(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車ブレーキシステムの油圧ポンプの位置及び／又は位置変化を計測する方法であって、この油圧ポンプは、パルス変調方式で駆動される電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）を用いて作動されて、この電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）及び／又はこの電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）に電力を供給するための負荷電流回路の電流測定信号（ＩＳ）及び／又は電圧測定信号（ＵＳ）の検出が行なわれる方法において、
この電流測定信号（ＩＳ）及び／又は電圧測定信号（ＵＳ）と、この電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）の整流子周波数に対してほぼ整数の分周比である、この電流測定信号（ＩＳ）及び／又は電圧測定信号（ＵＳ）の少なくとも一つの周波数（ｆ）とに基づき、この油圧ポンプの位置及び／又は位置変化が決定されて、この電気機械の駆動のために用いられることを特徴とする方法。
【請求項２】
該電流測定信号（ＩＳ）及び／又は電圧測定信号（ＵＳ）から、該電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）の整流子周波数のほぼ整数比の少なくとも一つの分周波がフィルタにより取り出されて、その振幅が、少なくとも一つの所定の限界値と比較されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該電流測定信号（ＩＳ）及び／又は電圧測定信号（ＵＳ）に対して、ゼロに等しくない値へのオフセット補正（２９）が行なわれることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
該電流測定信号（ＩＳ）及び／又は電圧測定信号（ＵＳ）の直流成分の増幅（４３）及びそれと別個の交流成分の増幅（４８）が行なわれて、この電流測定信号（ＩＳ）及び／又は電圧測定信号（ＵＳ）に対する外乱に起因する影響がほぼ防止されるように、少なくとも一つの増幅係数が制御及び／又は調節されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
該電流測定信号（ＩＳ）及び／又は電圧測定信号（ＵＳ）が、該電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）のオブザーバモデルの計算された変数と比較され、このオブザーバモデルが、この電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）の構造的な構成形態、不可逆状態変数及び可逆状態変数のマッピングを含むことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
該不可逆状態変数が、少なくとも該電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）の動作期間の間に繰り返し調整されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
該電流測定信号（ＩＳ）、該電圧測定信号（ＵＳ）、該不可逆状態変数及び該可逆状態変数の中の一つ以上が、所定の限界値と比較されて、その時々の一つの限界値及び／又はその時々の限界値の所定の組合せに到達するか、或いはそれを上回ることから、一つの特有のエラーが導き出されることを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
自動車ブレーキシステムに含まれる油圧ポンプの位置及び／又は位置変化を計測する自動車ブレーキシステムであって、この自動車ブレーキシステムに配備された電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）をパルス変調方式で駆動するように構成され、この電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）及び／又はこの電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）に電力を供給するための負荷電流回路の電流測定信号（ＩＳ）及び／又は電圧測定信号（ＵＳ）を検出する手段（２，３，７，８，９）を備えた自動車ブレーキシステムにおいて、
この自動車ブレーキシステムが、この電流測定信号（ＩＳ）及び／又は電圧測定信号（ＵＳ）と、この電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）の整流子周波数に対してほぼ整数の分周比である、この電流測定信号（ＩＳ）及び／又は電圧測定信号（ＵＳ）の少なくとも一つの周波数（ｆ）とに基づき、この油圧ポンプの位置及び／又は位置変化を決定して、この電気機械の駆動のために用いるように構成されていることを特徴とする自動車ブレーキシステム。
【請求項９】
この自動車ブレーキシステムが、この自動車ブレーキシステムの油圧ポンプの電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）の作動及び／又は電気式駐車ブレーキ（１３−１，１３−２，１３−３）の電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−３）の作動のために装備された制御機器を有することを特徴とする請求項８に記載の自動車ブレーキシステム。
【請求項１０】
該油圧ポンプ（４）の電気機械（４，１３−１，１３−２，１３−ｎ）の作動及び該電気式駐車ブレーキ（１３−１，１３−２，１３−ｎ）の電気機械の作動のために、該制御機器の集積回路（ＡＳＩＣ）の共通に使用されるハードウェアリソース及び／又はソフトウァアリソース（２，３）が配備されていることを特徴とする請求項９に記載の自動車ブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に基づく方法及び請求項８の上位概念に基づく自動車ブレーキシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気油圧式ブレーキシステムは、例えば、アンチロックブレーキシステムや走行動特性制御などの機能を実現するために、電気モータを用いて駆動されるポンプ設備を有する。車両での望ましくない雑音の抑制、或いは、例えば、緊急事態又は快適性を指向する動作での状況に応じた作動範囲又はブレーキシステムの制御機能の実現のためには、油圧ポンプ又はそのポンプを駆動するために配備された電気機械の位置及び／又は回転数を出来る限り正確に知ることが必要である。
【０００３】
それに関しては、電気モータ又はそのシャフトの回転数を計測するための少なくとも一つのセンサを備えた電子制御式ブレーキ設備用の電気モータの回転数を検出する設備が特許文献１に記載されている。更に、そのような電気モータは、その機能性において、そのモータが車両の所与の車載電気網に関してブレーキシステムに課された要件を満たすことができるように設計しなければならない。ブレーキシステムの持続的な動作の間に、それらの安全性要件を満たしているか否かの検査が、同じくそのような位置センサを用いて周知の手法により行なわれており、それによって、例えば、油圧ポンプの回転数の検出を実施することができる。
【０００４】
油圧ポンプ又はそのポンプを駆動するために配備された電気機械の位置を計測するために、特に、誘導式センサが使用されており、それらのセンサは、ベースとなる共振回路を用いた物理的な測定原理のために、その動作用の所定の周波数を必要としている。そのことから、駆動及び評価用のマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）又はパワー制御ユニット（ＰＣＵ）のシステムクロックに対する制限が発生して、そのため、動作時における稼動時間の問題が起こる可能性が有る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際特許公開第０２／０６０７３４号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第１０２００８０５５６９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の課題は、駆動及び評価用のマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）及び／又はパワー制御ユニット（ＰＣＵ）のシステムクロックを制限すること無く、油圧ポンプ又はそのポンプを作動するために配備された電気機械の位置計測を実現する手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１に基づく方法及び請求項８に対応する自動車ブレーキシステムにより解決される。
【０００８】
本発明は、自動車ブレーキシステムの油圧ポンプの位置及び／又は位置変化を計測する方法を記載しており、この油圧ポンプは、パルス変調方式で駆動される電気機械を用いて作動されて、この電気機械及び／又はこの電気機械に電力を供給するための負荷電流回路の電流測定信号及び／又は電圧測定信号の検出が行なわれ、この電流測定信号及び／又は電圧測定信号と、この電気機械の整流子周波数に対してほぼ整数の分周比である、この電流測定信号及び／又は電圧測定信号の少なくとも一つの周波数とに基づき、この油圧ポンプの位置及び／又は位置変化が決定されて、この電気機械の駆動のために用いられる。
【０００９】
この場合、整流子周波数とは、機械式整流子において、特に、擦り接点のブラシを一つの整流子片からその隣の整流子片に切り換える周波数を表す。ブラシレス機械の電気整流の場合、整流子周波数とは、有利には、電気機械を作動するインバータの駆動周波数であると理解する。
【００１０】
従って、油圧ポンプ又はこの油圧ポンプを作動するために配備された電気機械の位置及び／又は位置変化の計測は、有利には、駆動及び評価用のマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）及び／又はパワー制御ユニット（ＰＣＵ）のシステムクロックを制限すること無く実現される。本発明の範囲内において、位置変化とは、特に、角度変化、回転数及びこれらから導き出される別の変数の中の一つ以上の検出であると理解する。有利には、その時々のセンサの定義された周波数に起因する、システムクロックに対する従来からの制限のために発生する稼動時間の問題は起こらない。更に、位置センサを省略することができ、それによって、コスト、所要スペース及び重量を節約することができる。更に、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）又はパワー制御ユニット（ＰＣＵ）において、リソースを節約又は免除することが可能となり、そのリソースを別の課題のために配備することができる。それは、例えば、それに対応するマイクロコントローラの自由になったピン及び／又はデータ検出、通信及びセンサ信号の計算が引き起こす大規模な計算ステップを活用できることとなる。それに代わって、一つの位置センサを配置することができ、そのセンサは、有利には、冗長的な位置検出のために配備される。それによって、確かに上記の利点は最早得られなくなるが、その冗長性によって、故障に対する安全性の向上が、そのため、例えば、ＩＳＯ２６２６２に準拠して達成可能な安全性レベルが実現される。
【００１１】
この電流測定信号及び／又は電圧測定信号から、有利には、電気機械の整流子周波数のほぼ整数比の少なくとも一つの分周波がフィルタにより取り出されて、その振幅が少なくとも一つの所定の限界値と比較される。有利には、それによって、特に、電気機械のブラシの磨耗の徴候及び／又は汚染の検知が実現される。
【００１２】
本発明の目的に適うこととして、この電流測定信号及び／又は電圧測定信号に対して、ゼロに等しくない値へのオフセット補正が行なわれる。その利点は、特に、この機械の発電機動作において、未知の負電流の発生を検知して、電流制御に使用できることである。
【００１３】
有利な実施構成では、この電圧信号及び／又は電流信号の直流成分の増幅及びそれと別個の交流成分の増幅が行なわれて、この電圧信号及び／又は電流信号に対する外乱に起因する影響がほぼ防止されるように、少なくとも一つの増幅係数が制御及び／又は調節される。そのため、自動車の車載電気網からの外乱変数のフィルタリングが、有利には、測定データの検出の間に事前に行なわれる。この措置によって、事前処理の品質を向上することができる。
【００１４】
有利な実施構成では、それに対応して、この電流測定信号及び／又は電圧測定信号が、電気機械のオブザーバモデルの計算された変数と比較され、このオブザーバモデルは、電気機械の構造的な構成形態、不可逆状態変数及び可逆状態変数のマッピングを含む。
【００１５】
これらの不可逆状態変数は、少なくとも電気機械の動作期間の間に、有利には、繰り返し調整される。それによって、例えば、磨耗に起因する間違ったエラー検知を防止することができる。
【００１６】
有利には、これらの電流測定信号、電圧測定信号、不可逆状態変数及び可逆状態変数の中の一つ以上は、所定の限界値と比較されて、その時々の一つの限界値及び／又はその時々の限界値の所定の組合せに到達するか、或いはそれを上回ることから、一つの特有のエラーが導き出される。それにより、エラーの検出率の改善及び／又はそれにより起こる不都合な結果の発生を低減できることが利点である。それによって、例えば、ＩＳＯ２６２６２に準拠した、より高い安全性レベルへの格付けが可能となる。
【００１７】
更に、本発明は、自動車ブレーキシステムに含まれる油圧ポンプの位置及び／又は位置変化を計測する自動車ブレーキシステムを記載しており、この自動車ブレーキシステムは、少なくとも自動車ブレーキシステムに配備された電気機械をパルス変調方式で駆動するように構成され、この電気機械及び／又はこの電気機械に電力を供給するための負荷電流回路の電流測定信号及び／又は電圧測定信号を検出する手段が配備され、この自動車ブレーキシステムは、この電流測定信号及び／又は電圧測定信号と、この電気機械の整流子周波数に対してほぼ整数の分周比である、この電流測定信号及び／又は電圧測定信号の少なくとも一つの周波数とに基づき、この油圧ポンプの位置及び／又は位置変化を決定して、この電気機械を駆動するために使用するように構成される。
【００１８】
この自動車ブレーキシステムは、特に有利には、この自動車ブレーキシステムの油圧ポンプの電気機械の作動及び／又は電気式駐車ブレーキの電気機械の作動のために装備された一つの制御機器を有する。そのため、有利には、これらの油圧ポンプの電気機械及び電気式駐車ブレーキの電気機械は、この一つの制御機器を用いて作動される。この油圧ポンプ及び駐車ブレーキの位置決定及び／又は位置変化の検知も、そのために配備されたセンサを使用した場合よりも精密に実現することができ、それによって、利用する回転トルクも、より精密に計量することができる。
【００１９】
この油圧ポンプの電気機械の作動及び電気式駐車ブレーキの電気機械の作動のために、この制御機器の集積回路（ＡＳＩＣ）の共通に使用されるハードウェアリソース及び／又はソフトウァアリソースが配備される。その結果、有利には、電気機械の駆動及び／又は評価のために使用される機能コンポーネント及び／又はソフトウァアモジュールが、少なくとも一つの別の電気機械のために同様に使用できることとなる。それによって、特に、コストと所要スペースにおいて、利点が得られる。
【００２０】
この制御機器は、有利には、少なくとも一つのマイクロコントローラユニットと一つのパワー制御ユニットを備え、このマイクロコントローラユニット及び／又はこのパワー制御ユニットが、この共通に使用されるハードウェアリソース及び／又はソフトウァアリソースを備える。
【００２１】
特に、混合信号回路として構成された、このパワー制御ユニットは、有利には、少なくとも一つの電気機械を作動する回路機器をパルス幅変調方式で駆動するための少なくとも一つの駆動モジュールと、少なくとも一つの電圧測定信号を検出するための少なくとも一つの電圧検出機器及び／又は少なくとも一つの電流測定信号を検出するための少なくとも一つの電流検出機器とを有する。
【００２２】
有利には、このパワー制御ユニットは、少なくとも一つの通信インタフェースを用いて、特に、事前に処理された電圧測定信号、電流測定信号及びそれらから導き出される情報の中の一つ以上をマイクロコントローラユニットに提供する。それによって、マイクロコントローラユニットは、有利には、パワー制御ユニットから予め事前に処理されたデータを受信し、従って、基本的に信号処理課題の負荷から解放される。更に、このパワー制御ユニットを事前処理に関して最適化して、通信インタフェースを介したデータ伝送を低減することができる。
【００２３】
有利には、その時々のモータ特有のパラメータは、この制御機器に配備された少なくとも一つのメモリに保存される。ソフトウァアを用いたパラメータ化によって、有利には、既存のハードウェアの使用をそれに対応する電気機械を備えた所定の構成に対して設計できるだけでなく、簡単な手法で様々なシステム構成にも振り向けることができる。
【００２４】
本発明による自動車ブレーキシステムは、有利には、本発明による方法を実施するように構成される。
【００２５】
別の有利な実施構成は、以下における図面に基づく実施例の記述から得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による電気油圧式自動車ブレーキシステム用回路構成の実施例のブロック図
【図２】測定された電圧値及び電流値をアナログフィルタリングを用いて事前処理する電圧検出機器８と電流検出機器９の実施例のブロック図
【図３】デジタル信号処理による本発明による事前処理の実施例のブロック図
【図４】自動車の車載電気網からの外乱変数のフィルタリングが、測定データを検出する間に事前に行なわれる、測定値を検出するための別の実施例のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、電気油圧式自動車ブレーキシステムの例により、本発明による自動車ブレーキシステムを図示している。例えば、車輪ブレーキなどの、ブレーキシステムの周知の別の構成要素の図示は省略されているが、本発明の範囲内では、それらは同様に考慮される。パワー制御ユニット（ＰＣＵ）２は、駆動モジュール１１を用いて、電気油圧式ブレーキ制御機器の油圧ポンプの電気モータ４にエネルギーを供給する電力パスを切り換えるドライバ５を制御する。同様にＰＣＵ２により駆動される再循環ドライバ６は、例えば、バルブ駆動に関して特許文献２に記載されている通りのパルス幅変調式駆動部の再循環パスのパワードライバとしての役割を果たす。ノード点ＡとＢで測定された電圧値は、電圧検出機器８によって電気モータ４の駆動部の実際の電圧を決定するために使用される。抵抗７を介した電圧差を表す、ノード点Ｂ及びＣでの電圧値を用いて、電流検出機器９によって、電気モータ４の実際の電流の決定が行なわれる。この実際の電圧は、抵抗７を省略して、有利には、ドライバ５又は再循環ドライバ６によって検出することもできる。この場合、電圧検出機器及び電流検出機器８，９は、例えば、フィルタリング又は事前処理のための別の回路部分を有する。電気モータ４を駆動するロータの位置を検出するためのセンサは、不要であるが、それにも関わらず、特に、（例えば、ＩＳＯ２６２６２に準拠した）冗長安全性要件を満たすために配備することができる。電気式駐車ブレーキのアクチュエータの電気モータ１３−１の駆動及び位置検出は、回路構成１を用いて、それと匹敵する手法で、同様に電圧検出機器及び電流検出機器８，９を用いて検出された実際の電流値及び実際の電圧値から実現することができる。この実施例では、駆動モジュール１１も、共通に使用されるリソースを有する。そのため、電気モータを備えた別の電気式駐車ブレーキ又は機能ユニットは、同様に駆動及び評価することができる。これらは、図１において、機能ユニット１３−２〜１３−ｎにより表示されている。この場合、これらの電気モータの位置を検出するためのセンサは、同様に必ずしも必要ではないが、それぞれ同様に配備することができる。
【００２８】
電気モータ４及び別の電気モータ１３−１〜１３−ｎの実際の電流検出及び実際の電圧検出の結果は、通信インタフェース１０を介してマイクロコントローラユニット３に提供される。この場合、ＭＣＵ３は、特に、電気モータ４，１３−１等を駆動するためのソフトウァアベースの計算規則に関して代表的である機能ブロック１２を有し、ＰＣＵ２は、予め事前に処理されたデータをＭＣＵ３に提供することができる。そのため、ＭＣＵ３は、信号処理を実現するためのリソースを必要とせず、受信した実際値に基づき、その時々の電気モータを駆動するための目標値を計算する。更に、それによって、通信インタフェース１０を介したデータ伝送が低減され、それにより、更なるリソースが節約される。
【００２９】
ＭＣＵ３とＰＣＵ２は、故障に対する安全性の措置又は稼働率の向上を考慮して、基本的に共通の混合信号回路（ミクストシグナルＩＣ）又はＡＳＩＣに統合することができ、それによって、電気モータの評価及び駆動をブレーキ制御機器に集約することができる。その結果、ブレーキシステムの油圧ポンプの電気モータ４の駆動及び評価のために配備された回路部分を別のアクチュエータの駆動及び評価のためにも使用できることとなる。更に、これらの機能の統合は、監視方式に転用することができ、その結果、より高い共通的な安全性レベルに移行することができる。
【００３０】
ＭＣＵ３及びＰＣＵ２は、例えば、ブレーキのアクチュエータなどの異なる電気モータ又は完全な機能ユニットに対するパラメータ化が簡単な手法で可能となるように、その時々の使用分野に対して最適化される。そのために、自動車ブレーキシステムの電子制御ユニットの非揮発性メモリ、例えば、ＥＥＰＲＯＭに、特有のパラメータを保存して、呼び出すことができる。
【００３１】
この実施例では、センサレスモータ位置検出（ＳＬＰ）又はセンサレスモータ回転数検出（ＳＬＮ）は、それに対応して検出された実際値の電流リップル及び／又は電圧リップルの評価と電気モータのモデル形成とにより行なわれる。この実施例の短い簡単な記述を可能とするために、以下において、「位置」及び「回転数」との用語を基本的に冗長的に使用する。これらのリップル（値の比較的小さい脈動）は、ロータの回転の結果として発生し、ロータ又は油圧ポンプの位置を決定するために事前に処理されて評価される。これらの周期的に発生する電流リップル及び／又は電圧リップルを評価する場合、それらに関する、整流子周波数に対して整数比で分周された信号が用いられる。そのために、整流子周波数の整数比の分周波がフィルタにより取り出される。この機械又は油圧ポンプの回転数は、機械パラメータ、例えば、幾何学的サイズが分かっている場合、それに基づき、例えば、そのようにしてフィルタリングされたリップルの増分により決定される。この位置は、それと匹敵する手法で、初期位置を知ることで得られる。
【００３２】
このセンサレスモータ位置検出（ＳＬＰ）又はセンサレスモータ回転数検出（ＳＬＮ）は、前記の手法に基づき、有利には、三つの行列を用いて行なわれる。第一の行列は、それぞれ使用される電気モータ４〜１３−ｎの構造的な構成形態をマッピングするものである。特に、モータ構成部品の劣化による不可逆変化を考慮した磨耗値は、第二の行列によって記述される。例えば、ブラシ抵抗は、以下において、磨耗に依存するブラシの長さに関する尺度として看做すことができ、温度変化勾配は、磨滅に依存する冷却関連事象に関する尺度として看做すことができる。この第二の行列は、モータの動作期間に渡って定期的に調整される。第三の行列を用いて、例えば、電気モータの動作中の熱プロセスに起因する物理変数の可逆的な状態変化などの可逆状態変数が記述される（温度モデル）。例えば、整流子を備えた一つ又は複数の電気モータと関連付けた場合でも、その電気整流式電気モータでの応用は、同様に本発明の範囲内において規定される。
【００３３】
その時々の電気モータのエラー診断を実現するために、第二の行列及び／又は第三の行列（可逆変化及び不可逆変化）の値又は要素は、その時々のモータ及びその用途特有の最大限に許容される所定の行列及び／又は値と比較される。この場合、その時々の所定の値又はその時々の所定の値の組合せに到達することは、一つの特有のエラーに対応付けることができる。これは、特に、その時々の一つの値又はその時々の複数の値の特性に応じて、その絶対値又は差分に基づき行なわれる。この場合、エラー特有の値は、例えば、その時々のモータの使用開始前に決定されて、メモリに保存され、持続的な動作時に、そのメモリから読み出すことができる。
【００３４】
そのような電気モータの突然の故障は、道路使用者の安全性を脅かす可能性が有る。従って、限界値を用いて、例えば、電気モータのブラシの磨耗の検知又は早期検知を実現した場合、この限界値に到達した時（場合によっては、その前でも）又は早期に到達した時に、決定期間に関して、エラー表示が行なわれる。ブラシ又は整流子の磨滅は、所定の期間に発生する電流リップル及び／又は電圧リップルと関連して、大きく変化したブラシ抵抗から導き出すことができる。この変化したブラシ抵抗を検知するために、整流子周波数に対して整数の分周比である、フィルタリングされた周波数の振幅が、それに対応する少なくとも一つの限界値と比較される。一つの整流子の幾つかの区画だけが汚染されていることを出発点とすると、有利には、それらの整流子の区画の数により除算した整流子周波数にほぼ等しい分周波だけが用いられる。
【００３５】
エラー診断の別の例は、モータの場合によっては存在する永久磁石の残留磁気の変化を検知することである。エラーを誘発する電流パルス又は電圧パルスによって、この残留磁気及び／又は永久磁石の特性曲線が変化する可能性が有る。このモータ電流及び／又はモータ電圧の実際値を評価する場合、これらの変化は、例えば、実際値とモータモデルの出力値の比較により算出されて、一つの特有のエラーに対応付けられる。これに匹敵する手法で、例えば、実際の電流及び／又はモータ巻線の算出された実際の抵抗を求めて、モータモデルの値と比較することによって、モータモデルを用いて、起こり得る過負荷を早期に検知することができる。そのようにして検知された一つ又は複数のエラーに応じて、それに対応する措置が開始される。
【００３６】
図２は、測定された電圧値及び電流値をアナログフィルタリングにより事前に処理する電圧検出機器８及び電流検出機器９の実施例を図示している。このドライバ５の駆動は、パルス幅変調方式により行なわれ、特に、直流電圧変換器を使用する場合、モータの電流と電圧が同相により十分な品質で検出されることを保証しなければならない。アナログ・デジタル変換器７，８の数値範囲へのマッピングが実現されるようにするために、検出された電流信号ＩＳと検出された電圧信号ＵＳは、増幅器２３，２４を用いて増幅される。これらの信号ＩＳ及びＵＳは、異なる数値範囲を有するので、有利には、異なる増幅係数が与えられる。出力側では、フィルタリングされた信号が、更に事前に処理するための（図示されていない）後置の機能コンポーネントに伝送されるか、或いは通信インタフェース１０を用いてＭＣＵ３に伝送される。それに代わって、これら及びこの後で述べる信号処理方法は、基本的にソフトウァアに基づき、ＭＣＵ３によって実現することができる。
【００３７】
この評価に関して、例えば、ＰＷＭクロック駆動から得られる関連しない周波数が、フィルタ２１，２２及び２５，２６を用いてフィルタリングされ、そのために、例えば、２．５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯において、６０ｄＢの減衰を与えることができる。この場合、品質に関して十分なフィルタリングを実現するために、ＰＷＭ周波数及びモータを駆動するための使用周波数は、有利には、１０の約１／２〜２／３の大きな周波数間隔を有し、使用周波数はＰＷＭ周波数よりも低い。例えば、車載電気網の変動などの、この測定に影響を与える可能性の有る別の外乱は、同様に補償及び／又はフィルタリングされる。
【００３８】
この電圧信号ＵＳ及び電流信号ＩＳの信号処理は、電気的な評価に起因して同時に発生する測定値の出来る限り小さい時間偏差を得るために、フィルタ２１及び２２が少なくともモータの使用周波数に渡って、有利には、５度以内又は約５度の位相差を有するように実現される。そのことは、同じくフィルタ２５及び２６にも適用される。この位相差は、アナログ・デジタル変換に起因して時間偏差が発生する場合とも異なるようにすることができる。特に、本方法の低下した品質を容認できるか、特に顕著な整流リップルが発生するか、或いは、例えば、車載電気網を介して外乱が測定システムに持ち込まれる場合には、前記の位相差よりも大きい位相差が許容される。
【００３９】
定義された時間の間に、増幅器２３及び２４を用いて、ゼロに等しくない値、例えば、１０〜５０ＬＳＢへのオフセット補正が行なわれる。これは、有利には、ブレーキシステムの別の機能によって、その時々のモータに要件が課されない場合に行なわれる。それにより、特に、車載電気網の変動が顕著な場合に、モータの発電機動作における未知の負電流の発生は、例えば、それらの電流を測定して、モデル演算時に考慮するか、或いはそれらの電流の存在を単に検知して、それに応じて駆動部を故障に対して安全に構成することによって、検知して防止することができる。第二の場合に対しては、それにより引き起こされるモデル結果のエラーが容認される。更に、それによって、オフセット補正回路が動作可能であることを確認するか、或いは負の駆動電流をトルク演算時に考慮することによって、評価回路のエラー診断を行なうことができる。そのため、エラー診断能力及びモデル演算精度を改善することができる。
【００４０】
図３は、図２に対応するが、デジタル信号処理から成る本発明による測定値事前処理の実施例を図示しており、そのため、これは、集積回路への統合に特に適している。電流信号ＩＳ及び電圧信号ＵＳの（図示されていない）バッファリング及び増幅３１，３２（図２の実施例に関する記述を参照）の後に、出来る限り同期した十分に速いアナログ・デジタル変換がシグマ・デルタ変換器３３，３４を用いて行なわれる。それに続いて、デジタル化信号のデジタルフィルタリング３５，３６が実施され、これらのフィルタは、例えば、離散式実施構成の場合よりも小さい相互位相差となるように設計することができる。出力側では、デジタル化及びフィルタリングされた信号が、（図示されていない）別の事前処理のための後置の機能コンポーネントに伝送されるか、或いは通信インタフェース１０を用いてＭＣＵ３に伝送される。この実施例においても、有利には、オフセット補正３７が与えられる。
【００４１】
図４には、本発明による電圧検出ユニット８及び／又は電流検出ユニット９を用いた測定値事前処理の別の実施例が図示されており、自動車の車載電気網からの外乱変数のフィルタリングが、測定データを検出する間に事前に行なわれている。それによって、電流信号ＩＳ及び電圧信号ＵＳの位相依存性及び同期性を必ずしも付与する必要が無くなるので、特に、フィルタ４５，４６の設計の簡略化が実現される。更に、電流信号ＩＳ又は電圧信号ＵＳのサンプリング周波数を大幅に低減することができ、それによって、必要な計算リソースがより少なくなる。
【００４２】
これらのフィルタ４１，４２、オフセット補正４７及びアナログ・デジタル変換器４９，５０の機能は、図２の実施例のフィルタ２１，２２、オフセット補正２９及びアナログ・デジタル変換器２７，２８に関して述べた機能とほぼ同じである。このアナログ・デジタル変換器４９のサンプリングレートは、有利には、その時々のモータを駆動するための使用周波数よりも低い。このアナログ・デジタル変換器５０のサンプリングレートは、有利には、その時々のモータを駆動するための最高使用周波数の２倍よりも高い。図４の実施例に対応して、電圧信号ＵＳの直流電圧成分の増幅４３とそれと別個の交流電圧成分の増幅４８が行なわれる。それにより、その後のＭＣＵ３による外乱をフィルタリングするための計算負荷を省くことができる。電流又は電流測定に対する外乱に起因する影響が平均化されて、外乱の不十分なフィルタリングに起因するエラーが防止されるように、電流増幅器４４の増幅が、交流電圧増幅器４８を介して、特に、モータモデルの計算値を参照して、ＭＣＵ３によって制御及び／又は調節される。同様に、温度に応じた電流増幅器４４の増幅の制御及び／又は調節を規定することができ、そのベースとして、特に、モータモデルを用いて計算したモータ巻線の巻線抵抗が用いられて、その値が、ＭＣＵ３により提供される。この信号事前処理プロセスは、例えば、ＭＣＵ３などの後置の機能コンポーネントによる、より省リソースの計算を可能とし、それによって、コストを節約することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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