(57)【要約】  本発明は、二極アクチュエータ（１）によるアクチュエータ電流（ｉＡ）の測定の妥当性検査方法に関し、この二極アクチュエータは、誘導負荷（Ｌ）と抵抗負荷（Ｒ）とを含んでおり、ここで二極アクチュエータ（１）の第１の極（１．１）を、パルス幅変調されたスイッチ（３）を介して供給電圧（Ｕ０）と接続し、逆方向に配置されているフリーホイールダイオード（２）を介してグランド（Ｍ）と接続し、二極アクチュエータ（１）の第２の極（１．２）をグランド（Ｍ）と接続する。
2021501328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導負荷（Ｌ）と抵抗負荷（Ｒ）とを含む二極アクチュエータ（１）によるアクチュエータ電流（ｉＡ）の測定の妥当性検査方法であって、
前記二極アクチュエータ（１）の第１の極（１．１）を、パルス幅変調されたスイッチ（３）を介して供給電圧（Ｕ０）と接続し、かつ逆方向に配置されたフリーホイールダイオード（２）を介してグランド（Ｍ）と接続し、
前記二極アクチュエータ（１）の第２の極（１．２）を前記グランド（Ｍ）と接続し、
前記スイッチ（３）を通る平均総和電流に対する測定値（ＩＳ（ＴＶ，ｉ））と前記第２の極（１．２）を通る平均アクチュエータ電流に対する測定値（ＩＡ（ＴＶ，ｉ））とを、前記スイッチ（３）の前記パルス幅変調の少なくとも３つの異なるデューティサイクル（ＴＶ，ｉ，ｉ＝１．．．Ｎ，Ｎ≧３）の下で、定常状態において検出し、
デューティサイクル（ＴＶ）への前記平均総和電流（ＩＳ（ＴＶ））の関連性を、少なくとも３つの総合電流値（ＩＳ（ＴＶ，ｉ），ｉ＝１．．．Ｎ）に適合させた多項式係数αＳ，０，αＳ，１，・・・αＳ，Ｎ−１を含む総合電流多項式
【数１】
2021501328.tif 000020
によって近似し、デューティサイクル（ＴＶ）への前記平均アクチュエータ電流（ＩＡ（ＴＶ））の関連性を、少なくとも３つのアクチュエータ電流値（ＩＡ（ＴＶ，ｉ），ｉ＝１．．．Ｎ）に適合させた多項式係数αＡ，０，αＡ，１，・・・αＡ，Ｎ−１を含むアクチュエータ電流多項式
【数２】
2021501328.tif 000021
によって近似し、
前記総合電流多項式
【数３】
2021501328.tif 000022
からの、前記アクチュエータ電流多項式
【数４】
2021501328.tif 000023
の絶対値的な偏差を、デューティサイクル１（ＴＶ＝１）およびデューティサイクル０（ＴＶ＝０）に対して計算し、所定の対応する許容誤差と比較し、前記所定の許容誤差の少なくとも１つを上回ると、前記アクチュエータ電流（ｉＡ）の前記測定が妥当ではないと判定する
アクチュエータ電流（ｉＡ）の測定の妥当性検査方法。
【請求項２】
前記アクチュエータ電流多項式
【数５】
2021501328.tif 000024
および前記総合電流多項式
【数６】
2021501328.tif 000025
を、ニュートン補間多項式として選択し、前記アクチュエータ電流多項式および前記総合電流多項式は、それぞれ測定値（ＩＳ（ＴＶ，ｉ））および（ＩＡ（ＴＶ，ｉ））を通り、前記多項式係数αＳ，０，αＳ，１，・・・αＳ，Ｎ−１，αＡ，０，αＡ，１，・・・αＡ，Ｎ−１を差分商の手法に従って求める、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記アクチュエータ電流測定値（ＩＡ（ＴＶ，ｉ），ｉ＝１．．．Ｎ）および前記総合電流測定値（ＩＳ（ＴＶ，ｉ），ｉ＝１．．．Ｎ）を、所定のデューティサイクル（ＴＶ，ｉ，ｉ＝１，２，．．．Ｎ）で検出する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
３つのアクチュエータ電流測定値（ＩＡ（ＴＶ，ｉ），ｉ＝１．．．３）および３つの総合電流測定値（ＩＳ（ＴＶ，ｉ），ｉ＝１．．．３）を検出する、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】
前記スイッチ（３）の前記パルス幅変調の周期長（ｔＰＷＭ）を、時定数（τ）よりも小さくなるように、または前記時定数（τ）の５０倍よりも大きくなるように選択し、有利には前記時定数（τ）よりも小さくなるように、または前記時定数（τ）の１００倍よりも大きくなるように選択し、
前記時定数（τ＝Ｌ/Ｒ）を、前記二極アクチュエータ（１）の閉成されているスイッチ（３）のもとで、前記供給電圧（Ｕ０）と前記グランド（Ｍ）との間の前記誘導負荷（Ｌ）と前記抵抗負荷（Ｒ）との比として特定する、
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】
前記アクチュエータ電流多項式
【数７】
2021501328.tif 000026
の二次の前記多項式係数αＡ，２の大きさを所定の境界値と比較し、
二次の前記多項式係数αＡ，２の大きさが前記所定の境界値を上回ると、前記アクチュエータ電流（ｉＡ）の前記測定が妥当ではないと判定する、
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】
前記スイッチ（３）と前記供給電圧（Ｕ０）との間に第１のシャント抵抗（Ｒ１）を配置し、前記第２の極（１．２）と前記グランド（Ｍ）との間に第２のシャント抵抗（Ｒ２）を配置し、
前記スイッチ（３）が、スイッチオン持続時間（ｔｅｉｎ）でスイッチオンされているときに、前記第１のシャント抵抗（Ｒ１）を介した前記電圧（ｕ）の測定によって前記平均総和電流（ＩＳ）を求め、前記平均アクチュエータ電流（ＩＡ）を、前記周期持続時間（ｔＰＷＭ）全体において、前記第２のシャント抵抗（Ｒ２）を介した前記電圧（ｕ）の測定によって求める、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】
シャント抵抗（Ｒ１，Ｒ２）を介した前記電圧（ｕ）を、場合によって、平滑化ローパスフィルタ（４）を用いて平滑化し、次に増幅器（５）を用いて増幅し、次にフィルタ、特にアンチエイリアシングローパスフィルタ／平均値ローパスフィルタ（６）を用いて周波数制限または平均化し、次にアナログデジタル変換器（７）を用いてサンプリングし、離散化し、離散化された値から、所定の電圧電流特性曲線にしたがって平均電流（ＩＳ，ＩＡ）を求めることによって、前記平均電流（ＩＳ，ＩＡ）に対するデジタル値（Ｚ）を、測定チェーン（１５，１６）を用いてシャント抵抗（Ｒ１，Ｒ２）を介した前記電圧（ｕ）の評価によって求める、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記所定の電圧電流特性曲線は、勾配（α（Ｔ））およびオフセット（β（Ｔ））を有する線形関数（ｉ＝α（Ｔ）・ｕ＋β（Ｔ））であり、前記電圧電流特性曲線をそれぞれ、温度（Ｔ）に関連して予め求める、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
２つの測定区間の総増幅度を、デューティサイクル１（ＴＶ＝１）およびデューティサイクル０（ＴＶ＝０）に対する各前記電流多項式の２つの値の差
【数８】
2021501328.tif 000027
から求め、
２つの総増幅度の比または絶対的な差または相対的な差を形成し、値領域検査を施し、２つの総増幅度の前記比または前記絶対的な差または前記相対的な差が所定の値範囲を上回ると、前記アクチュエータ電流（ｉＡ）の電流値の前記測定が妥当ではないことを識別する、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
デューティサイクル０（ＴＶ＝０）に対する電流多項式の値
【数９】
2021501328.tif 000028
を求め、所定の増幅器オフセット値と比較し、
前記電流多項式の値
【数１０】
2021501328.tif 000029
と前記所定の増幅器オフセット値との間の差が所定の境界値を上回ると、前記アクチュエータ電流（ｉＡ）の電流値の前記測定が妥当ではないと判定する、請求項８または９記載の方法。
【請求項１２】
ソレノイドポペットバルブのための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法の使用。
【請求項１３】
電磁高速スイッチング弁のための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法の使用。
【請求項１４】
電磁ギアセレクター弁のための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法の使用。
【請求項１５】
電磁比例弁のための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法の使用。
【請求項１６】
電磁オンオフ弁のための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法の使用。
【請求項１７】
電磁インジェクタのための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流の測定の妥当性を検査する方法に関する。この電流を用いて、以降でアクチュエータと称される電気油圧式装置または電気機械式装置が駆動制御される。特に、本発明は、自動車内のアクチュエータ、たとえば、自動変速機内の電気制御弁または電気油圧式に動作するギアセレクターにおける電流測定の妥当性を検査する方法に関する。
【０００２】
従来技術から、印加電圧のパルス幅変調によってアクチュエータが周期的な制御信号で駆動制御される方法が知られている。ここでは、周期持続時間に対するパルス幅の比としてデューティサイクルが変えられる。デューティサイクルに相応して生じる、アクチュエータを通る平均電流が測定回路によって検出される。たとえば、既知の純粋なオーム抵抗値を有するシャント抵抗を介した電圧測定を用いた電流検出のための測定回路が、従来技術から知られている。
【０００３】
電流測定の妥当性検査のために、従来技術の方法では、所定のデューティサイクルが設定され、ここで生じる平均アクチュエータ電流が測定され、基準値と比較される。測定された電流強度が基準値の許容範囲外の場合、この電流測定は妥当ではないと識別される。妥当ではない電流測定の考えられる原因は、構成素子の経年劣化、グランドまたは供給電圧への短絡または温度によって生じるパラメーターの変化であり得る。
【０００４】
本発明の課題は、改善された、アクチュエータにおける電流測定の妥当性検査方法を提供することである。特に、本発明の課題は、供給電圧、温度または経年劣化等の影響パラメーターとは無関係に、かつアクチュエータの誘導負荷および／または抵抗負荷とは無関係に、したがって、さまざまな構造様式のアクチュエータに対しても、狭い許容範囲を伴う妥当性検査を可能にする、誘導負荷を伴うアクチュエータを通る電流の妥当性検査方法を提供することである。
【０００５】
以降で説明する、アクチュエータの電流測定の妥当性検査方法は、特に、電磁弁、特にソレノイドポペットバルブ、高速スイッチング弁、電磁比例弁、電磁オンオフ弁、電磁インジェクタまたはギアセレクター弁において使用される。
【０００６】
本発明の詳細および実施例を、図面を参照して以降でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来技術によるアクチュエータの駆動制御回路を概略的に示す図である。
【図２】アクチュエータを駆動制御するための制御機器を概略的に示す図である。
【図３】アクチュエータのパルス幅変調された駆動制御時の総和電流およびアクチュエータ電流の時間経過を概略的に示す図である。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、Ｔａｕに対する２つの異なる比ｔＰＷＭに対する、パルス幅変調された駆動制御のデューティサイクルに関連する、平均アクチュエータ電流および平均総和電流の経過を概略的に示す図である。
【図５】電流値算出のための装置を概略的に示す図である。
【０００８】
相互対応する部品および／または物理的な量には、すべての図において、同じ参照記号が付けられている。
【０００９】
図１は、従来技術から公知の、アクチュエータ１のための制御機器１０を概略的に示している。制御機器１０は、マイクロコントローラ１１と、ドライバおよび測定回路１２とを含んでいる。マイクロコントローラ１１は、アクチュエータ１の駆動制御のために、パルス幅変調された制御信号１３を生成する。制御機器１０は、パルス幅変調された制御信号１３のデューティサイクルＴＶに比例する電流をアクチュエータ１に供給する。アクチュエータ１を通る電流は、ドライバおよび測定回路１２によって二度検出され、ここで検出されたこれらの電流は次のように異なっている。すなわち、電流測定信号１４ａは、スイッチ３の開放持続時間ｔａｕｓ中にフリーホイールダイオード２を介した電流を含んでおり、電流測定信号１４ｂはスイッチ３の開放持続時間ｔａｕｓ中にフリーホイールダイオード２を介した電流を含んでいない。ドライバおよび測定回路１２は、電流測定信号１４ａおよび電流測定信号１４ｂをマイクロコントローラ１１に転送する。マイクロコントローラ１１は、それぞれ３つの異なるデューティサイクルＴＶのもとで測定された電流測定信号１４ａ、１４ｂから、Ｔｖ＝０およびＴｖ＝１のもとでの両方の電流測定信号の経過を計算する。Ｔｖ＝０またはＴｖ＝１のもとで計算された値が互いに過度に大きく偏差している場合には、妥当ではない電流測定が識別される。
【００１０】
図２は、制御機器１０の部分を詳細に示している。マイクロコントローラ１１によって生成された、パルス幅変調された制御信号１３は、ドライバおよび測定回路１２のスイッチ３を駆動制御し、ここでスイッチ３は、パルス幅変調された制御信号１３のパルス持続時間ｔｅｉｎの間、閉成され、二極アクチュエータ１として設計されたアクチュエータ１の第１の極１．１を、第１のシャント抵抗Ｒ１を介して供給電圧Ｕ０と接続する。第１の極１．１はさらに、逆方向に接続されたフリーホイールダイオード２を介してグランドＭと接続されている。
【００１１】
二極アクチュエータ１の第２の極１．２は、第２のシャント抵抗Ｒ２を介してグランドＭと接続されている。
【００１２】
閉成されたスイッチ３を流れる電流は、シャント抵抗Ｒ１を通って流れ（総和電流 summarischer Strom ｉＳ）、アクチュエータ１を通って流れ、さらにシャント抵抗Ｒ２を通って流れる（アクチュエータ電流ｉＡ）。この時点では逆方向で動作するフリーホイールダイオード２を介して電流は流れない（ダイオード電流ｉＤ＝０）。スイッチ３が開放されている場合、シャント抵抗Ｒ１を介して電流は流れない（ｉＳ＝０）。アクチュエータ１が誘導負荷Ｌを含んでいる場合、電流は、同じ方向において、シャント抵抗Ｒ２を介して（ｉＡ）、さらにここでは順方向で動作するフリーホイールダイオード２を介して（ｉＤ）、さらに流れる。
【００１３】
総和電流ｉＳの時間平均値ＩＳは、第１の測定チェーン１５によって検出され、ここで第１のシャント抵抗Ｒ１を介して電圧降下ｕが測定され、平滑化ローパスフィルタ４に供給され、その後、増幅器５によって増幅され、ローパスフィルタ、アンチエイリアシングローパスフィルタまたは平均値ローパスフィルタ等のノイズ抑制のためのフィルタ６に供給される。このようにして形成された電流測定信号１４ｂは、アンチエイリアシングローパスフィルタまたは平均値ローパスフィルタ６の出力側から、平均総和電流ＩＳを伴って、マイクロコントローラ１１内のアナログデジタル変換器７に供給され、そこでデジタル値Ｚ（ＩＳ）に離散化され、以降に詳細に記載されるように評価される。
【００１４】
アクチュエータ電流ｉＡの時間平均値ＩＡは、第２の測定チェーン１６によって検出され、ここで第２のシャント抵抗Ｒ２を介して電圧降下ｕが測定され、増幅器５に供給され、アンチエイリアシングフィルタまたは平均値ローパスフィルタ６において帯域幅が制限され、平均化される。このようにして形成された電流測定信号１４ａは、アンチエイリアシングローパスフィルタまたは平均値ローパスフィルタ６の出力側から、平均アクチュエータ電流ＩＡを伴って、マイクロコントローラ１１内のアナログデジタル変換器７に供給され、そこでデジタル値Ｚ（ＩＡ）に離散化され、以降に詳細に記載されるように評価される。
【００１５】
図３は、たとえば、８０％のパルス幅変調された制御信号１３のデューティサイクルＴＶ、ＴＶ＝０．８の場合の、定常状態におけるスイッチ３のスイッチング状態に関連した総和電流ｉＳの時間経過とアクチュエータ電流ｉＡの時間経過とを概略的に示している。ここで制御信号１３の値１は、スイッチオン持続時間ｔｅｉｎを伴う閉成されたスイッチ３に相当し、制御信号１３の値０は、スイッチオフ持続時間ｔａｕｓを伴う開放されたスイッチ３およびここから結果として生じる周期持続時間ｔＰＷＭに相当する。
【００１６】
制御信号１３のパルス持続時間ｔｅｉｎ中にスイッチ３が閉成されている場合には、フリーホイールダイオード２が逆方向で動作し、これによってダイオード電流がゼロであるｉＤ＝０ので、等しい電流ｉＳ＝ｉＡが両方のシャント抵抗Ｒ１、Ｒ２を通って流れる。
【００１７】
スイッチ３が開放されている場合、すなわち制御信号１３のパルスとパルスの間では、スイッチ３の開放の瞬間から、第１のシャント抵抗Ｒ１を通って電流は流れない（ｉＳ＝０）。これに対して、アクチュエータ１が誘導負荷Ｌを含む場合、アクチュエータ電流ｉＡは徐々に減衰し、詳細には、誘導の法則に従って時定数
【数１】
2021501328.tif 000003
で指数関数的に減衰する。ここでＲ＞＞Ｒ２はアクチュエータ１における抵抗負荷Ｒである。減衰するアクチュエータ電流ｉＡは、スイッチ３の開放時にフリーホイールダイオード２を順方向に流れるダイオード電流ｉＤによってのみもたらされる。
【００１８】
したがって、アクチュエータ電流の時間平均値ＩＡは、総和電流の時間平均値ＩＳとは、まさにダイオード電流の時間平均値ＩＤによって異なっており、これはアクチュエータ電流ｉＡの指数関数的な減衰の時定数τ、スイッチ３の開放持続時間ｔａｕｓならびにスイッチ３のスイッチオン持続時間ｔｅｉｎの終わりのアクチュエータ電流ｉＡの極大値ｉＡ，ｍａｘによって決まる。アクチュエータ電流の極大値ｉＡ，ｍａｘは同様に、スイッチ３のスイッチオン持続時間またはパルス持続時間ｔｅｉｎならびに時定数
【数２】
2021501328.tif 000004
に関連し、ここには、スイッチオンされているスイッチ３のもとでの、全体的な、有効な抵抗負荷Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒおよびアクチュエータ１の誘導負荷Ｌが入れられている。ここでは、Ｒ＞＞Ｒ１，Ｒ＞＞Ｒ２のために、近似としてＲ１＋Ｒ２＋Ｒ≒Ｒが想定される。
【００１９】
したがって、図４Ａ、図４Ｂに示されているように、周期長ｔＰＷＭ＝ｔｅｉｎ＋ｔａｕｓで周期的な、パルス幅変調された制御信号１３の各デューティサイクル
【数３】
2021501328.tif 000005
に対して、定常状態において、割り当てられた平均アクチュエータ電流ＩＡ（ＴＶ）および割り当てられた平均総和電流ＩＳ（ＴＶ）を求めることができる。図４Ａは、時定数τの１０分の１である周期長ｔＰＷＭの平均電流の経過を概略的に示している。図４Ｂは、時定数τの１００倍である周期長ｔＰＷＭの平均電流の経過を概略的に示している。
【００２０】
平均アクチュエータ電流ＩＡ（ＴＶ）はスイッチオン持続時間ｔｅｉｎに比例するため、点ＩＡ（ＴＶ＝０）＝０および
【数４】
2021501328.tif 000006
によって決まる直線上にある。
【００２１】
平均総和電流ＩＳ（ＴＶ）はこのような直線の下方に延在しており、ここで平均アクチュエータ電流と平均総和電流との差ＩＡ（ＴＶ）−ＩＳ（ＴＶ）はまさに、同様にデューティサイクルＴＶに関連する平均ダイオード電流ＩＤ（ＴＶ）に相当する。スイッチ３が継続的に開放されているとき（ＴＶ＝０の場合）、さらに同様にスイッチ３が継続的に閉成されているとき（ＴＶ＝１の場合）のダイオード電流ｉＤはゼロまたは無視できるほど小さいので、電流測定が正しいまたは妥当である場合、平均アクチュエータ電流ＩＡ（ＴＶ）の経過と平均総和電流ＩＳ（ＴＶ）の経過とは、デューティサイクルＴＶ＝０およびＴＶ＝１に対して一致しているはずである、または互いに極めて近くに位置しているはずである。本発明では実際の、抵抗負荷Ｒ（抵抗Ｒ１，Ｒ２，ＲＡを伴う）および誘導負荷Ｌに関連し、したがって未知の、平均電流ＩＡ（ＴＶ），ＩＳ（ＴＶ）の経過が、それぞれ多項式
【数５】
2021501328.tif 000007
によって表される。このために、標本点として選択されたＮ個のデューティサイクルＴＶ，ｉ，ｉ＝１，２，．．．Ｎに対してそれぞれ平均アクチュエータ電流ＩＡ（ＴＶ，ｉ）および平均総和電流ＩＳ（ＴＶ，ｉ）が測定される。
【００２２】
アクチュエータ電流多項式
【数６】
2021501328.tif 000008
の係数αＡ，０，αＡ，１，・・・αＡ，Ｎ−１は、次のように選択されている。すなわち、標本点でのアクチュエータ電流多項式が、測定されたアクチュエータ電流を想定するように選択されている。
【数７】
2021501328.tif 000009
【００２３】
同様に、総合電流多項式(Summenstrom polynoms)
【数８】
2021501328.tif 000010
の係数αＳ，０，αＳ，１，・・・αＳ，Ｎ−１は、次のように選択されている。すなわち、標本点での総合電流多項式が、測定された総和電流を想定するように選択されている。
【数９】
2021501328.tif 000011
【００２４】
多項式係数αＡ，０，αＡ，１，・・・αＡ，Ｎ−１，αＳ，０，αＳ，１，・・・αＳ，Ｎ−１を効率的に特定する方法は、従来技術から知られている。たとえば、多項式
【数１０】
2021501328.tif 000012
がニュートン多項式として定式化可能であり、その係数を、差分商(dividierten Differenzen)の手法に従って求めることができる。したがって、たとえばＮ＝３個の標本点の場合、次の形式の二次多項式が生じる。
【数１１】
2021501328.tif 000013
ここで多項式係数の計算に、標本点ＴＶ，１，ＴＶ，２，ＴＶ，３での各平均電流値ＩＡ（ＴＶ，ｉ），ＩＳ（ＴＶ，ｉ）が入れられている。
【００２５】
図３から見て取れるように、スイッチオフされているスイッチ３のもとで、アクチュエータ電流ｉＡの指数関数的な低下は、絶対的なスイッチオフ持続時間ｔａｕｓに関連している。したがって、一定のデューティサイクルＴＶのもとで周期持続時間ｔＰＷＭが変えられると、平均総合電流ＩＳ（ＴＶ）も変化する。
【００２６】
さらに、アクチュエータ１の電気的なパラメーターがドライバ／測定回路１２の寸法設計に適している限り、一定の周期持続時間ｔＰＷＭ（総合電流ＩＳに近似）のもとで、アクチュエータ１の変化が同じ電流経過を結果として有することが重要である。言い換えると、この妥当性検査方法は、それらが既存のドライバ／測定回路１２に適している限り、さまざまなアクチュエータ１に、一定のＰＷＭ周波数のもとで適している。
【００２７】
回路とアクチュエータとの良好に寸法設計された組み合わせに対して決定的なのは、時定数τに対する周期持続時間ｔＰＷＭの比ｔＰＷＭ／τである。最適に寸法設計されたアクチュエータ−回路におけるこの比ｔＰＷＭ／τは次のとおりである。
１．）＜１
これは、平均総合電流Ｉｓのほぼ放物線状の経過（図４Ａに示されている）を生じさせる。実際にはこれは、誘導アクチュエータによる動作に相当する。
または
２．）＞５０またはより良好には＞１００
これは、平均総合電流Ｉｓのほぼ線形の経過（図４Ｂに示されている）を生じさせる。実際にはこれは、抵抗アクチュエータによる動作に相当する。
【００２８】
両方の比に対して、妥当性は、有利には小さい許容誤差で特定される。上述した２つの比の間の比、すなわち１＜ｔＰＷＭ／τ＜５０の範囲における比は、かなり不十分に寸法設計された回路とアクチュエータとの組み合わせを表しており、これは実際にはたとえば、弁座の衝突を生じさせることがあり、回避されるべきである。このような回路とアクチュエータとの組み合わせのもとで、この妥当性検査方法が使用されると、これ自体が多かれ少なかれ、大きい偏差を生じさせてしまい、これは同様に、許容誤差を広げることによって補償されなければならず、これによって、この妥当性検査方法の利点（狭い許容誤差）がなくなってしまう。
【００２９】
図４Ａ／図４Ｂにおいて概略的に示されているように、比ｔＰＷＭ／τがゼロ／無限大に向かう傾向がある場合、平均総合電流ＩＳ（ＴＶ）の経過は、デューティサイクルの全範囲にわたって、放物線状／線形の経過に近づく。このような経過は、Ｎ＝３個の、標本点として作用するデューティサイクルＴＶ，１，ＴＶ，２，ＴＶ，３を介して明確に特定可能な二次多項式
【数１２】
2021501328.tif 000014
によって特に良好によく近似される。標本点の均等配分は必須ではない。多くの場合、実際には、全体範囲０≦Ｔｖ≦１にわたって標本点を均等に「選ぶ」ことはできない。ここでの条件は、それらが対で異なっていることである（Ｔｖ１≠Ｔｖ２，Ｔｖ１≠Ｔｖ３，Ｔｖ２≠Ｔｖ３）。
【００３０】
図５は例示的に、測定チェーン１５を用いて、シャント抵抗Ｒ１，Ｒ２を通る平均電流を測定するための概略的な装置を示している。シャント抵抗は、第１のシャント抵抗Ｒ１として、総和電流ｉＳの経路において、供給電圧Ｕ０とスイッチ３との間に配置されていてよい。シャント抵抗はまた、第２のシャント抵抗Ｒ２として、アクチュエータ電流ｉＡの経路において、二極アクチュエータ１の第２の極１．２とグランドＭとの間に配置されていてよい。測定チェーン１５は、増幅器５、アンチエイリアシングローパスフィルタ／平均値ローパスフィルタ６を含んでおり、さらに出力側でアナログデジタル変換器７を含んでいる。自由選択的に、測定チェーン１５は、入力側で、平滑化ローパスフィルタ４を含んでいる。
【００３１】
電流の流れによって、シャント抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して電圧降下ｕが発生する。この電圧降下ｕは、自由選択的に、平滑化ローパスフィルタ４に供給され、これによって平滑化される。平滑化ローパスフィルタ４の出力側での、平滑化された出力電圧ｕＬＰは、増幅器５に供給される。平滑化ローパスフィルタ４を省く場合、電圧降下ｕは直接的に増幅器５に供給される。総合電流測定では、平滑化ローパスフィルタ４は主にノイズを抑制し、信号における高周波成分、特に急峻なスイッチオンエッジ／スイッチオフエッジを除去するために用いられる。
【００３２】
誘導アクチュエータ１自体がＲＬローパスフィルタとして「作用する」ので、アクチュエータ電流測定時には平滑化ローパスフィルタ４を省くことができる。
【００３３】
増幅器５の出力側での、平滑化され、増幅された出力電圧ｕｖ，ＬＰは、アンチエイリアシングローパスフィルタ／平均値ローパスフィルタ６に供給される。アンチエイリアシングローパスフィルタ／平均値ローパスフィルタ６の上方の境界周波数ｆｇは、サンプリング定理に従って、後続のアナログデジタル変換器７のサンプリング周波数ｆＡの半分未満になるように選択されている
【数１３】
2021501328.tif 000015
。アナログデジタル変換器７は、アンチエイリアシングローパスフィルタ／平均値ローパスフィルタ６の平滑化され、増幅され、帯域制限された出力電圧
【数１４】
2021501328.tif 000016
を所定のマッピングまたは特性曲線に従って、ビットパターンとして表すことができるデジタル値Ｚに変換する。これは、たとえば符号付き整数値または浮動小数点値として、マイクロコントローラ１１によって解釈可能である。
【００３４】
マイクロコントローラ１１上では、線形関数ｉ（Ｚ）＝α（Ｔ）・Ｚ＋β（Ｔ）を使用することによって、このようなデジタル値Ｚが電流値に再計算される。ここで勾配α（Ｔ）および数値Ｚ＝０に割り当てられた電流β（Ｔ）は、シャント抵抗Ｒ１，Ｒ２の温度Ｔに関連して定められている。
【００３５】
従来技術から、平滑化ローパスフィルタ４の出力側および／または増幅器５の出力側および／またはアンチエイリアシングローパスフィルタ６の出力側および／またはアナログデジタル変換器７の出力側に、付加的な外乱ηが重畳され得ることが知られている。これは、時間的に一定にオフセットとして形成されていても、または時間変動して、ドリフトまたはノイズとして形成されていてもよい。
【００３６】
測定チェーン１５に、ひいては電流値ｉ（Ｚ）の計算に外乱ηを含めることによって、任意のデューティサイクルＴＶ，ｉのもとで測定された、平均電流に対する測定値ＩＳ（ＴＶ，ｉ），ＩＡ（ＴＶ，ｉ）の偏差、ひいては、乱されていない測定チェーン１５に対して異なった、少なくとも１つの多項式
【数１５】
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に対する標本点が生じる。この多項式は、これがまさに、これらの標本点を通るように選択されている。したがって、これらの多項式
【数１６】
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は、２つの境界点ＴＶ＝０，ＴＶ＝１のうちの少なくとも１つで、理論的に期待される関係の偏差で、一致しない。したがって、有利には外乱を、測定チェーン１５に沿って、本発明の妥当性検査方法によって識別することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  二極アクチュエータ，アクチュエータ
１．１  第１の極
１．２  第２の極
２  フリーホイールダイオード
３  スイッチ
４  平滑化ローパスフィルタ
５  増幅器
６  アンチエイリアシングローパスフィルタ
７  アナログデジタル変換器
１０  制御機器
１１  マイクロコントローラ
１２  ドライバおよび測定回路
１３  制御信号
１４ａ  電流信号
１４ｂ  冗長的な電流信号
１５，１６  第１の測定チェーン，第２の測定チェーン
Ｍ  グランド
ｆｇ  境界周波数
η  付加的な外乱
Ｕ０  供給電圧
Ｌ  誘導負荷
Ｒ  抵抗負荷
Ｒ１  第１のシャント抵抗
Ｒ２  第２のシャント抵抗
Ｔ  温度
ＴＶ  デューティサイクル
ＴＶ，ｉ，ｉ＝１，２，．．．Ｎ  デューティサイクル
ｔＰＷＭ  周期持続時間
ｔｅｉｎ  スイッチオン持続時間、パルス持続時間
ｔａｕｓ  スイッチオフ持続時間、開放持続時間
τ  時定数
ｉＳ  総和電流
ｉＡ  アクチュエータ電流
ｉＡ，ｍａｘ  アクチュエータ電流の極大値
ｉＤ  ダイオード電流
ＩＳ  平均総和電流
ＩＡ  平均アクチュエータ電流
ＩＤ  平均ダイオード電流
ＩＳ（ＴＶ，ｉ），ｉ＝１，２，．．．Ｎ  平均総和電流の測定値、標本点
ＩＡ（ＴＶ，ｉ），ｉ＝１，２，．．．Ｎ  平均アクチュエータ電流の測定値、標本点
Ｚ  デジタル値
ｕ  電圧、シャント抵抗での電圧降下
ｕＬＰ  平滑化された出力電圧
ｕｖ，ＬＰ  平滑化され、増幅された出力電圧
【数１７】
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帯域幅が制限され、平滑化され、増幅された出力電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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