JPH02223863A - 誘導負荷のパルス化される電流を測定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誘導負荷の一端を車載ｍ源色位なるべくアー
ス電位にｉＢ！、続し、負荷を付勢しかつ負荷＊、流を
検出する装−を車載矩、腋の両極の間室０ ＋１ に接続し、かつ付勢導線により負荷にＰ＆ｌＦＦし、負
荷を通る動作電流を印加される測定抵抗により、パルス
化される動作電流を特徴づける測定電圧を形成する、自
動車における誘導負荷のパルス化されるｔＩｊＬ流を測
定する方法、及びこの方法を実施する装置に関する。

〔従来の技術〕

給市１をパルス化されるステップモータ、亀砒開閉器、
電磁弁のような市−動作する操作器が、自動車に次第に
用いられるようになった。速流調整のＩ！！理に基く比
例弁では、パルス化される給〒Ｕにより、制御装置にお
ける熱発生か少なくなる。開閉弁におけるパルス化庫流
調整の利点は、開閉弁の大きさが小さくなることである
。

パルス化なしに血接車載亀除市圧で動作する開閉弁は、
動作温度範囲（約−４０℃ないし少なくとも＋８５℃）
において車載亀諒市圧の変動（自動車では９ｖないし１
６ｖ）の際確実に開閉し、過負荷にならないように、構
成されねばならない。２つのパラメータである小載寧諒
亀圧及び動作偏度のみが動作電流の２．３倍のばらつき
を生ずる。パルス化される開閉弁では、このようなパラ
メータばらつきに対処する構造手段による価格上昇は全
くなくなる。

専門誌１市、子装置′の１９８７年１１月１３日付は論
文１操乍器の損失なし付勢”及び出願人の出願第Ｐ３８
１７７７７０号には、誘導負荷のパルス？［電流を有利
な値に制御又は調整するため、弁素子を使用して再起電
圧を制限する惰性進物回路によって、負荷における電流
に比例した市１圧降下を利用することが提案されている
。

このような装置では、負荷のある場所で車両アースを介
して電流を戻すことが不向能なため（アース軍流路にお
ける測定抵抗）、電位のない２つの導線を制白装Ｕから
弁へ引き回さねばならず、弁へ至る２つの制御導線か制
白装該に接続されており、これらの制御導線を車両外乱
電圧に対して電子的に保護せねばならないので、不利で
ある。

測定抵抗かアースから移されている別の公知の装置では
、負荷を現場で車両アースに接続することにより戻り電
流路を得ることによって、負荷へ至る１つの付勢導線の
みですまされるが、いずれにせよ測定抵抗の測定電圧を
、車両アスから絶縁される２つの導線により差電圧とし
て取出し、続いて大きい同相分排除比で測定せねばなら
ない。これに適した構成素子は高価である。なおル近の
制′＃１装置において普通であるように、信号処理のた
めＡ−Ｄマイクロコントローラを使用する場合、大きい
同相分排除比での測定は著しい困難を生ずる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って本発明の課題は、自動車における設置場所で車載
市、−市１位通常は車両アースに接続される誘導負荷を
単一の導線を介して付勢し、制１ＩＩｌ装置においてａ
乍亀流の尺度として、動作角５圧の１つの極に関する電
圧の大きさを高価な同相分排除手段なしに評価可能にす
る方法及び装置を提供することである。

〔課寧を解決するための手段〕

この課題を解決するため本発明の方法によれば、測定抵
抗に形成される測定電圧を、時間間隔毎にパルス期間に
おいてのみ惰性通電弁の阻止中に又はパルス助出」の間
においてのみ惰性通電弁の導通中に検出して、評価する
。またこの。

方法を実施する装置では、測定装置が測定抵抗に直列接
続される惰性通電弁とディジタルマイクロコンピュータ
とを含み、惰性通電弁が負荷の動作電流のパルス休止中
に導通可能であり、マイクロコンピュータの出力側が誘
導負荷に動ｆｖ−電圧を印加する開閉素子の制■入力端
に接続されている。

〔発明の効果〕

本発明による方法の利点は、自ｗＪ小の負荷毎に１つの
け勢導線を布設しさえすればよく、それにより測定抵抗
装置に設けるべき端子の数を少なくすることができる。

更に本発明による装置は、監視される電流の測定にマイ
クロコンピュータ例えばマイクロプロセッサ又はマイク
ロコントローラを使用するのを可能にする。

〔従来例〕

本発明を実施する装置の実施例を説明するに先立って、
従来例を第１８図ないし第１ｃ図について説明する。

第１ａ図によれば、電子制御装贈ｌに給ｔｍ、導線２を
介して車載電源嵜圧ＵＢＡＴＴか供給される。

車ｓ　ｓ　ｍ電圧は制御される開顯器３にかかり、パル
ス化される付勢に応じて、この開閉器３を介して一１流
が１山荷４へ供給可能である。このため負荷４は２つの
導線５及び６を介して制御装ｙＩｉ１に接続されている
。第２の導線６は制御装置ａｌ内でＱ１１定抵抗７に接
続され、この測定抵抗７はアース９に接続されて、電流
回路を開じている。負荷４と測定抵抗７から成る直列回
路に惰性通電弁としての半導体弁１０か並列接続されて
、負荷４への給寧の際阻止されている。

測定抵抗７かうアース９に関して測定電圧ＵＭが取出し
可能で、この測定電圧は負荷４を通る電流（ｗＪ作ｔｈ
、流）に比例している。第１ｃ図は、電子開閉器３のパ
ルス化される操作の際における測定を圧ＵＭ又は電流の
時曲的経過を示している。負荷４のインダクタンスの平
滑作用により、充分高い周波数でパルス化すると、半導
体弁１０との共同作用により、公知のように鋸歯状の市
１圧経過か生ずる。この場合負荷４への給−１導１！５
及び６の各々は、アース９及び導線２の車載電源電圧か
ら絶縁されていなければならない。従って電子制御１装
＠１にある２つの導線引出し部もｈａ続又は車両外乱電
圧に対して保護されねばならない。これは、車載ｍ　＃
電圧＋ＵＢＡＴＴに対する開閉器３をアース９に対する
開閉器３に代える場合、即ち第１ａ区１による回路を対
称に構成する場合についても言える。

第１ｂ図は電流回路にある負荷４と測定抵抗７どの順序
を逆にした公知Ｄ装置を示している。

こ、こで負荷４は、アース９ａに、しかも制御装ｆｉｔ
をアース９ｂに接続するのとは異なる場所で接続されて
いる。このため制纒装！１１と負荷４との間に１つの導
線５を敷設しさえすればよく、電子制御装置直において
負荷４毎に】つの導線引出し部を誤接続又は車両外乱電
圧に対して電子的に保護しさえすればよい。しかし車両
アースを介する戻り電流路による利点は、アース９ｂに
対する浮動差電圧ＵＭの測定によってしか電流測定を行
なえないという欠点を伴う。この差電圧は原理的には第
１Ｃ図におけるのと同じ経過１２をとる。

しかし開〉器３が閉じると、測定導線１１ａ及びＩｌｂ
は車載電除亀位＋ＵＢＡＴＴに近い＊、位を持ち、開閉
器３が開くとＣｆｆ１ｌ性通亀期間）、これらの測定導
線はアース９に近い電位を持つので、差物、圧の評価は
困難であり、従って大きい同相分排除比で差電圧ＵＮを
測定せねばならない。

こうして制御装置１ｉ［１の外部配線の簡Φ化は、制御
装置ｌ内に高価な評価素子例えば著しい装置費の装置と
なるレーザ調節されるハイブリッド回路を必要とするこ
とによって、初めて可能となる。

〔実施例〕

さて本発明による方法は、付勢期間中における↑ｌｒ、
、流の直接連続測定を短時間のみのｗｌ、流検出に代え
、このために電流制定の時点を開閉器３のパルス化に同
期させ、更に電流強さを表わす電圧を、制御１に＠１外
において負荷４が接続されるのと常に同じ一１位に制御
装置１内で接続されるか制御装置ｌ内で電流測定の時点
にアース電位９ａに＆Ｉ続司可能一定抵抗７から取出す
ようにしている。パルス期間中に電流を検出する代りに
、惰性油集１期間中なるべく間接に４ＴＢ流測定を行な
うことができる。このため惰性通電期りにおいて、電流
を特徴づける電圧が直接又は間接に検出され、その結果
が記憶され、負荷４の給電のマーク対スペース比がサイ
クル毎に再調節されるので、全体として電流調整を行な
うことができる。

第２図及び第３図は、電流パルス休止中に電流を間接測
定する方法を実施する装置を示し、第５図は電流パルス
期間中に電流を直接測定する装置を示している。

第２図による第１実施例は、物、子開閉器３を含み、こ
の開閉器３が車載市、飽母腺２から負荷４へ車載１４隙
匍圧ＵＢＡＴＴをパルス化して印加することができる。

負荷４の端子５及び６は開閉器３及び外部アース端子９
ａに接続されている。

制御装置ｌにおいて、測定抵抗７と半導体弁１０から成
る直列回路が誘導負荷４に並列陸続され、測定抵抗７は
局部アース端子９ｂとの接続部８を介して、負荷４と同
じ単重電位に接続され、開閉器３を通して負荷４への給
ｉＪ５、中半導体弁１０は阻止状態にある。測定抵抗７
と半導体弁ＩＯとの聞のタップ１３はアナログ−デイジ
タル変換器１４のアナログ入力端に接続され、このアナ
ログ−デイジタル変換ｊ５１４の出力側１はデータバス
１５を介してマイクロコンピュータ１６に＆続されてい
る。マイクロコンピュータ１６の出力端は作用軍流路１
７を介して開閉器３の制御入力端に接続されている。

この装置は次のように動作する。測定抵抗７はそれぞれ
惰性通ｍ、　Ｊ９］　１１Ｍ＋において矩１流を印加さ
れ、それにより第４図による時間的経過を持つ電圧降下
ＵＭが生ずる。こうしてアナログ−デイジタル変換器１
４の入力端には、はぼ指数関数的に頂辺が低下する脈動
直流電圧がかかる。

惰性通電期間のなるべく中間において、測定抵抗７にお
ける％　ｉ、１１ｍ圧値かアナログ−デイジタル変換器
１４により読込まれ、ディジタル変換されて、マイクロ
コンピュータ１６へ伝達される。マイクロコンピュータ
図は測定された値と記憶されている目標値とを比較し、
必鮫な場合にはマーク対スペース比を変化する。これは
簡屯な２点調整器の原理に対応している。この実施例で
は、アナログ−デイジタル変換＋ａ１４が凸の電圧範囲
で測定を行なう。直線近似に基いて、惰性通電期間の中
間における市、流の検出は、比較的低い周波数において
も、パルス！ＪＡ間における実際のけ勢電流と惰性通電
期間における辿１定結果との間の充分直線的な関係を保
紐する。特にパルス化される動作により主として損失１
１力の制限をめざす開閉弁では、電流制定の精度に対す
る要求が比較的少ない。

第３図による第２実施例では、電子開閉器３が車載電源
母線２から負荷４へ車載亀源聾、圧ＵＢＡＴＴをパルス
化して印加するのを可能にする。負荷４の端子５及び６
は開閉器３及びアース端子９ａに接続されている。制白
装＠１において測定抵抗７と半導体弁１０から成る直列
回路が誘導負荷４に並列接読され、測定抵抗７は局部ア
ース端子９ｂとの接続部８を介して、負荷４と同じ基準
を位に接続され、開閉器３を通して負荷４への給電中半
導体弁１０は阻止状態にある。測定抵抗７と半導体弁１
０とのｈのタップ１３は比較器１８の第１の入力端に接
続′され、比較器の他の入力端は基準を位−ＵＲＥＦに
接続されている。

比較器の出力端はタイミングパルス発生器２０のトリガ
入力ｈ　’ｒこ接続され、このタイミングパルス発生器
はマイクロコンピュータ１６に接続されている。このマ
イクロコンピュータ１６の出力端から接続部１７が開閉
器３の制−入力端へ通じている。

亀２図による実施例との動作の相違は次の通りである。

ここでは電流測定は時間測定に基いている。比較器１８
、タイミングパルス発生器２０及びマイクロコンピュー
タ１６により、惰性通電期間の中間において測定抵抗７
にかかる電圧が所定の目標値−ＵＲＥＦに一致するか否
かが検査される。比較器１８が精確に正しい時点で切換
わらないと、所定目標値からの電流偏差か存在し、マイ
クロコンピュータ１６がそれに応じてマーク対スペース
比を変化することができる。

この場合にも電流測定のほかに、固定値又はマイクロコ
ンピュータ１６の適当な付勢により任意の所定値に電流
を調整することができる。

第５図は市、流パルス期間中時間間隔毎に電流測定を行
なう装置ｌを示している。ここで電子開閉器３は接続部
８を介して′ｊｉｌＩ置の取付は場所の範囲にあるアー
ス９ａに＆″続されている。この開閉器３は、負荷４と
半導体弁１０か、ら成る並列回路に対して直列接続され
ている測定抵抗７を、マイクロコンピュータ１６の出力
に同期してアース９ａに接続し、こうして端子十〇ＢＡ
ＴＴとアース点９ａとの間に接続されている図示しない
悌、圧源から負荷４へのパルス化される給電を可能にす
る。前の実施例と異なり、ここでは電圧降下ＵＭが２つ
の導線で差動増幅器１８’へ導かれ、この差動増幅器は
装置内部のアース点９Ｃに接続され、出力側でアナログ
−デイジタル変換ｉ＋４を付勢し、このアナログ−デイ
ジタル変換器１４がマイクロコンピュータ１６に接続さ
れている。

電子開閉器３の＆’触低抵抗著しくばらつくことがある
ので、差動増幅器か設けられている。

電流パルス期間においてのみ測定が行なわれ、即ちアー
ス点９Ｃに対して測定抵抗７の両方の端子に比較的小さ
い電圧が生ずる場合、差動増幅器１８′における同相分
排除比に対して高い要求は課されない。開閉ｉ！？Ｉ３
が開くと、負荷４は電圧を導く端子５′及び６′を持つ
。他の動作は前の図の説明と同様である。即ち測定抵抗
７には隼、流パルス期間中にのみ泄定市圧ＵＭが化する
。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図はアースに関する電流信号を得る従来のパルス
化される誘導負荷付勢装置のｋ　ｍ図、第１ｂ図はアー
スに関係しないう、流伯号を得る従来のパルス化される
誘導負荷は勢装置の１１図、第１ｃ図は第１図及び第２
図により得られる電流経過を表わす信号経過を示す図、
第２区ｌ及び第３図は本発明による方法を実施する装置
の異なる実施例の接続図、第４図は第２図及び第３因に
より得られる電ｆ＆経過を表わす信号ｉｌ工圧の経過を
示す図、第５図は電流パルス期間中に市１流ｆｆ１ｌｌ
定を行なう第３実施例の微読図である。 ３・・・開閉素子（電子開閉器）　　４・・・誘導負荷
、７・・・測定抵抗、１０・・・惰性進物１弁、１６・
・・マイクロコンピュータ、十〇ＢＡＴＴ・・・動作電
圧。 特許出願人　　ダイムラー−ベンツ・アクチェンゲゼル
シャフト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　誘導負荷の一端を車載電源電位に接続し、負荷を付
   勢しかつ負荷電流を検出する装置を車載電源の両極の間
   に接続し、かつ付勢導線により負荷に接続し、負荷を通
   る動作電流を印加される測定抵抗により、パルス化され
   る動作電流を特徴づける測定電圧を形成する測定方法に
   おいて、測定抵抗（７）に形成される測定電圧を、時間
   間隔毎にパルス期間においてのみ惰性通電弁（１０）の
   阻止中に又はパルス期間の間においてのみ情性通電弁（
   １０）の導通中に検出して評価することを特徴とする、
   自動車における誘導負荷のパルス化される電流を測定す
   る方法。 ２　情性通電時間間隔のほぼ中間で測定電圧を動作電流
   のパルス化に同期して検出して評価することを特徴とす
   る、請求項１に記載の方法。 ３　給電時間間隔のほぼ中間で測定電圧を動作電流のパ
   ルス化に同期して検出して評価することを特徴とする、
   請求項１に記載の方法。 ４　測定電圧をデイジタルデータ語に変換し、このデー
   タ語を動作電流パルス化用信号に処理して、制御信号と
   して電流のパルス化を行なう開閉素子（３）へ伝達する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ５　測定電圧を時間間隔に変換し、この時間間隔を動作
   電流パルス化用信号に処理して、制御信号として電流の
   パルス化を行なう開閉素子（３）へ伝達することを特徴
   とする、請求項１に記載の方法。 ６　負荷の動作電流のマーク対スペース比を測定電圧と
   記憶されている少なくとも１つの目標値との差に応じて
   設定又は調整することを特徴とする、請求項４又は５に
   記載の方法。 ７　測定装置が測定抵抗（７）に直列接続される惰性通
   電弁（１０）とデイジタルマイクロコンピユータ（１６
   ）とを含み、惰性通電弁（１０）が負荷（４）の動作電
   流のパルス休止中に導通可能であり、マイクロコンピユ
   ータの出力側が誘導負荷（４）に動作電圧 （＋Ｕ＿Ｂ＿Ａ＿Ｔ＿Ｔ）を印加する開閉素子（３）の
   制御入力端に接続されていることを特徴とする、請求項
   １に記載の方法を実施する装置。 ８　測定装置が基準電圧源を持つ比較器（１８）を含み
   、時間間隔を発生するためこの比較器の出力側にタイミ
   ングパルス発生器（２０）が接続され、測定電圧と基準
   電圧との差に関係する持続時間を持つ少なくとも１つの
   パルスが、タイミングパルス発生器からデイジタルマイ
   クロコンピユータ（１６）の入力端へ供給可能であるこ
   とを特徴とする、請求項７に記載の装置。 ９　デイジタルマイクロコンピユータ　（１６）の入力
   側にアナログ−デイジタル変換器（１４）が接続され、
   その入力端へ測定抵抗（７）の電圧降下（Ｕ＿Ｍ）が供
   給可能であることを特徴とする、請求項７に記載の装置
   。 １０　負荷（４）が惰性通電弁（１０）と測定抵抗（７
   ）から成る直列回路に並列接続され、測定抵抗（７）の
   通電が負荷（４）の動作電流のパルス休止中に行なわれ
   ることを特徴とする、請求項９に記載の装置。 １１　負荷（４）が惰性通電弁（１０）に並列接続され
   、測定抵抗（７）の通電が負荷の動作電流のパルス期間
   中に行なわれることを特徴とする、請求項９に記載の装
   置。 １２　測定装置がアナログ−デイジタル変換器（１４）
   の入力側に接続される差動増幅器（１８′）を含み、こ
   の差動増幅器の両入力端に測定抵抗（７）の電圧降下（
   Ｕ＿Ｍ）が供給可能であることを特徴とする、請求項９
   に記載の装置。