通过脉冲宽度调制来操控电感负载的设备和方法技术

本发明专利技术涉及通过脉冲宽度调制来操控电感负载，这根据具有给定定值占空比的周期性定值操控信号。在所述定值操控信号的每个周期上，所述定值操控信号在至少第一持续时间期间处于在高和低逻辑状态中确定的第一逻辑状态，和在该周期的剩余部分期间处于另一逻辑状态。根据定值操控信号(PWM)生成激活电感负载的操控信号(S21、S31)。借助于第一计数器(3)，根据定值操控信号(PWM)来确定第一持续时间(t0)。根据第二计数器(4)确定第二持续时间(t0‑td2)，在所述第二持续时间(t0‑td2)期间，对应于负载(O1)处观测的有效操控信号(V，OUT)的逻辑信号(L_Out)处于所确定的第一逻辑状态。并且使增加了惯性td2的第二持续时间伺服于第一持续时间。于是，有效占空比等于定值占空比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过脉冲宽度调制来操控电感负载的设备和方法
本专利技术一般地涉及通过脉冲宽度调制来操控电感负载，并且更具体地，涉及用于这种操控的方法和设备。特别地，本专利技术在汽车领域中找到应用，例如在节气门定位的电子操控系统(或“ETC”系统，ETC针对英文“ElectronicThrottleControl(电子节气门控制)”)中，又或在气体再循环处的电子操控系统(或“EGR”系统，EGR针对英文“ExhaustGazRecirculation(废气再循环)”)。
技术介绍
可以通过H桥结构来实现通过脉冲宽度调制对电感负载的操控，所述H桥结构包括四个功率开关，即两个“高侧”开关和两个“低侧”开关。由第一高侧开关和第一低侧开关形成的第一对，当它们闭合时，使得能够使电流以第一方向在负载中流通。由另一高侧开关和另一低侧开关形成的第二对相反地使得能够使电流以另一方向在负载中流通。两个低处晶体管或两个高处晶体管当它们一起闭合时，使得能够实现电流自由运转(英文为“freewheeling”)流通。各个开关通常包括功率MOS晶体管(“MetalOxydeSemiconductor(金属氧化物半导体)”的英文首字母缩写，即金属氧化物栅极的场效应晶体管)。根据脉冲宽度调制的定值操控信号来实现四个MOS晶体管的模拟操控信号序列，所述脉冲宽度调制的定值操控信号的占空比使得能够操控在负载中注入的电流量。在MOS晶体管的操控栅极处引起和缓的电流和电压变化(称为“摆率(Slew-Rate)”)，以便避免突然转换，其产生电磁干扰。考虑到转换序列，在开关断开以及闭合时MOS晶体管的响应较慢。由此导致在负载端子上的操控信号的有效占空比不同于定值操控信号的占空比。更确定地，其较小。在其中负载通过闭环而被操控的应用中，该差异不是非常有妨碍的，因为系统因此具有适配能力，以便获得在负载处期望的有效行为。例如，这是当关于由电动机操控的活门阀角位置的信息由传感器再发送并构成适当伺服的对象时的情况。但是存在一些应用或情形，其中占空比的精度是关键的，并且有时甚至在闭环中，当希望该闭环非常迅速时。在这样的情形中，可以考虑根据例如对负载及其模拟操控装置的行为进行表征的表格，通过软件来补偿由和缓的电流-电压变化(摆率)引入的占空比误差。然而，该解决方案是繁琐的且不在所有情形中解决该问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于消除或至少减缓上述现有技术的缺点的全部或部分。为此，本专利技术的第一方面提出一种通过脉冲宽度调制来操控电感负载的设备，其中，根据具有给定定值占空比的周期性定值操控信号，在所述定值操控信号的各个周期上，所述定值操控信号在至少第一持续时间期间处于在高和低逻辑状态中确定的第一逻辑状态，和在该周期的剩余部分期间，处于另一逻辑状态，所述设备包括：·操控单元，其被布置用于根据定值操控信号和在电流-电压变化(摆率)的情况下来生成激活电感负载的操控信号；·第一计数器，其被布置用于根据定值操控信号来确定第一持续时间；和·第二计数器，其被布置用于确定第二持续时间，在所述第二持续时间期间，对应于负载处观测的有效操控信号的逻辑信号处于所确定的第一逻辑状态。另外，所述设备为使得操控单元被配置用于使第二持续时间伺服于第一持续时间。根据另一实施例，用计数器-逆计数器取代所述第一计数器和第二计数器，所述计数器-逆计数器被布置用于当仅有定值操控信号处于第一逻辑状态时以时钟信号的边沿速率(rythme)来计数，和用于当仅有逻辑信号处于所述第一逻辑状态时以所述时钟信号的边沿速率来逆计数，所述操控单元被配置以使得计数器-逆计数器达到负值。在第一实施例的改进中，第一计数器被布置用于自使所述定值操控信号转到第一逻辑状态中的定值操控信号边沿起始并且直到使所述定值操控信号转到另一逻辑状态中的定值操控信号边沿来以时钟信号的边沿速率而计数。有利地，操控单元被配置用于响应于使所述定值操控信号转到另一逻辑状态中的定值操控信号边沿以及在已将所述第一计数器的当前计数值保存在寄存器中之后而生成第一计数器的重置于零信号。根据另一改进，第二计数器被布置用于自对应于负载处有效操控信号的、使所述逻辑信号转到第一逻辑状态中的逻辑信号边沿起始并且直到使所述逻辑信号转到另一逻辑状态中的逻辑信号边沿来以时钟信号边沿速率而计数。另外，操控单元被配置用于在第二计数器的当前计数值达到被保存在寄存器中的第一计数器计数值时，生成第二计数器的重置于零信号。有利地，操控单元此外被配置用于在第二计数器的当前计数值达到被保存在寄存器中的第一计数器计数值时，生成去活电感负载的操控信号。本专利技术还涉及一种通过脉冲宽度调制来操控电感负载的方法，根据具有给定定值占空比的周期性定值操控信号，在所述定值操控信号的各个周期上，所述定值操控信号在至少第一持续时间期间处于在高和低逻辑状态中确定的第一逻辑状态，和在该周期的剩余部分期间，处于另一逻辑状态，所述方法包括：·根据定值操控信号和在电流-电压变化(摆率)的情况下生成激活电感负载的操控信号；·借助于第一计数器、根据定值操控信号来确定第一持续时间；·根据第二计数器来确定第二持续时间，在所述第二持续时间期间，对应于负载处观测的有效操控信号的逻辑信号处于所确定的第一逻辑状态；和·使第二持续时间伺服于第一持续时间。有利地，第一计数器自使所述定值操控信号转到第一逻辑状态中的定值操控信号边沿起始并且直到使所述定值操控信号转到另一逻辑状态中的定值操控信号边沿来以时钟信号的边沿速率而计数。另外，响应于使所述定值操控信号转到另一逻辑状态中的定值操控信号边沿以及在已将所述第一计数器的当前计数值保存在寄存器中之后重新初始化第一计数器。而且，第二计数器自对应于负载处有效操控信号的、使所述逻辑信号转到第一逻辑状态中的逻辑信号边沿起始并且直到使所述逻辑信号转到另一逻辑状态中的逻辑信号边沿来以时钟信号边沿速率而计数。在本专利技术的改进中，在第二计数器的当前计数值达到被保存在寄存器中的第一计数器计数值时，重新初始化第二计数器。另外，可以配置操控单元，以使得操控信号被生成用于在第二计数器的当前计数值达到被保存在寄存器中的第一计数器计数值时，去活电感负载。附图说明在阅读随后的描述时，本专利技术的其它特征和优点还将变得明显。所述描述纯粹为说明性的且应该相对于附图进行阅读，其中：-图1a-1d为图示了借助于H桥而通过脉冲宽度调制来操控电感负载的示意图；-图2a-2c分别为定值操控信号和有效操控信号的时序图，用于操控例如诸如图1上所表示的负载。-图3a为在没有校正设备的情况下给出作为定值占空比的函数的负载处有效占空比的图解；-图3b为在存在校正设备的情况下给出作为定值占空比的函数的负载处有效占空比的图解；-图4a为根据第一实施例的操控设备的示例的功能示意图；-图4b为根据另一实施例的操控设备的示例的功能示意图；-图5a和5b分别为定值操控信号和有效操控逻辑信号的时序图，对于相对低的占空比的值；-图6a和6b分别为定值操控信号和有效操控逻辑信号的时序图，对于经常使用的占空比的值；-图7a和7b分别为定值操控信号和有效操控逻辑信号的时序图，对于相对高的占空比的值；以及-图8a和8b分别为定值操控信号和有效操控逻辑信号的时序图，对于非常接近于100％的占空比的值。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过脉冲宽度调制来操控电感负载的设备，其中，根据具有给定定值占空比(dcom)的周期性定值操控信号(PWM)，在所述定值操控信号(PWM)的各个周期上，所述定值操控信号(PWM)在至少第一持续时间(t0)期间处于在高和低逻辑状态中确定的第一逻辑状态，和在该周期的剩余部分期间，处于另一逻辑状态，所述设备包括：·操控单元(2)，被布置用于根据定值操控信号(PWM)和在电流‑电压变化(摆率)的情况下生成激活电感负载的操控信号(S21、S31)；·第一计数器(3)，被布置用于根据定值操控信号(PWM)来确定第一持续时间(t0)；和·第二计数器(4)，被布置用于确定第二持续时间(t0‑td2)，在所述第二持续时间(t0‑td2)期间，对应于负载(O1)处观测的有效操控信号(V，OUT)的逻辑信号(L_Out)处于所确定的第一逻辑状态，其中操控单元(2)被配置用于使第二持续时间伺服于第一持续时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.31 FR 12002831.通过脉冲宽度调制来操控电感负载的设备，其中，根据具有给定定值占空比(dcom)的周期性定值操控信号(PWM)，在所述定值操控信号(PWM)的各个周期上，所述定值操控信号(PWM)在至少第一持续时间(t0)期间处于在高和低逻辑状态中确定的第一逻辑状态，和在该周期的剩余部分期间，处于另一逻辑状态，所述设备包括：·操控单元(2)，被布置用于根据定值操控信号(PWM)和在电流-电压变化的情况下生成激活电感负载的操控信号(S21、S31)；·第一计数器(3)，被布置用于根据定值操控信号(PWM)来确定第一持续时间(t0)；和·第二计数器(4)，被布置用于确定第二持续时间(t0-td2)，在所述第二持续时间(t0-td2)期间，对应于负载(O1)处观测的有效操控信号(V，OUT)的逻辑信号(L_Out)处于所确定的第一逻辑状态，其中操控单元(2)被配置用于使第二持续时间伺服于第一持续时间。2.根据权利要求1所述的设备，其中，用计数器-逆计数器(5)取代所述第一计数器(3)和第二计数器(4)，所述计数器-逆计数器(5)被布置用于当仅有定值操控信号处于第一逻辑状态时以时钟信号(CLK)的边沿速率来计数，和用于当仅有逻辑信号(L_out)处于所述第一逻辑状态时以所述时钟信号(CLK)的边沿速率来逆计数，所述操控单元(2)被配置以使得计数器-逆计数器(5)达到负值。3.根据权利要求1所述的设备，其中，第一计数器(3)被布置用于自使所述定值操控信号(PWM)转到第一逻辑状态中的定值操控信号(PWM)边沿起始并且直到使所述定值操控信号(PWM)转到另一逻辑状态中的定值操控信号(PWM)边沿来以时钟信号(CLK)的边沿速率而计数。4.根据权利要求3所述的设备，其中，操控单元(2)被配置用于响应于使所述定值操控信号(PWM)转到另一逻辑状态中的定值操控信号(PWM)边沿、以及在已将所述第一计数器(3)的当前计数值保存在寄存器中之后而生成第一计数器(3)的重置于零信号(Reset_A)。5.根据权利要求1、3或4中任一项所述的设备，其中，第二计数器(4)被布置用于自对应于负载处有效操控信号(V,OUT)的、使所述逻辑信号(L_Out)转到第一逻辑状态中的逻辑信号(L_Out)边沿起始并且直到使所述逻辑信号转到另一逻辑状态中的逻辑信号(L_Out)边沿来以时钟信号(CLK)的边沿速率而计数。6.根据权利要求4所述的设备，其中，操控单元(2)被配置用于当第二计数器(4)的当前计数值达到被保存在寄存器中的第一计数器(3)的计数值时，生成第二计数器(4)的重置于零信号(R...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·帕斯夸莱托，
申请(专利权)人：法国大陆汽车公司，大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR