WO2015117866A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung eines stromes für eine stromregelung eines ventils - Google Patents

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Klaus Leipnitz
Tilemachos Matiakis
Roger Pohlmann
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Conti Temic Microelectronic Gmbh
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    • F02D2041/286—Interface circuits comprising means for signal processing

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining a current for current regulation of a current-controlled hydraulic valve controlled by pulse width modulation.
  • An object of the invention is to provide a method and a device which contributes to the fact that the hydraulic valve can be controlled very reliably.
  • the invention is characterized by a method for determining a current for current regulation of a current-controlled hydraulic valve controlled by pulse width modulation.
  • the invention is further characterized by a device that corresponds to the method for determining the current. It is tapped off a voltage applied to the hydraulic valve.
  • a first filtered current signal is determined by means of analog low-pass filtering of the tapped current.
  • a low-pass filter used for this purpose has a predetermined corner frequency, which is predetermined such that the phase response generated by the analog low-pass filtering corresponds approximately to a phase response that is generated in a sigma-delta conversion.
  • the filtered current signal is gitalformat means of an analog-to-digital converter having a sample and hold circuit di ⁇ with a predetermined sampling frequency, which is an integer multiple of the frequency of the pulse width modulation.
  • the sample-and-hold analog-to-digital converter can also be referred to as a Sample & Hold AD converter.
  • analogue low-pass filtering with the predetermined cutoff frequency, it is possible to contribute to filtering the current with a high dynamics, which corresponds approximately to the dynamics of a sigma-delta converter.
  • the subsequent oversampling and mean value filtering can contribute to further smoothing the current signal, so that the frequency of the pulse width modulation in the filtered current signal is filtered out even further. This allows a very good signal to be provided for control, so that the Hyd ⁇ raulikventil can be controlled very reliable.
  • the filtered digital current signal can be used, for example, as a control variable for a closed-loop control and compared with a predetermined reference variable in order to determine a manipulated variable for the pulse width modulation.
  • a mean value filter used for the digital mean value filtering has a width which corresponds to the integer multiple of the frequency of the pulse width modulation.
  • the width of the mean value filter in this case represents the number of values from which an average value is formed in each case. If the width corresponds to the value six, for example, an average value is formed from the last six values of the digital current signal.
  • the average filter has the width equal to the integer multiple frequency of the
  • Pulse width modulation corresponds
  • the filtered di ⁇ digital current signal has a frequency corresponding to the frequency of the pulse width modulation.
  • the filtered digital current signal is thus adjusted to the frequency of the
  • Pulse width modulation decimated. This makes it particularly easy to control.
  • the predetermined sampling frequency is six times the frequency of the pulse width modulation.
  • the predetermined corner frequencies is approximately between 1000 Hz and 1500 Hz.
  • the predetermined corner frequency is approximately 1250 Hz.
  • FIG. 1 shows a Bode diagram of different filter methods
  • FIG. 2 shows the measuring principle of a sigma-delta measurement
  • FIG. 3 shows the measuring principle of an analog-to-digital converter with sample-and-hold circuit
  • FIG. 4 shows a flow diagram for determining a current for a current regulation
  • FIG. 5 shows a device for determining the current
  • FIG. 6 shows a step response of various systems
  • FIG. 7 shows a system response to noise.
  • control units such as those used in automotive engineering
  • the power in hydraulic valves is regulated.
  • Such valves are used in particular in motor vehicles to open or close channels in hydraulic lines.
  • the individual switching stages can be switched smoothly and wear-resistant.
  • the solenoid valves are operated in the linear or analog range by pulse width modulated signals (PWM signals) with a high frequency for the solenoid valve.
  • PWM signals pulse width modulated signals
  • a measurement of the current is required in which the PWM drive frequency of the valves, typically 3 kHz, is no longer visible or is sufficiently attenuated by a filter.
  • a known solution to this problem is that for the current ⁇ measurement an analog low-pass filter n-th order with a cutoff frequency well below the PWM frequency is used (example: low pass 2nd order with 155 Hz). This filter results in a relatively large phase delay (dashed line in Fig.
  • a transfer member As a PT1 or PT2 filter in control technology, a transfer member is referred to, which is a proportional
  • the sigma-delta converter Due to the sampling over exactly one PWM period, the sigma-delta converter only filters out interferences whose frequencies are an integer multiple of the PWM frequency. All other interference is provided by the sigma-delta converter with a
  • FIG. 7 shows a respective system response during a measurement with a 2990 Hz sine noise.
  • an inventive method for measuring valve currents is proposed below with reference to FIG. 4. 4 shows a combination of an analog low-pass filter with a high corner frequency, an A / D converter with a sample-and-hold circuit and a digital SINC low-pass filter.
  • the SINC low pass filter may also be referred to as the digital mean value filter 40.
  • Fs analog signal value
  • OSR over sampling rate.
  • An analogue low-pass filter (see S3 in FIG. 4) with a high cutoff frequency, for example a 1250 Hz PT2 filter, is used and fed to a classical sample and hold AD converter.
  • the upstream analogue low-pass filter has the task of attenuating both analog disturbances near the PWM drive frequency (typically 3kHz) of the valve and near the sampling frequency of the AD converter.
  • the corner frequency of the analog low-pass filter can be selected so that the phase response corresponds to the additional dead time of the sigma-delta converter.
  • the AD converter runs at a frequency that is an integer multiple of the PWM frequency (for example, 18 kHz, i.e., 6 times oversampling).
  • the mean value is formed with the SINC software filter from the last 6 values of the AD converter and decimated the signal to 3kHz.
  • the SINC filter provides optimal damping of the drive frequency just like a sigma-delta converter.
  • FIG. 4 thus shows a flow chart for determining the current.
  • a current is impressed on a hydraulic valve HV by means of pulse width modulation PWM with a frequency F_PWM.
  • PWM pulse width modulation
  • F_PWM frequency
  • a current applied to the hydraulic valve HV is tapped off. This happens, for example, with a suitable circuit.
  • a first filtered current signal is determined by means of analog low-pass filtering of the tapped current.
  • the low-pass filter 20 used for this purpose has a predetermined corner frequency, which is predetermined in such a way that the signal generated by the analog low-pass filtering
  • Phase response in something corresponds to a phase response that is generated in a sigma-delta conversion.
  • the corner frequency is for example approximately between 1000 Hz and 1500 Hz, in particular approximately at 1250 Hz.
  • step S5 the filtered current signal by an analog-to-digital converter 30 to sample and hold circuit digi ⁇ talmik with a predetermined sampling frequency F_S that f_PWM an integer multiple of the frequency of the
  • Pulse width modulation PWM is, in particular a sixfold of the frequency F_PWM the pulse width modulation PWM.
  • a filtered digital current signal is determined by means of digital mean value filtering of the digitized current signal for current regulation of the hydraulic valve HV.
  • a digital mean value filter 40 is used, wherein the digital mean value filter 40 in particular has a width which corresponds to the integer multiple of the frequency F_PWM of the pulse width modulation PWM, in particular a sixfold is the frequency F_PWM of the
  • Pulse width modulation PWM Pulse width modulation
  • the filtered digital current signal is used for example as a controlled variable for a control and compared with a predetermined reference variable to determine a manipulated variable for the pulse width modulation PWM.
  • FIG. 5 shows a device 1 for determining the current.
  • the device 1 has, in particular, an analog module 10, which is designed to tap the voltage applied to the hydraulic valve HV.
  • the device 1 further comprises the analog low-pass filter 20, which is designed to determine the first filtered current signal by means of analog low-pass filtering of the tapped current.
  • the analog low-pass filter 20 has the predetermined corner frequency, which is predetermined such that the phase response generated by the analog low-pass filtering corresponds approximately to a phase response that is generated in a sigma-delta conversion.
  • the device 1 comprises the analog-to-digital converter 30 with sample-and-hold circuit, which is designed to digitize the filtered current signal with the predetermined sampling frequency F_S, which is an integer multiple of the frequency F_PWM of the pulse width modulation PWM.
  • the device 1 furthermore has the digital mean value filter 40, which is designed to determine the filtered digital current signal by means of digital mean value filtering of the digitized current signal for current regulation of the hydraulic valve HV.

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Abstract

Verfahren zur Ermittlung eines Stromes für eine Stromregelung eines mittels Pulsweitenmodulation (PWM) angesteuerten, stromgeregelten Hydraulikventils (HV) bei dem ein an dem Hydraulikventil (HV) anliegender Strom abgegriffen wird, ein erstes gefiltertes Stromsignal mittels analoger Tiefpassfilterung des abgegriffenen Stroms ermittelt wird, wobei ein hierfür eingesetzter Tiefpassfilter eine vorgegebene Eckfrequenz aufweist, die derart vorgegeben ist, dass der durch die analoge Tiefpassfilterung erzeugte Phasengang in etwa einem Phasengang entspricht, der bei einer Sigma-Delta-Wandlung erzeugt wird, das gefilterte Stromsignal mittels eines Analog-Digital-Wandlers mit Abtasthalteschaltung digitalisiert wird mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz (F_S), die ein ganzzahliges vielfaches der Frequenz (F_PWM) der Pulsweitenmodulation (PWM) ist, ein gefiltertes digitales Stromsignal mittels digitaler Mittelwertfilterung des digitalisierten Stromsignals ermittelt wird zur Stromregelung des Hydraulikventils (HV).

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Stromes für eine Stromregelung eines Ventils
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Stromes für eine Stromregelung eines mittels Pulsweitenmodulation angesteuerten, stromgeregelten Hydraulikventils .
Viele Hydraulikventile, insbesondere in einem Fahrzeug, werden mittels Pulsweitenmodulation angesteuert. Hierbei ist es be¬ sonders für eine Regelung des Hydraulikventils wichtig, dass die Frequenz der Pulsweitenmodulation aus dem Stromsignal des Hydraulikventils möglichst gut herausgefiltert wird.
Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde legt, ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das beziehungsweise die dazu beiträgt, dass das Hydraulikventil sehr zuverlässig geregelt werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Stromes für eine Stromregelung eines mittels Pulsweitenmodulation angesteuerten, stromgeregelten Hydraulikventils. Die Erfindung zeichnet sich des Weiteren aus durch eine Vorrichtung, die zu dem Verfahren zur Ermittlung des Stromes korrespondiert. Es wird ein an dem Hydraulikventil anliegender Strom abgegriffen. Ein erstes gefiltertes Stromsignal wird mittels analoger Tiefpassfilterung des abgegriffenen Stroms ermittelt. Ein hierfür eingesetzter Tiefpassfilter weist eine vorgegebene Eckfrequenz auf, die derart vorgegeben ist, dass der durch die analoge Tiefpassfilterung erzeugte Phasengang in etwa einem Phasengang entspricht, der bei einer Sigma-Delta-Wandlung erzeugt wird. Das gefilterte Stromsignal wird mittels eines Analog-Digital-Wandlers mit einer Abtast-Halte-Schaltung di¬ gitalisiert mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz, die ein ganzzahliges vielfaches der Frequenz der Pulsweitenmodulation ist. Ein gefiltertes digitales Stromsignal wird mittels di¬ gitaler Mittelwertfilterung des digitalisierten Stromsignals ermittelt zur Stromregelung des Hydraulikventils.
Der Analog-Digital-Wandler mit Abtast-Halte-Schaltung kann auch als Sample&Hold-AD-Wandler bezeichnet werden. Mittels der analogen Tiefpassfilterung mit der vorgegebenen Eckfrequenz kann dazu beigetragen werden, dass der Strom mit einer hohen Dynamik gefiltert wird, die ungefähr der Dynamik eines Sigma-Delta-Wandlers entspricht. Durch die anschließende Überabtastung und Mittelwertfilterung kann dazu beigetragen werden, dass das Stromsignal weiter geglättet wird, so dass die Frequenz der Pulsweitenmodulation in dem gefilterten Stromsignal noch weiter herausgefiltert wird. Dadurch kann ein sehr gutes Signal zur Regelung bereitgestellt werden, so dass das Hyd¬ raulikventil sehr zuverlässig geregelt werden kann. Das ge- filterte digitale Stromsignal kann beispielsweise als Regelgröße für eine Regelung verwendet werden und mit einer vorgegebenen Führungsgröße verglichen werden um für die Pulsweitenmodulation eine Stellgröße zu ermitteln. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist ein für die digitale Mittelwertfilterung eingesetzter Mittelwertfilter eine Breite auf, die dem ganzzahligen Vielfachen der Frequenz der Pulsweitenmodulation entspricht. Die Breite des Mittelwertfilters repräsentiert hierbei die Anzahl von Werten, aus denen jeweils ein Mittelwert gebildet wird. Entspricht die Breite also beispielsweise dem Wert sechs, so wird aus den letzten sechs Werten des digitalen Stromsignals ein Mittelwert gebildet. Weist der Mittelwertfilter die Breite auf, die dem ganzzahligen vielfachen Frequenz der
Pulsweitenmodulation entspricht, so weist das gefilterte di¬ gitale Stromsignal eine Frequenz auf, die der Frequenz der Pulsweitenmodulation entspricht. Hierdurch wird also das ge- filterte digitale Stromsignal auf die Frequenz der
Pulsweitenmodulation dezimiert. Hierdurch kann besonders einfach eine Regelung erfolgen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die vorgegebene Abtastfrequenz eine Sechsfache der Frequenz der Pulsweitenmodulation .
Je größer die Überabtastung ist, desto besser kann das digitalisierte Stromsignal geglättet werden, allerdings steigt gleichzeitig die benötigte Rechenleistung. Bei einer sechsfachen Überabtastung erfolgt eine sehr gute Glättung des digitali¬ sierten Stromsignals bei gleichzeitig möglichst geringer Re¬ chenbelastung . Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung liegt die vorgegebenen Eckfrequenzen in etwa zwischen 1000 Hz und 1500 Hz.
In etwa bedeutet in diesem Zusammenhang, dass insbesondere mess- oder fertigungsbedingte Toleranzen von ± 10 % um den jeweilig angegebenen Wert eingeschlossen sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung liegt die vorgegebene Eckfrequenz in etwa bei 1250 Hz. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Bode-Diagramm verschiedener Filtermethoden,
Figur 2 das Messprinzip einer Sigma-Delta-Messung, Figur 3 das Messprinzip eines Analog-Digital-Wandlers mit Abtast-Halte-Schaltung,
Figur 4 ein Ablaufdiagramm zur Ermittlung eines Stroms für eine Stromregelung, und
Figur 5 eine Vorrichtung zur Ermittlung des Stroms,
Figur 6 eine Sprungantwort verschiedener Systeme und Figur 7 eine Systemantwort zu Rauschen.
In Steuergeräten, wie sie in der Automobiltechnik verwendet werden, wird der Strom in Hydraulikventilen geregelt. Derartige Ventile werden insbesondere in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um in hydraulischen Leitungen Kanäle zu öffnen oder zu schließen.
Beispielsweise können mit Magnetventilen in einem automatischen Getriebe die einzelnen Schaltstufen ruckfrei und verschleißarm geschaltet werden. Sehr häufig werden dabei die Magnetventile im linearen, beziehungsweise analogen Bereich durch pulsweiten- modulierte Signale (PWM-Signale) mit einer für das Magnetventil hohen Frequenz betrieben. Für diese Regelung wird eine Messung des Stromes benötigt, in der die PWM-Ansteuer-Frequenz der Ventile, typischerweise 3 kHz, nicht mehr zu sehen ist bzw. durch einen Filter genügend stark abgedämpft wird. Eine bekannte Lösung dieses Problems ist, dass für die Strom¬ messung ein analoger Tiefpass-Filter n-ter Ordnung mit einer Eckfrequenz deutlich unterhalb der PWM-Frequenz eingesetzt wird (Beispiel: Tiefpass 2. Ordnung mit 155 Hz) . Bei diesem Filter ergibt sich ein relativ großer Phasenverzug (gestrichelte Linie in Fig. 1), wodurch die mögliche Dynamik des Stromreglers stark eingeschränkt wird, hervorgerufen durch die Signalverzögerung durch die Filterlaufzeit und die Dämpfung hoher Frequenzen. Eine Alternative stellt die Messung mit einem sog. Sig- ma-Delta-Wandler über die Dauer einer PWM-Periode dar. Der Vorteil dieser Messmethode ist die optimale Dämpfung der An¬ steuerfrequenz ohne den Einsatz eines zusätzlichen analogen Filters .
Der Einsatz eines solchen Wandlers hat aber auch einige
Nachteile. Erstens sind Sigma-Delta-Wandler häufig nicht oder nicht in ausreichender Anzahl auf den Microcontrollern integriert, wodurch ein externer Baustein notwendig wird, der zusätzliche Kosten verursacht. Zudem gibt es aufgrund der
Synchronität mit der PWM-Frequenz und, da der Regler nicht in „Nullzeit" rechnet, immer eine feste Totzeit von einer ganzen PWM-Periode für die Reglerreaktion, siehe Fig. 2. Bei einem klassischen Sample&Hold-AD-Wandler mit analogem Filter ist diese Totzeit - zwischen Messung und Reglerreaktion - normalerweise nicht größer als eine halbe PWM-Periode (siehe Fig. 3), wobei CO in Figur 3 für eine Control-Out-Periode steht. Das bedeutet, dass das System bei Einsatz eines Sigma-Delta Wandlers mindestens eine halbe PWM-Periode zusätzliche Totzeit hat. Der Phasengang dieser zusätzlichen Totzeit (durchgezogene Linie in Fig. 1) nähert sich in den tieferen Frequenzen dem Phasengang eines PTl-Filters (gepunktete Linie in Fig. 1) bzw. dem eines PT2- Filters (strichgepunktete Linie in Fig. 1) mit einer Eckfrequenz von 1250Hz an.
Als PT1- bzw. PT2-Filter wird in der Regelungstechnik ein Übertragungsglied bezeichnet, welches ein proportionales
Übertragungsverhalten mit Verzögerung 1. Ordnung bzw. 2. Ordnung aufweist. Mit der Ordnung eines Filters wird die Verstär¬ kungsabnahme (Dämpfung und Flankensteilheit) von Frequenzen oberhalb oder unterhalb der jeweiligen Grenzfrequenz des Filters beschrieben.
Aufgrund der Abtastung über genau eine PWM-Periode werden beim Sigma-Delta-Wandler nur Störungen ausgefiltert, deren Frequenzen ein ganzzahliges Vielfaches der PWM-Frequenz sind. Alle anderen Störungen werden vom Sigma-Delta-Wandler mit einer
Mischfrequenz weitergegeben (diagonal schraffierte Kurve in Fig. 7) . Figur 7 zeigt hierbei eine jeweilige Systemantwort bei einer Messung mit einem 2990 Hz Sinus-Rauschen. Zur Vermeidung der Nachteile der beiden oben beschriebenen bekannten Verfahren wird nachfolgend anhand von Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Messung von Ventilströmen vorgeschlagen . Fig. 4 zeigt eine Kombination aus einem analogen Tiefpassfilter mit hoher Eckfrequenz, einem A/D-Wandler mit Sample&Hold- Schaltung und einem digitalem SINC Tiefpass-Filter . Der SINC Tiefpass-Filter kann auch als digitaler Mittelwertfilter 40 bezeichnet werden. Dabei ist Fs = analoger Signalwert und OSR = Überabtastrate (Over Sampling Rate) .
Es wird ein analoger Tiefpass (siehe S3 in Figur 4) mit einer hohen Eckfrequenz, beispielsweise ein PT2-Filter mit 1250 Hz verwendet und auf einen klassischen Sample&Hold-AD-Wandler geführt. Der vorgeschaltete analoge Tiefpassfilter hat die Aufgabe, sowohl analoge Störungen in der Nähe der PWM-Ansteuerfrequenz (typisch 3kHz) des Ventils als auch in der Nähe der Abtastfrequenz des AD-Wandlers zu dämpfen. Die Eckfrequenz des analogen Tiefpassfilters kann so gewählt werden, dass der Phasengang dem der zusätzlichen Totzeit des Sigma-Delta-Wandlers entspricht.
Der AD-Wandler ( Sample&Hold-AD-Wandler) läuft mit einer Frequenz, die ein ganzzahliges Vielfaches der PWM-Frequenz ist (beispielsweise 18 kHz, d.h. 6 faches Oversampling bzw.
Übertastung) .
Für den weiterhin mit der PWM-Frequenz von 3 kHz laufenden Regler PWM in Fig. 4 wird der Mittelwert mit dem SINC Software Filter aus den letzten 6 Werten des AD-Wandlers gebildet und das Signal auf 3kHz dezimiert. Das SINC Filter erweist eine optimale Dämpfung der Ansteuerfrequenz genau wie ein Sigma-Delta-Wandler .
Mit dieser Messmethode können die Vorteile eines Sig- ma-Delta-Wandlers in Bezug auf die Dynamik erreicht werden (siehe Fig. 6, welche die Sprungantwort der verschiedenen Systeme zeigt) , während die oben genannten Nachteile eines Sig¬ ma-Delta-Wandlers wie der vergleichsweise hohen Totzeit und eventuell auftretender Mischfrequenzen verringert bzw. ganz vermieden werden können.
Figur 4 zeigt also ein Ablaufdiagramm zur Ermittlung des Stromes. Auf ein Hydraulikventil HV wird hierbei ein Strom aufgeprägt mittels Pulsweitenmodulation PWM mit einer Frequenz F_PWM. Anschließend wird in einem Schritt Sl ein an dem Hydraulikventil HV anliegender Strom abgegriffen. Dies geschieht beispielsweise mit einer dazu geeigneten Schaltung. Anschließend wird in einem Schritt S3 ein erstes gefiltertes Stromsignal mittels analoger Tiefpassfilterung des abgegriffenen Stroms ermittelt. Der hierfür eingesetzte Tiefpassfilter 20 weist eine vorgegebene Eckfrequenz auf, die derart vorgegeben ist, dass der durch die analoge Tiefpassfilterung erzeugte
Phasengang in etwas einem Phasengang entspricht der bei einer Sigma-Delta-Wandlung erzeugt wird. Die Eckfrequenz liegt beispielsweise in etwa zwischen 1000 Hz und 1500 Hz, insbesondere in etwa bei 1250 Hz.
In einem Schritt S5 wird das gefilterte Stromsignal mittels eines Analog-Digital-Wandlers 30 mit Abtast-Halte-Schaltung digi¬ talisiert mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz F_S, die ein ganzzahliges vielfaches der Frequenz F_PWM der
Pulsweitenmodulation PWM ist, insbesondere ein Sechsfaches der Frequenz F_PWM der Pulsweitenmodulation PWM.
In einem Schritt S7 wird ein gefiltertes digitales Stromsignal mittels digitaler Mittelwertfilterung des digitalisierten Stromsignals ermittelt zur Stromregelung des Hydraulikventils HV. Hierbei wird insbesondere ein digitaler Mittelwertfilter 40 eingesetzt, wobei der digitale Mittelwertfilter 40 insbesondere eine Breite aufweist, die dem ganzzahligen vielfachen der Frequenz F_PWM der Pulsweitenmodulation PWM entspricht, ins- besondere ein sechsfaches ist der Frequenz F_PWM der
Pulsweitenmodulation PWM.
Das gefilterte digitale Stromsignal wird beispielsweise als Regelgröße für eine Regelung verwendet und mit einer vorgegebenen Führungsgröße verglichen um für die Pulsweitenmodulation PWM eine Stellgröße zu ermitteln.
Figur 5 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Ermittlung des Stromes. Die Vorrichtung 1 weist insbesondere ein Analogmodul 10 auf, das dazu ausgebildet ist den an dem Hydraulikventil HV anliegenden Strom abzugreifen .
Die Vorrichtung 1 weist des Weiteren den analogen Tiefpassfilter 20 auf, der dazu ausgebildet ist das erste gefilterte Stromsignal mittels analoger Tiefpassfilterung des abgegriffenen Stroms zu ermitteln. Wobei der analoge Tiefpassfilter 20 die vorgegebene Eckfrequenz aufweist, die derart vorgegeben ist, dass der durch die analoge Tiefpassfilterung erzeugte Phasengang in etwa einem Phasengang entspricht, der bei einer Sigma-Delta-Wandlung erzeugt wird.
Die Vorrichtung 1 weist den Analog-Digital-Wandler 30 auf mit Abtast-Halte-Schaltung, der dazu ausgebildet ist, das gefilterte Stromsignal mit der vorgegebenen Abtastfrequenz F_S zu digitalisieren, die ein ganzzahliges vielfaches der Frequenz F_PWM der Pulsweitenmodulation PWM ist.
Die Vorrichtung 1 weist des Weiteren den digitalen Mittel- wertfilter 40 auf, der dazu ausgebildet ist, das gefiltertes digitale Stromsignal mittels digitaler Mittelwertfilterung des digitalisierten Stromsignals zu ermitteln zum Stromregelung des Hydraulikventils HV.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung eines Stromes für eine Stromregelung eines mittels Pulsweitenmodulation (PWM) ange- steuerten, stromgeregelten Hydraulikventils (HV) bei dem
ein an dem Hydraulikventil (HV) anliegender Strom abgegriffen wird,
ein erstes gefiltertes Stromsignal mittels analoger Tiefpassfilterung des abgegriffenen Stroms ermittelt wird, wobei ein hierfür eingesetzter Tiefpassfilter (20) eine vorgegebene Eckfrequenz aufweist, die derart vorgegeben ist, dass der durch die analoge Tiefpassfilterung erzeugte Phasengang in etwa einem Phasengang entspricht, der bei einer Sigma-Delta-Wandlung erzeugt wird,
- das gefilterte Stromsignal mittels eines Analog-Digital- Wandlers (30) mit Abtasthalteschaltung digitalisiert wird mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz (F_S) , die ein ganzzahliges vielfaches der Frequenz (F_PWM) der Pulsweitenmodulation (PWM) ist,
- ein gefiltertes digitales Stromsignal mittels digitaler Mittelwertfilterung des digitalisierten Stromsignals ermittelt wird zur Stromregelung des Hydraulikventils (HV) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein für die digitale Mittelwertfilterung eingesetzter Mittelwertfilter (40) eine
Breite aufweist, die dem ganzzahligen Vielfachen der Frequenz (F_PWM) der Pulsweitenmodulation (PWM) entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die vorgegebene Abtastfrequenz (F_S) eine Sechsfache der Frequenz (F_PWM) der
Pulsweitenmodulation (PWM) ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die vorgegebene Eckfrequenz in etwa zwischen 1000 Hz und 1500 Hz liegt .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die vorgegebene Eckfrequenz in etwa bei 1250 Hz liegt.
6. Vorrichtung (1) zur Ermittlung eines Stromes für eine Stromregelung eines mittels Pulsweitenmodulation (PWM) ange- steuerten, stromgeregelten Hydraulikventils (HV) aufweisend ein Analogmodul (10) , das dazu ausgebildet ist einen an dem Hydraulikventil (HV) anliegenden Strom abzugreifen,
einen analogen Tiefpassfilter (20), der dazu ausgebildet ist, ein erstes gefiltertes Stromsignal mittels analoger Tiefpassfilterung des abgegriffenen Stroms zu ermitteln, wobei der analoge Tiefpassfilter (20) eine vorgegebene Eckfrequenz aufweist, die derart vorgegeben ist, dass der durch die analoge Tiefpassfilterung erzeugte Phasengang in etwa einem Phasengang entspricht, der bei einer Sigma-Delta-Wandlung erzeugt wird, - einen Analog-Digital-Wandler (30) mit Abtasthalteschal¬ tung, der dazu ausgebildet ist das gefilterte Stromsignal mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz (F_S) zu digitalisieren, die ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz (F_PWM) der
Pulsweitenmodulation (PWM) ist,
- einen digitalen Mittelwertfilter (40) , der dazu ausgebildet ist ein gefiltertes digitales Stromsignal mittels digitaler Mittelwertfilterung des digitalisierten Stromsignals zu ermitteln zur Stromregelung des Hydraulikventils (HV) .
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