest of the function results from the description given above in relation to previous figures; The measuring resistor 7 thus drops a measuring voltage U M only during the current clock phases.

Claims (12)

1. Verfahren zur Messung des getakteten Betriebsstro­ mes eines induktiven Verbrauchers in einem Kraftfahrzeug, bei dem besagter Verbraucher einseitig mit einem Bord­ netzpotential - vorzugsweise Massepotential - verbunden ist, und wobei ein den Verbraucher ansteuerndes und den Laststrom erfassendes Gerät einerseits zwischen die bei­ den Bordnetzpole geschaltet und andererseits (nur) durch eine Ansteuerleitung mit besagtem Verbraucher verbunden ist, und bei dem ein vom Betriebsstrom durch den Ver­ braucher beaufschlagter Meßwiderstand zur Bereitstellung einer den getakteten Laststrom charakterisierenden Meß­ spannung dient, dadurch gekennzeichnet, daß die am Meßwiderstand (7) bereitgestellte Meßspannung zeitabschnittsweise entweder nur in den Taktphasen wäh­ rend des Sperrens eines Freilaufventils (10) oder nur zwischen den Taktphasen während des Leitens eines Frei­ laufventils (10) erfaßt und ausgewertet wird. 1. A method for measuring the clocked Betriebsstro mes an inductive consumer in a motor vehicle, in which said consumer is unilaterally connected to an on-board network potential - preferably ground potential - and wherein a device that controls the consumer and detects the load current is connected on the one hand between the at the on-board network poles and on the other hand (only) connected by a control line to said consumer, and in which a consumers by the operating current through the Ver acted upon measurement resistor for providing a clocked load current characterizing measurement voltage is used, characterized in that provided at the measuring resistor (7) measuring voltage time sections, either only in the clock phases of blocking currency rend a freewheeling valve (10) or only between clock phases during conduction of an free detected spill valve (10) and is evaluated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspannung im wesentlichen in der Mitte des Freilaufzeitintervalles synchron zur Taktung des Betriebsstromes erfaßt und ausgewertet wird.2. The method according to claim 1, characterized, that the measuring voltage is essentially in the middle of the Free-running time interval synchronized with the clocking of the Operating current is detected and evaluated. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspannung im wesentlichen in der Mitte des Bestromungszeitintervalles synchron zur Taktung des Betriebsstromes erfaßt und ausgewertet wird.3. The method according to claim 1, characterized, that the measuring voltage is essentially in the middle of the Current supply interval synchronized with the clocking of the Operating current is detected and evaluated. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspannung in ein digitales Datenwort gewandelt und dasselbe in ein Signal zur Taktung des Betriebsstro­ mes aufbereitet und als Steuersignal an ein die Stromtak­ tung bewirkendes Bauelement (3) übertragen wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the measuring voltage is converted into a digital data word and the same is processed into a signal for clocking the Betriebsstro mes and transmitted as a control signal to a device causing the current clock ( 3 ). 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspannung in ein Zeitintervall gewandelt und dasselbe in ein Signal zur Taktung des Betriebsstromes aufbereitet und als Steuersignal an ein die Stromtaktung bewirkendes Schaltbauelement (3) übertragen wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the measuring voltage is converted into a time interval and the same is processed into a signal for clocking the operating current and transmitted as a control signal to a switching component ( 3 ) effecting the current clocking. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis des Betriebsstromes des Verbrau­ chers nach Maßgabe der Differenz zwischen der Meßspannung und wenigstens einem gespeicherten Sollwert auf einen bestimmten Wert eingestellt bzw. geregelt wird.6. The method according to claim 4 or 5, characterized, that the duty cycle of the operating current of the consumption  chers according to the difference between the measuring voltage and at least one stored setpoint to one certain value is set or regulated. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung umfaßt:
  • - ein mit dem Meßwiderstand (7) in Serie geschaltetes Freilaufventilelement (10), letztwelches während der Taktpausen des Betriebsstromes des Verbrauchers (4) durchschaltbar ist;
  • - einen digitalen Mikrorechner (16), welcher ausgangs­ seitig mit einem Steuereingang eines den induktiven Verbraucher (4) mit der Betriebsspannung (+U BATT) beaufschlagenden Schaltbauelements (3) wirkverbunden ist.
7. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the device comprises:
  • - A freewheeling valve element ( 10 ) connected in series with the measuring resistor ( 7 ), which can be switched through during the pauses in the operating current of the consumer ( 4 );
  • - A digital microcomputer ( 16 ), which is operatively connected on the output side to a control input of a switching component ( 3 ) which acts on the inductive consumer ( 4 ) with the operating voltage (+ U BATT ).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Komparator (18) mit Referenzspannungsquelle umfaßt, welchem zur Erzeugung eines Zeitintervalles ein Zeitgeber (20) nachgeschaltet ist, von letztwelchem we­ nigstens ein bezüglich seiner Zeitdauer von der Differenz zwischen der Meßspannung und der Referenzspannung abhän­ gender Impuls einem Eingang des digitalen Mikrorechners (16) zuführbar ist. 8. The device according to claim 7, characterized in that it comprises a comparator ( 18 ) with a reference voltage source, which is connected downstream to generate a time interval, a timer ( 20 ), of least we least one with respect to its duration of the difference between the measurement voltage and the Reference voltage dependent pulse an input of the digital microcomputer ( 16 ) can be fed. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen dem digitalen Mikrorechner (16) vorgeschal­ teten Analog/Digitalwandler (14) umfaßt, dessen Eingang der Spannungsabfall an besagtem Meßwiderstand (7) zuführ­ bar ist.9. The device according to claim 7, characterized in that it comprises a digital microcomputer ( 16 ) upstream analog / digital converter ( 14 ), the input of the voltage drop at said measuring resistor ( 7 ) is feed bar. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher (4) der Serienschaltung aus Freilauf­ ventilelement (10) und Meßwiderstand (7) parallelgeschal­ tet ist und ein Stromfluß in letzterem in den Taktpausen des Betriebsstromes des Verbrauchers stattfindet.10. The device according to claim 9, characterized in that the consumer ( 4 ) of the series circuit of freewheeling valve element ( 10 ) and measuring resistor ( 7 ) is switched in parallel and a current flow in the latter takes place in the cycle breaks of the operating current of the consumer. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher (4) dem Freilaufventilelement (10) parallelgeschaltet ist und ein Stromfluß im Meßwiderstand (7) in den Taktphasen des Betriebsstromes des Verbrau­ chers stattfindet.11. The device according to claim 9, characterized in that the consumer ( 4 ) the free-wheel valve element ( 10 ) is connected in parallel and a current flow in the measuring resistor ( 7 ) takes place in the clock phases of the operating current of the consumer. 12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Differenzverstärker (18′) umfaßt, der dem Analog/Digitalwandler vorgeschaltet ist und dessen beiden Eingängen der Spannungsabfall (U M ) am Meßwiderstand (7) zuführbar ist.12. The apparatus according to claim 9, characterized in that it comprises a differential amplifier ( 18 ') which is connected upstream of the analog / digital converter and the two inputs of the voltage drop ( U M ) at the measuring resistor ( 7 ) can be supplied.
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