(57)【要約】  出力段から多相のモータに供給され、そのパルス幅がコントローラによって制御される信号を監視する方法および装置において、信号のパルス幅の和が相毎にそれぞれ１つのカウンタを用いて、コントローラにおけるプログラム経過に依存しない所定の時間にわたりそれぞれ測定され、カウンタ状態が所定の時間後にカウンタから読み出され、総時間が所定の許容領域外にある場合にエラー信号が形成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力段から多相のモータに供給され、且つパルス幅がコントローラによって制御される信号を監視する方法において、
前記信号の前記パルス幅の和を相毎にそれぞれ１つのカウンタを用いて、前記コントローラにおけるプログラム経過に依存しない所定の時間にわたりそれぞれ測定し、カウンタ状態を前記所定の時間後に前記カウンタから読み出し、総時間が所定の許容領域外にある場合にエラー信号を形成することを特徴とする、信号を監視する方法。
【請求項２】
前記パルス幅を測定するために前記信号をゲートパルスと結合させ、前記信号の周波数よりも実質的に高い周波数でクロック制御される前記カウンタに供給し、
前記ゲートパルスをタイマによって形成し、該タイマは前記コントローラから前記所定の時間をカウンタ値として受信する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記信号をそれぞれ１つのカウンタに供給し、該カウンタを、タイマによって形成されるゲートパルスの持続時間中にイネーブルする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記所定の許容領域は、前記コントローラによって設定される前記パルス幅に依存する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記許容領域が前記所定のパルス幅に依存する場合に、制御回路からモータまでのパルス幅の変更を考慮する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記所定の時間を前記コントローラによって設定する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記ゲートパルスはパルスと同期せず、該パルスの周期持続時間の整数倍の長さを有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記ゲートパルスはパルスと同期し、該パルスの周期持続時間の数倍の長さを有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
出力段（１）から多相のモータ（２）に供給され、且つパルス幅がコントローラによって制御される信号を監視する装置において、
前記信号の前記パルス幅の和をコントローラにおけるプログラム経過に依存しない所定の時間内に測定する、クロック制御されるカウンタ（８，９，１０）が相毎に１つずつ設けられており、さらには、前記カウンタ（８，９，１０）のカウンタ状態を前記所定の時間後に読み出し、前記カウンタ状態が所定の許容領域外にある場合にエラー信号を形成する手段が設けられていることを特徴とする、信号を監視する装置。
【請求項１０】
１つの相の信号がそれぞれ１つのゲート回路（５，６，７）を介してそれぞれ１つのカウンタ（８，９，１０）に供給され、前記ゲート回路（５，６，７）は、タイマ（１１）によって形成され、前記所定の時間に対応するパルス幅を有するゲートパルスでもって制御され、前記カウンタ（８，９，１０）は前記信号の周波数よりも高い周波数でもってクロック制御され、且つ前記ゲート回路（５，６，７）を介して流れる信号でもってイネーブルされる、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記カウンタ（８，９，１０）の入力側に前記信号が印加されており、ゲートパルスを形成するタイマ（１１）が設けられており、前記ゲートパルスの幅は前記所定の時間に対応し、前記ゲートパルスは前記カウンタ（８，９，１０）をイネーブルするために該カウンタの別の入力側に供給される、請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記カウンタ（８，９，１０）および前記タイマ（１１）が前記コントローラ（４）と共に集積回路を形成する、請求項１０または１１記載の装置。
【請求項１３】
前記カウンタ（８，９，１０）はハードウェアカウンタであり、前記タイマ（１１）はハードウェアタイマを包含する、請求項９から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
前記カウンタおよび前記タイマはプログラミング可能な装置によって形成される、請求項９から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
前記カウンタおよび前記タイマはマスクプログラミングされた回路によって形成される、請求項９から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
前記コントローラの外部に比較器が設けられており、該比較器は前記カウンタ状態を前記所定の時間後に、前記コントローラから供給される許容領域と比較し、偏差が存在する場合にはエラー信号を前記コントローラに伝送する、請求項９から１５までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力段から多相のモータに供給され、そのパルス幅がコントローラによって制御される信号を監視する方法および装置に関する。
【０００２】
殊に自動車において安全性が重要な用途に関して、例えば電気的にアシストされる操舵に関して、危険な状態を引き起こす可能性のあるあらゆるエラーを識別することが必要とされる。電気的にアシストされる操舵装置の場合、アシストを生じさせるためにＤＣモータまたはＥＣモータが使用され、これらのモータはＨブリッジもしくはＢ６ブリッジを介して、パルス幅変調された信号をハーフブリッジに印加することにより制御される。半導体スイッチ素子、大抵の場合ＭＯＳＦＥＴは、制御装置（マイクロコントローラまたはディジタル信号プロセッサ）により駆動制御される。エラー識別のために、出力側に印加される実効電圧を一貫して監視しなければならない。
【０００３】
刊行物WO 2004/105206 A1からは、出力側に生じる信号のそれぞれのパルス幅をそれぞれの目標パルス幅と比較し、比較の結果生じる偏差が所定の範囲を超えていなければ、電力出力段にエラーがないものと識別される、電力出力段を監視する方法と装置が公知である。この刊行物に記載されている発明においては、パルス幅の測定ならびに制御装置を用いた比較が行われ、この制御装置は出力段のための制御信号の導出を実施し、また通常の場合コントローラによって形成されている。しかしながらこのために必要とされる出力段とパルス幅変調の同期は、殊に高い負荷、例えば割り込みが頻繁に発生する場合、この種のコントローラにおいては保証されていない。
【０００４】
本発明の課題は、制御信号の形成に関してコントローラに高い負荷が発生している場合であっても、信号の監視を確実に保証することである。
【０００５】
本発明による方法ではこの課題は、信号のパルス幅の和が相毎にそれぞれ１つのカウンタを用いて、コントローラにおけるプログラム経過に依存しない所定の時間にわたりそれぞれ測定され、カウンタ状態が所定の時間後にカウンタから読み出され、総時間が所定の許容領域外にある場合にエラー信号が形成されることにより解決される。
【０００６】
本発明による方法の第１の実施形態においては、パルス幅を測定するために信号がゲートパルスと結合され、この信号の周波数よりも実質的に高い周波数でクロック制御されるカウンタに供給され、ゲートパルスはタイマによって形成され、タイマはコントローラから所定の時間をカウンタ値として受信する。
【０００７】
第２の実施例においては、信号がそれぞれ１つのカウンタに供給され、カウンタはタイマによって形成されるゲートパルスの持続時間中にイネーブルされる。
【０００８】
さらに本発明による方法においては信号のパルス幅変調を考慮するために、所定の許容領域がコントローラによって設定されるパルス幅に依存する。出力段の領域における信号の伝播時間ないしスイッチング時間の影響を、許容領域が所定のパルス幅に依存する場合に制御回路からモータまでのパルス幅の変更が考慮されることによって低減することができる。
【０００９】
本発明による方法においては、所定の時間をコントローラによって設定することができる。これによって、所定の時間を種々の動作状態または他の状態に関して最適化することができる。
【００１０】
本発明による方法を、ゲートパルスがパルスに同期せず、且つパルスの持続時間の整数倍の長さを有する、もしくはゲートパルスがパルスと同期し、且つパルスの周期時間の数倍の長さを有するように構成することができる。
【００１１】
本発明による装置ではこの課題は、信号のパルス幅の和をコントローラにおけるプログラム経過に依存しない所定の時間内に測定する、クロック制御されるカウンタが相毎に１つずつ設けられており、さらには、カウンタのカウンタ状態を所定の時間後に読み出し、カウンタ状態が所定の許容領域外にある場合にエラー信号を形成する手段が設けられていることにより解決される。
【００１２】
この構成の有利な実施形態においては、１つの相の信号をそれぞれ１つのゲート回路を介してそれぞれ１つのカウンタに供給することができ、ゲート回路が、タイマによって形成され、所定の時間に対応するパルス幅を有するゲートパルスでもって制御され、カウンタが信号の周波数よりも高い周波数でもってクロック制御され、ゲート回路を介して流れる信号でもってイネーブルされる。
【００１３】
本発明による装置の別の有利な実施形態においては、カウンタの入力側に信号が印加され、ゲートパルスを形成するタイマが設けられており、このゲートパルスの幅は所定の時間に対応し、またゲートパルスはカウンタをイネーブルするためにカウンタの別の入力側に供給される。
【００１４】
さらに本発明による装置を、カウンタおよびタイマがコントローラと共に集積回路を形成するように構成することができる。
【００１５】
有利な実施形態においては、カウンタがハードウェアカウンタであり、タイマがハードウェアタイマを包含する。しかしながら、カウンタおよびタイマをプログラム可能な装置またはマスクプログラムされた回路によって形成することができる。
【００１６】
本発明においては、カウンタ状態がコントローラにおいて許容領域と比較される。しかしながら本発明においては、コントローラの外部に比較器を設けることもでき、この比較器はカウンタ状態を所定の時間後に、コントローラから供給される許容領域と比較し、偏差が存在する場合にはエラー信号をコントローラに伝送する。
【００１７】
本発明によれば多数の実施形態が可能である。これらの実施形態のうち４つの実施形態について複数の図面を参照しながら以下において説明する。ここで、
図１は、第１の実施例のブロック回路図を示し、
図２は、本発明において生じる信号のタイムチャートを示し、
図３は、第２の実施例のブロック回路図を示し、
図４は、第３の実施例のブロック回路図を示し、
図５は、第４の実施例のブロック回路図を示す。
【００１８】
図１による実施例においては、三相の出力段１の出力側がモータ２のコイルと接続されている。出力段は制御段３を介してコントローラ４によって制御される。コントローラ４は本発明による装置の用途に応じて、図示していないセンサ、例えばハンドル位置を測定するセンサと接続されており、センサ入力からモータ２の必要な制御量を計算する。
【００１９】
監視を目的として、３つの相Ｒ，Ｓ，Ｔの各相における信号はアンドゲート５，６，７を介してそれぞれハードウェアカウンタ８，９，１０に供給される。これらのハードウェアカウンタを以下ではカウンタとも称する。カウンタは、測定すべき信号の周波数よりも実質的に高い周波数を有するクロックパルスを別のハードウェアカウンタ１１がゲートパルスとしてアンドゲート５〜７に供給する所定の時間の間カウントする。タイマと称されることも多いカウンタ８，９，１０はクロックパルスをカウントし、供給される信号は図２ａ）において参照符号１が付されている論理的なレベルを取る。
【００２０】
図２ａ）および２ｂ）においては、それぞれモータの相およびゲートパルスの信号が示されている。アンドゲート５〜７における結合によって図２ｃ）に示されている信号が生じ、これらの信号はそれぞれのカウンタ８，９，１０に供給される。図２ｄ）に示されている信号の欠陥の無い経過においては、カウンタ状態が図２ｄ）に破線で示されている許容領域内に達する。カウンタ状態がこの許容領域に達しないか、この許容領域を超えると、エラー通知が出力される。
【００２１】
図３に示されている実施例においては、監視すべき信号がカウンタ８，９，１０に直接的に供給される。別のカウンタ１１によって形成されるゲートパルスはカウンタ８，９，１０に供給され、これによってカウンタ８，９，１０はゲートパルスの持続時間中のみイネーブルされる。
【００２２】
図４による実施例においては、タイマ１１およびカウンタ８，９，１０が別個の回路１２においてプロセッサまたはＡＳＩＣの形で実現されている。コントローラ４によってタイマ１１は所定の時間にセットされる。所定の時間の経過直後に、コントローラ４からカウンタ状態を読み出すためのコマンドが供給され、続いてこのカウンタ状態がコントローラ４に伝送される。
【００２３】
図５による実施例においては回路１２’内にカウンタ８，９，１０に対してそれぞれ１つの比較器１３，１４，１５が配置されている。コントローラ４からは回路１２’のために単に許容領域が比較器１３，１４，１５に書き込まれる。許容領域外のカウンタ状態にある装置は関連する比較器１３，１４，１５からエラー信号が出力される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施例のブロック回路図。
【図２】本発明において生じる信号のタイムチャート。
【図３】第２の実施例のブロック回路図。
【図４】第３の実施例のブロック回路図。
【図５】第４の実施例のブロック回路図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年2月28日(2007.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力段から多相のモータに供給され、且つパルス幅がコントローラによって制御される信号を監視する方法であって、
前記信号の前記パルス幅の和を相毎にそれぞれ１つのカウンタを用いて、前記コントローラにおけるプログラム経過に依存しない所定の時間にわたりそれぞれ測定し、総時間が所定の許容領域外にある場合にエラー信号を形成する、信号を監視する方法において、
カウンタ状態を前記所定の時間後に前記カウンタから読み出し、前記パルス幅を測定するために前記信号をゲートパルスと結合させ、前記信号の周波数よりも実質的に高い周波数でクロック制御される前記カウンタに供給し、前記ゲートパルスをタイマによって形成し、該タイマは前記コントローラから前記所定の時間をカウンタ値として受信するか、
前記カウンタ状態を前記所定の時間後に前記カウンタから読み出し、前記信号をそれぞれ１つのカウンタに供給し、該カウンタを、タイマによって形成されるゲートパルスの持続時間中にイネーブルすることを特徴とする、信号を監視する方法。
【請求項２】
前記所定の許容領域は、前記コントローラによって設定される前記パルス幅に依存する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記許容領域が前記所定のパルス幅に依存する場合に、制御回路からモータまでのパルス幅の変更を考慮する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記所定の時間を前記コントローラによって設定する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記ゲートパルスはパルスと同期せず、該パルスの周期持続時間の整数倍の長さを有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記ゲートパルスはパルスと同期し、該パルスの周期持続時間の数倍の長さを有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
出力段（１）から多相のモータ（２）に供給され、且つパルス幅がコントローラによって制御される信号を監視する装置であって、
前記信号の前記パルス幅の和をコントローラにおけるプログラム経過に依存しない所定の時間内に測定する、クロック制御されるカウンタ（８，９，１０）が相毎に１つずつ設けられており、さらには、前記カウンタ（８，９，１０）のカウンタ状態を前記所定の時間後に読み出し、前記カウンタ状態が所定の許容領域外にある場合にエラー信号を形成する手段が設けられている、信号を監視する装置において、
１つの相の信号がそれぞれ１つのゲート回路（５，６，７）を介してそれぞれ１つのカウンタ（８，９，１０）に供給され、前記ゲート回路（５，６，７）は、タイマ（１１）によって形成され、前記所定の時間に対応するパルス幅を有するゲートパルスでもって制御され、前記カウンタ（８，９，１０）は前記信号の周波数よりも高い周波数でもってクロック制御され、且つ前記ゲート回路（５，６，７）を介して流れる信号でもってイネーブルされるか、
前記カウンタ（８，９，１０）の入力側に前記信号が印加されており、ゲートパルスを形成するタイマ（１１）が設けられており、前記ゲートパルスの幅は前記所定の時間に対応し、前記ゲートパルスは前記カウンタ（８，９，１０）をイネーブルするために該カウンタの別の入力側に供給されることを特徴とする、信号を監視する装置。
【請求項８】
前記カウンタ（８，９，１０）および前記タイマ（１１）が前記コントローラ（４）と共に集積回路を形成する、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記カウンタ（８，９，１０）はハードウェアカウンタであり、前記タイマ（１１）はハードウェアタイマを包含する、請求項７または８記載の装置。
【請求項１０】
前記カウンタおよび前記タイマはプログラミング可能な装置によって形成される、請求項７または８記載の装置。
【請求項１１】
前記カウンタおよび前記タイマはマスクプログラミングされた回路によって形成される、請求項７または８記載の装置。
【請求項１２】
前記コントローラの外部に比較器が設けられており、該比較器は前記カウンタ状態を前記所定の時間後に、前記コントローラから供給される許容領域と比較し、偏差が存在する場合にはエラー信号を前記コントローラに伝送する、請求項７から１１までのいずれか１項記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、出力段から多相のモータに供給され、且つパルス幅がコントローラによって制御され、信号のパルス幅の和が相毎にそれぞれ１つのカウンタを用いて、コントローラにおけるプログラム経過に依存しない所定の時間にわたりそれぞれ測定され、総時間が所定の許容領域外にある場合にエラー信号が形成される、信号を監視する方法および装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
刊行物WO 2004/105206 A1からは、出力側に生じる信号のそれぞれのパルス幅をそれぞれの目標パルス幅と比較し、比較の結果生じる偏差が所定の範囲を超えていなければ、電力出力段にエラーがないものと識別される、電力出力段を監視する方法と装置が公知である。この刊行物に記載されている発明においては、パルス幅の測定ならびに制御装置を用いた比較が行われ、この制御装置は出力段のための制御信号の導出を実施し、また通常の場合コントローラによって形成されている。しかしながらこのために必要とされる出力段とパルス幅変調の同期は、殊に高い負荷、例えば割り込みが頻繁に発生する場合、この種のコントローラにおいては保証されていない。
冒頭で述べたような方法がJP 07 322643 Aから公知である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
この課題は本発明による方法においては、カウンタ状態を所定の時間後にカウンタから読み出し、パルス幅を測定するために信号をゲートパルスと結合させ、信号の周波数よりも実質的に高い周波数でクロック制御されるカウンタに供給し、ゲートパルスをタイマによって形成し、タイマはコントローラから所定の時間をカウンタ値として受信するか、カウンタ状態を所定の時間後にカウンタから読み出し、信号をそれぞれ１つのカウンタに供給し、カウンタを、タイマによって形成されるゲートパルスの持続時間中にイネーブルすることにより解決される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
出力段から多相のモータに供給され、且つパルス幅がコントローラによって制御され、信号のパルス幅の和をコントローラにおけるプログラム経過に依存しない所定の時間内に測定する、クロック制御されるカウンタが相毎に１つずつ設けられており、さらには、カウンタのカウンタ状態を所定の時間後に読み出し、カウンタ状態が所定の許容領域外にある場合にエラー信号を形成する手段が設けられている、本発明による信号を監視する装置においては、前述の課題が、１つの相の信号がそれぞれ１つのゲート回路を介してそれぞれ１つのカウンタに供給され、ゲート回路は、タイマによって形成され、所定の時間に対応するパルス幅を有するゲートパルスでもって制御され、カウンタは信号の周波数よりも高い周波数でもってクロック制御され、且つゲート回路を介して流れる信号でもってイネーブルされるか、カウンタの入力側に信号が印加されており、ゲートパルスを形成するタイマが設けられており、ゲートパルスの幅は所定の時間に対応し、ゲートパルスはカウンタをイネーブルするためにカウンタの別の入力側に供給されることにより解決される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2008544739.tif 000008
2008544739.tif 000009
2008544739.tif 000010
2008544739.tif 000011