(57)【要約】本発明は、電気機械的消費装置（106）用電流を調整する回路（100）に関する。回路（100）は、電気機械的消費装置（106）用の、第１接続端子（102）および第２接続端子（104）を備える。この場合、第１接続端子は（102）は第１供給電位（112）と連結可能であり、および、第２接続端子（104）の電位（114）はパルス幅変調（PWM）を使用して変更可能である。さらに回路（100）は計測装置（150）を備え、計測装置（150）は、第１接続端子（102）と連結された第１計測信号入力部（152）、および、第２接続端子（104）と連結された第２計測信号入力部（153）を備える。この場合計測装置（150）は、第１接続端子（102）と第２接続端子（104）の間の電位差に比例する計測信号を決定し、この計測信号に基づいて、電気機械的消費装置用電流を調整するよう構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械的消費装置（106）用電流を調整する回路（100）であって、
前記電気機械的消費装置（106）用の、第１接続端子（102）および第２接続端子（104）を備え、前記第１接続端子（102）は第１供給電位（112）と連結可能であり、および、前記第２接続端子（104）の電位（114）はパルス幅変調（PWM）を使用して変更可能であり、および、
計測装置（150）を備え、該計測装置（150）は、前記第１接続端子（102）と連結された第１計測信号入力部（152）、および、前記第２接続端子（104）と連結された第２計測信号入力部（153）を備え、前記計測装置（150）は、前記第１接続端子（102）と前記第２接続端子（104）の間の電位差に比例する計測信号を決定し、該計測信号に基づいて、前記電気機械的消費装置（106）用電流を調整するよう構成されていることを特徴とする回路（100）。
【請求項２】
請求項１に記載の回路（100）であって、前記第１計測信号入力部（152）が、第１ローパスフィルタ回路（30）により前記第１接続端子（102）と連結され、および、前記第２計測信号入力部（153）が、第２ローパスフィルタ回路（40）により前記第２接続端子（104）と連結されている回路（100）。
【請求項３】
請求項２に記載の回路（100）であって、前記第１ローパスフィルタ回路（30）および前記第２ローパスフィルタ回路（40）が、互いに実質的に同一に構成されている回路（100）。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の回路（100）であって、前記パルス幅変調は、前記第２接続端子（104）と基準電位（116）の間に配置された、第１スイッチ（130）を使用して供給されている回路（100）。
【請求項５】
請求項４に記載の回路（100）であって、前記第１スイッチ（130）の制御端子（G1）は、PWM信号を供給する、前記計測装置（150）の第１制御信号出力部（156）と連結されている回路（100）。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の回路（100）であって、故障信号により活性化可能な第２スイッチ（140）は、前記第１接続端子（102）と前記基準電位（116）の間に配置されており、前記第２スイッチ（140）が、パルス幅変調を使用して前記第２接続端子（104）の電位を変更するよう構成されている回路（100）。
【請求項７】
請求項６に記載の回路（100）であって、前記第２スイッチ（140）は制御端子（G2）を備え、該制御端子（G2）は、前記故障信号を供給する、前記計測装置（150）の第２制御信号出力部（158）と連結され、前記計測装置（150）が故障を探知することにより前記故障信号が生成され、前記第２スイッチ（140）は、前記故障信号の受信によって、前記制御端子（G2）により活性化可能である回路（100）。
【請求項８】
請求項７に記載の回路（100）であって、前記計測装置（150）は第３計測信号入力部（154）を備え、該第３計測信号入力部（154）は、前記第２接続端子（104）と連結され、電圧信号を受信し、該電圧信号は、前記第２接続端子（104）の、パルス幅変調済みの電位（114）のスイッチングモードを備えている回路（100）。
【請求項９】
請求項８に記載の回路（100）であって、前記第３計測信号入力部（154）が、第３ローパスフィルタ回路（50）により前記第２接続端子（104）と連結されている回路（100）。
【請求項１０】
請求項９に記載の回路（100）であって、前記第３ローパスフィルタ回路（50）が、前記第１ローパスフィルタ回路（30）および前記第２ローパスフィルタ回路（40）と実質的に同一に構成されている回路（100）。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載の回路（100）であって、前記計測装置（150）が更なる計測信号入力部（155）を備え、該計測信号入力部（155）は電圧信号を受信し、該電圧信号は、前記電気機械的消費装置（106）中を流れる電流に関する情報を含んでいる回路。
【請求項１２】
請求項１１に記載の回路（100）であって、前記計測装置（150）が、前記第１接続端子（102）と前記第２接続端子（104）の間の電位差に比例する前記計測信号を、前記更なる計測信号入力部（155）により受信された、前記電圧信号を使用して修正するよう構成され、修正された前記計測信号に基づいて、前記PWM信号を、前記計測装置（150）により前記第１スイッチ（130）の制御入力部（G1）に供給可能であり、前記電気機械的消費装置（106）において降下する電流を、前記第１スイッチ（130）により調整可能である回路（100）。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか一項に記載の回路（100）であって、前記計測装置（150）は記憶手段（160）を備え、該記憶手段（160）は、前記電気機械的消費装置（106）の温度モデルを、前記電気機械的消費装置（106）の実温度と比較するために記憶するよう構成されている回路（100）。
【請求項１４】
請求項１１に記載の回路（100）であって、前記計測装置（150）は更に、前記電気機械的消費装置（106）の実温度を特定するために構成された温度センサと連結され、前記計測装置（150）は、前記電気機械的消費装置（106）の実温度を前記電気機械的消費装置（106）の温度モデルと比較することにより、比較値を決定するよう構成され、該比較値に基づいて、前記計測装置（150）により、前記PWM信号を前記第１スイッチ（130）の制御入力部（G1）に供給可能であり、前記電気機械的消費装置（106）用電流を、前記第１スイッチ（130）により調整可能である回路（100）。
【請求項１５】
電気機械的消費装置（106）用電流の調整方法（200）であって、
前記電気機械的消費装置（106）用の第１接続端子（102）を第１供給電位（112）と連結するステップ（202）と、
前記電気機械的消費装置（106）用の第２接続端子（104）の電位（114）を、パルス幅変調を使用して変更するステップ（204）と、
前記第１接続端子（102）と前記第２接続端子（104）の間の電位差に比例する計測信号を決定するステップ（206）と、
該計測信号に基づいて、前記電気機械的消費装置（106）用電流を調整するステップ（208）と、を含む調整方法（200）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気負荷の診断領域に関し、特に、回路、および電気機械的消費装置用電流または電気的に制御されるアクチュエータまたはアクタ用電流の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの技術分野において、電気的に制御されるアクチュエータは、例えば磁気弁または磁気コイルのような形状で、例えば自動車のクラッチおよび変速機における油圧制御素子を制御するために使用されている。通常アクチュエータは、電気的信号を機械的な動き、または他の物理的寸法（例えば圧力または温度）に転換する役割を果たし、従って、例えば調整回路用の電気機械的制御素子と見なすことができる。この場合、電気機械的アクチュエータの機能性を確保し、それによって制御回路の機能性をも確保するために、継続的にテストを実行可能である。このテストは、特に、実際の電流値の計測および計測した電流値の既知の目標値との比較を含むことができる。これらの値が互いに対して顕著に逸脱する場合に故障と結論づける。ドイツ特許出願公開第10134745A1号公報は、特に、低抵抗磁気コイルの短絡の検査手段および検査装置を開示する。
【０００３】
さらに、性能の変動を避けるため、アクチュエータにより電流の制御または調整が所望される可能性がある。ドイツ特許出願公開第4329917A1号公報は、電気機械的消費装置にスイッチングモードで供給を行なう回路構成を開示する。
【０００４】
電流の計測には、一般的に計測用抵抗器（シャント）を使用する。計測用抵抗器はたいてい、例えば弁である電気機械的消費装置と直列接続される。この場合、シャントは低抵抗の電気抵抗であり、電流の計測に使用される。シャント中を流れる電流は、シャントに比例する電圧降下を起こし、この電圧降下が計測される。シャントは、高電流を計測するために機械的に堅牢に構成されている。抵抗の材料としては、マンガニン、コンスタンタン、イソタン、イザベリンがある。シャントの使用目的は、特定の電気抵抗の温度係数を可及的に低くすることである。しかしながら、シャントを使用することで該当する回路のコストが上昇し、加えてシャントのために、例えばスペースや追加的な制御ピン等、更なる物資が必要となる。さらに、電気機械的消費装置の故障診断の際には、消費装置の正常作動と５０Ωまでの地絡（接地電位への短絡／Short Circuit to Ground, SCG）の間に、作動中には明白な差異を見出すことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第10134745A1号公報
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第4329917A1号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、例えば電気的に制御されるアクチュエータのような電気機械的消費装置用電流を調整する構想を改良する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
独立請求項に記載の特徴を備えた回路および方法は、この必要性を考慮したものである。更なる有利な実施形態および発展形態は、従属請求項の目的である。
【０００８】
第１の態様に従い、本発明の実施形態は、電気機械的消費装置用電流または電気的に制御されるアクチュエータ用電流を調整する回路を提供する。回路は、電気機械的消費装置用の、第１接続端子および第２接続端子を備える。第１接続端子は第１供給電位と連結可能であり、および、第２接続端子の電位はパルス幅変調（PWM）を使用して変更可能である。さらに回路は計測装置を備え、計測装置は、第１接続端子と連結された第１計測信号入力部、および、第２接続端子と連結された第２計測信号入力部を備える。この場合計測装置は、第１接続端子と第２接続端子の間の電位差に比例する計測信号を決定し、この計測信号に基づいて、例えば電気的に制御されるアクチュエータのような電気機械的消費装置用電流を調整するよう構成されている。
【０００９】
換言すると、電気機械的消費装置は両接続端子間の回路内に挿入可能であり、両接続端子により、消費装置上で降下する電圧を、シャント抵抗器の場合と同様に計測可能であり、およびそれに基づいて、消費装置により電流を調整可能である。実施形態において電気機械的消費装置は、電気的に制御される電気機械的なアクチュエータとすることが可能である。この場合、「アクチュエータ」の概念は、アクタ、制御素子、制御ユニット等と同義である。基本的に、この概念は電流を運動に転換するための装置を意味し、例えばサーボモータが該当する。
【００１０】
「電位」とは、固定された参照位置（例えば「グランド」）から算出される電圧情報と理解される。従って「供給電位」とは、例えばバッテリー電圧、特にバッテリー直流電圧のような供給電圧であると、例えば理解可能である。第２接続端子において（PWMにより）電位を変更することで、電気機械的消費装置上で降下する電圧（U）、および、消費装置中を流れる電流（I）もまた、I = U/Rの関係性により共に調整、または制御可能である。
【００１１】
回路の複数の部分は、１つまたは複数の導電性接続により互いに連結可能である。回路の２つの部分が互いに連結可能である場合、回路部分の間で、例えばスイッチの助けにより導電性接続を生成可能である。スイッチは電気的に、例えば計測装置を包含可能なマイクロコントローラにより制御可能であるが、機械的なスイッチ構成もまた可能である。同様に、光信号によりスイッチを制御可能な実施形態も考慮可能である。マイクロコントローラに替えて、周辺機能を有する他の各プロセッサも使用可能である。マイクロコントローラおよびプロセッサは、この場合単に計測装置用の例として挙げていると理解されたい。PWMは、情報伝達のために使用される場合が多い。特にPWMにより、技術システムにおけるエネルギ転換を制御可能である。例えばデジタル信号のみを処理可能なプロセッサであるデジタル回路を用いて、例えばモータのようなアナログ装置を上述のように制御可能である。PWMは、機械的な寸法（例えば電流、電圧等）を２つの値の間でスイッチする変調である。この場合、周波数を一定として、方形パルスのデューティ周期、つまり方形パルスを構成するパルス幅が変調される。
【００１２】
電気機械的消費装置中を流れる電流は、実施形態において、電流の２つの接続端子の間の電圧計測から算出されるため、もはや電流測定のために独自に構成された計測抵抗器を追加的に取り付ける必要が無くなる。実施形態に従い、電気機械的消費装置自体をシャントとして使用可能なのである。従って回路全体を、スペースを省略し、省コストで製造可能である。計測装置、および計測装置により制御可能なスイッチを使用することにより、一種のフィードバックループを生成可能であり、これにより、妨げとなる正常作動からの逸脱を補償可能であり、および故障診断のためのコンセプトを改良可能である。
【００１３】
更なる態様に従い、実施形態により、電気機械的消費装置用電流の調整方法が確立される。この場合調整方法は、電気機械的消費装置用の第１接続端子を第１供給電位と連結するステップ、および、電気機械的消費装置用の第２接続端子の電位を、PWMを使用して変更するステップを含む。さらに調整方法は、第１接続端子と第２接続端子の間の電位差に比例する計測信号を、第１接続端子と連結された第１計測信号入力部、および、第２接続端子と連結された第２計測信号入力部を備える計測装置を使用して決定するステップを含む。電気機械的消費装置中を流れる電流は、計測信号に基づいて調整または制御される。
【００１４】
実施形態は、例えば自動車において、アクチュエータを制御または調整するために使用可能である。つまり、更なる態様に従い、電気機械的消費装置用電流または電気的に制御されるアクチュエータ用電流を調整する回路を備えた車両が提供されるのである。
【００１５】
本発明の実施形態について、添付の図面を参照して以下に詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の、電気機械的消費装置用電流を調整する回路を、比較例として示す図である。
【図２】電気機械的消費装置用電流を調整する回路の、改良構想による実施形態を示す図である。
【図３】図２の回路の実施形態の詳細図である。
【図４】電気機械的消費装置中を流れる電流を高精度で算出する、パルス幅変調に対するグラフである。
【図５】電気機械的消費装置中を流れる電流を高精度で算出する、パルス幅変調に対するグラフである。
【図６】電気機械的消費装置用電流を調整する回路の、故障診断用に改良された構想による実施形態を示す図である。
【図７】電気機械的消費装置用電流を調整する回路の、特に広範囲の故障診断を可能とした実施形態を示す図である。
【図８】電気機械的消費装置用電流を調整する回路の、可及的に正確な故障診断を可能とした実施形態を示す図である。
【図９】電気機械的消費装置用電流を調整する方法において、図３の回路を使用したフロー図である。
【図１０】電気機械的消費装置用電流を調整する方法において、図６の回路を使用し発展させたフロー図である。
【図１１】電気機械的消費装置用電流を調整する方法において、図７の回路を使用し発展させたフロー図である。
【図１２】電気機械的消費装置用電流を調整する方法において、図８の回路を使用し発展させたフロー図である。
【００１７】
次に、複数の代表的な実施形態を示す添付の図面を参照し、種々の実施形態に関して詳述する。図において、線、層、および／または領域の厚み寸法は、分かり易さを念頭に強調可能とする。
【００１８】
添付の図面の以下の記載において、単に複数の代表的な実施形態を示すものであり、同一の符号は、同一または比較可能な部品を指している。さらに、１つの実施形態または図面において複数回登場するが、１つまたは複数の特徴に関して共に記述される部品および対象物に対しては、集約的な符号を使用可能とする。同一または集約的な符号で記載された部品または対象物は、例えばそれらの寸法等である、個々の、複数の、または全ての特徴を、記載からは何らの差異も明白ではなく、または暗示されない限りにおいて、同一に構成可能であり、しかしながら必要に応じて異なって構成することも可能である。
【００１９】
実施形態は異なる方法で修正および変更が可能であるが、図面に示す実施形態は例示されたものであり、その点においては詳細に記載されている。しかし実施形態は、開示された各形態に限定されることを意図してはおらず、むしろ、全ての機能、および／または構成の点において、本発明の領域に属する変更形態、同等形態および代替形態をカバーすべく意図していることを明確にされたい。全ての図面の記載において、同一の符号は同一または類似の素子を示す。
【００２０】
他の素子と「接続された」または「連結された」と記載された素子は、この他の素子と、直接に接続されるかまたは連結されることが可能であり、または、その間に素子を介在させることも可能である。これに対して、素子が他の素子と「直接に接続された」または「直接に連結された」と記載された場合、間に素子は介在しない。素子の間の関係について記述するために使用される他の概念（例えば「間」に対して「直接の間」、「隣接する」に対して「直接に隣接する」等）は、同様に解釈されるものとする。
【００２１】
本明細書中で使用される用語は、特定の実施形態を記述するのみであり、実施形態を限定するものではない。本明細書中で使用される単数形は、文脈が何等異なることを明白に示さない限り複数形をも含むこととする。さらに、例えば「含む」、「含んでいる」、「備える」、「備えている」等本明細書中で使用される表現は、挙げられた特徴、全ての数、ステップ、作動過程、素子および／または部品が存在することを述べるものであるが、特徴、全ての数、ステップ、作動過程、素子、部品および／またはグループの、１つまたは複数が存在すること、または加えることを排除しないことを明確にされたい。
【００２２】
他に規定がない限り、本明細書中に使用された全ての概念（技術的概念および科学的概念を含む）は、一義的な意味を有しており、実施形態が属する領域における平均的な当業者は、これら全ての概念に対して、この一義的な意味に当然帰するものである。さらに、例えば一般的に使用される辞書で規定される表現は、本明細書中で明確に規定されない限り、関連技術に関する文脈中で、その表現が矛盾を生じない意味を持つと解釈され、および、理想化された意味または過度に形式的な意味では解釈されないことを明確にされたい。
【００２３】
例えば弁／アクチュエータ／電磁石等である電気機械的消費装置を調整するために、消費装置中を流れる電流が、多くの場合、追加的な計測用抵抗器（シャント）を使用して把握される。同様に、電気機械的消費装置は「電圧制御」されるよう構成可能であり、消費装置用電流は、消費装置への供給電圧に応じてPWMにより調整可能である。PWMは、０パーセントと１００パーセントの間とすることが可能である。この領域で、例えばバッテリーの短絡、および／または弁の破損等の故障を診断可能である。故障が現に存在している場合、故障に対して正しいリアクションを導入し、工場における故障の原因究明を容易にするためには、可能性のある種々の故障を決定することが重要である。同様に、特にセーフティクリティカルな適用事例においては、故障のケースが異なる結果、または危機的／非危機的な状態を引き起こす可能性もある。特に、地（GND）絡の故障は、その場合電気機械的消費装置（例えば弁またはコイル）に電流が流れており、不所望なアクションを引き起こしかねないため、危機的状態の原因となる可能性がある。そうした故障のケースを探知するための種々の解決可能性が知られている。図１はそのための一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、従来の、電気機械的消費装置106を故障診断するための回路10を示す。電気機械的消費装置106は、回路100の第１接続端子102と第２接続端子104の間に接続される。第１接続端子102は、（メイン）スイッチ120により、第１供給電位112と連結されている。この場合第１供給電位112は、例えば自動車のバッテリーのような、特に直流電圧源である電圧源から供給可能である。例えば、第１供給電位は12Vとすることができる。第１接続端子102は更に、ローパスフィルタ回路30により（略称：ローパス）、図１には明示されていない、例えばマイクロコントローラである計測装置の、第１計測信号入力部152と連結されている。第２接続端子104は、電気抵抗110により第２供給電位113と連結されている。第２供給電位113は、例えば第１供給電位112よりも低く、例えば5Vとすることができる。これにより、例えばクリップ102,104である接続端子により、十分な電圧降下を達成可能である。さらに、第２接続端子は第１（PWM）スイッチ130により、シャント22の第１接続端子28と接続されている。シャント22は、シャント22の第２接続端子と共に、例えば電気接地である基準電位116上に位置する。接続端子またはノード28において計測された電圧は、ローパス20により計測装置の更なる計測信号入力部155に送られ、この電圧を介して、消費装置106中を流れる電流について結論を導くことが可能である。消費装置106中を流れる電流は、計測装置の、スイッチ130を制御する制御端子156により調整または制御可能である。そのために、制御端子156により、パルス幅変調済（デジタル）制御信号（PWM信号）がスイッチ130に送られる。制御信号は、第２接続端子の電位を、対応して「ハイ」状態および「ロー」状態の間で行きつ戻りつスイッチングする。そのために、（図２の）計測装置150は、例えばPWMモジュールを備える。保護策として、電気機械的消費装置106と平行に、接続端子102および104の間にフリーホイールダイオード108も接続される。通常フリーホイールダイオードは、例えば誘導負荷106のスイッチオフ時に発生する可能性のある、過電圧に対する保護として使用される。
【００２５】
図１によれば、例えば弁である電気機械的消費装置106も、例えばピンプラグである第１接続端子102により、供給電位112に対して、または、例えば半導体スイッチであるメインスイッチ120を使用してスイッチオンオフが可能なアクチュエータへの余剰供給に対して接続可能である。弁106の供給電圧112は、ローパスフィルタ回路30の抵抗素子および容量素子により計測される。その後、供給電圧112に対応してPWMが調整される。第２接続端子104を含む側において、弁106は、例えば金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）である第１スイッチ130により、スイッチングモードを与えられる。
【００２６】
回路部分20により、診断可能とすべきである。シャント22を介して、アナログデジタル（AD）計測信号入力部155により、抵抗コンデンサ（抵抗キャパシタ、RC）素子に対して電圧降下が計測される。（例えばMOSFETである）第１スイッチ130により調整されたPWMに応じて、第１制御信号出力部156を経由して、対応する電流がシャント22中を流れる。電流があまりに高い（従って、電圧も高い）場合、第２接続端子104がバッテリーに対して短絡していると推測される。計測された電流があまりに低い場合、第２接続端子104は基準電位（一般的にはグランド）116に対して短絡しているか、または負荷が破損している可能性がある。（例えば５０Ωまでの）高抵抗短絡は、こうした評価では作動中に探知不能である。図１の回路によっては、負荷の破壊（負荷オープン）と地絡（接地電位への短絡／Short Circuit to Ground, SCG）の間の区別は、特に地絡が数十オームである場合にはまさに探知不能である。原則的にはこのために、追加的な抵抗素子または電気抵抗110を備えることが可能である。こうした抵抗は、比較的高抵抗で構成される必要がある。さもなければ、例えば内部で生成された５ボルト程度の過度の量の電流が、電圧源114にフィードバックされるためである。このような回路の利点は、電気機械的消費装置（弁）106を経由する分流、例えば２個組の弁の短絡を探知可能なことである。このような方法は、例えばドイツ特許出願公開第4329917A1号公報、またはドイツ特許出願公開第10134745A1号公報において用いられている。これらの場合、シャントは第２接続端子とMOSFETの低減端子（ドレイン）の間に取り付けられる。この場合、シャント中を流れる電圧を計測すべきである場合、２つのコントローラ入力部または追加的な構成部品（ハードウエア、HW）が必要である。シャント、ならびにシャントに付随する評価ユニットが多数の物資（費用、スペース、コントローラピンの構成等）を使用することを考慮すると、必要な物資のサイズを小さくすることが望ましい。特にセーフティクリティカルな出力部に対しては、可及的に広範囲な診断が要求される。
【００２７】
既述のように、抵抗、およびそれに伴ってシャントの構成を可及的に小さく保とうとすると、特に追加的なシャント22、および例えば演算増幅器（OPV）による信号処理と回路の処理が必要であることに起因してコストが上昇する。さらに、領域内の負荷オープンとSCGの間は、明白な区別は不可能である。従って、少ない物資（場所、コスト等）で同一の機能を可能とし、ならびに、物資を念頭におきつつ診断を拡張可能とする解決策を見出すことが目標である。
【００２８】
図２は、例えばアクチュエータである、電気機械的消費装置106用電流を調整するための回路100の、第１実施形態を示す図である。
【００２９】
回路100は、電気機械的消費装置106のための第１接続端子102および第２接続端子104を備える。第１接続端子102は第１供給電位112と連結可能であり、および、第２接続端子104の電位114はPWMを使用して変更可能である。さらに回路100は、第１接続端子102と連結された第１計測信号入力部152、および、第２接続端子104と連結された第２計測信号入力部153を備えている。この場合計測装置150は、第１接続端子102と第２接続端子104の間の電位差に比例する計測信号を決定し、この計測信号に基づいて、電気機械的消費装置106用電流を調整、または制御する。第１スイッチ130の接続端子は、図１に示す回路のように、第２接続端子104と連結されている。しかし、第１スイッチ130の第２接続端子は、直接に基準電位116と連結されるか、またはグランド上に位置している。さらに、第２供給電位113は、抵抗素子105により第２接続端子104と連結されている。
【００３０】
多数の実施形態により、回路100は、例えば、電気機械的消費装置またはアクチュエータ106を搭載可能な車両用の制御回路または調整回路として構成可能である。既に当初に述べたように、電気機械的消費装置またはアクチュエータ106は、例えば弁、または電磁コイル、またはサーボモータとすることができる。接続端子102および104は、例えばピンプラグとして構成可能である。計測装置150は、好適にはマイクロコントローラとして構成可能であるが、基本的に、周辺機能を有する各プロセッサとすることも可能である。その際周辺機能とは、特に、例えばコントローラエリアネットワーク（CAN）、PWM出力部またはアナログデジタル変換器のような種々のバスシステムを含むことが可能である。第１接続端子102と供給電位112は、種々の方法により連結される。好適には、連結のために使用されるメインスイッチ120を、例えば、特にはMOSFETであるトランジスタのような半導体素子とすることが可能である。しかし、電気的に制御可能なスイッチに加え、光学信号に反応するスイッチ、または手動で操作可能なスイッチも考慮可能である。「連結する」という概念は、一般的には導電性接続を築くと理解可能である。計測信号は、アクチュエータ106中を流れる電流に関する特性値、例えばクリップ102および104における電圧、電流強度、または電流強度の変化等を含むことが可能である。特に計測信号は、物理的寸法に関する複雑なシーケンスをも備えることができる。
【００３１】
実施形態において、計測装置150の第１計測信号入力部152が、第１ローパスフィルタ回路30により第１接続端子102と連結されている。同様に、計測装置150の第２計測信号入力部153が、第２ローパスフィルタ回路40により第２接続端子104と連結されている。第１ローパスフィルタ回路30および第２ローパスフィルタ回路40は、図２において単に概略的に示される。ローパスフィルタ回路は、電流、および／または電圧を、定義された特に高い周波数領域においてフィルタアウトするRC素子として構成可能である。ローパスは、極めて敏感、または極めて高価な計測装置を前置接続可能であり、例えば、さもなければ計測装置に害を及ぼす電圧スパイク（ピーク）を減衰する。ローパス30および40は、各（アナログ）計測信号をアナログデジタル（A/D）変換する際のエイリアシング効果を避ける、または低減するためにも、特に装備可能である。この場合のエイリアシング効果とは、走査している信号において、ナイキスト周波数（サンプリング周波数の半分に等しい）を超える周波数成分が出現する故障を指す。換言するとつまり、各ローパス30および40は、ナイキスト周波数よりも高い周波数成分をフィルタアウトするために構成可能である。
【００３２】
実施形態において、第１ローパスフィルタ回路30および第２ローパスフィルタ回路40は、互いに実質的に同一に構成可能である。換言すると、これは個々の部品または、この場合特に電気抵抗またはコンデンサである一方のローパスフィルタ回路の構成部を、互いに同一の個数および同一の配置として、他方のローパスフィルタ回路／他の複数のローパスフィルタ回路においても、同様に備えると理解できる。互いに実質的に同一な構成とは、更に、２つの互いに対応する構成部の各々が、量的および質的にも同一の（物理的）特性を備え、最大限には製作公差の範囲で互いに区別される、と意味することが可能である。ローパス30および40を同一の構成とすることで、コヒーレンスエラーおよび公差依存性を顕著に低減可能である。２つの（時間）信号のコヒーレンスとは、それら信号の、周波数に亘る線形依存性を意味する。２つの、元々はコヒーラントであって、PWM変調された信号が、今度は異なる種類の２つのローパスを通過した場合、これにより、これらの信号は２つの異なる種類に変更可能であるため、計測装置により、もはやコヒーラントであると認識できない。
【００３３】
図２が示すように、アクチュエータ106は接続端子102と106の間で、フリーホイールダイオード108の外側に並列接続可能である。通常フリーホイールダイオードは、例えば誘導直流負荷のスイッチオフ時に発生する可能性のある、過電圧に対する保護として使用される。
【００３４】
第２供給電位113は、更に抵抗105により第２接続端子104と接続されている。これに起因する、第２接続端子104における電位114は、特に、後に故障診断の機能を果たす。第２接続端子104においてPWMを実現するために、スイッチ130は第２接続端子104と連結可能である。スイッチ130は、この場合例えばMOSFETとして構成され、計測装置150の第１制御信号出力部156により制御可能である。スイッチ130が閉結されると、第２接続端子104の電位114が、基準電位116にもたらされる。基準電位116は、「グランド」または「アース」と称することが可能である。基準電位116へ接続することは「接地」とも称され、例えば回路100に伝導性の外側コーティングを施す、または回路100を接地接触させることにより実現可能である。PWMにより、第２接続端子104の電位114は、グランド（「低」）および、より高い、特に第２供給電位113に依存する電位（「高」）の間でスイッチ可能となる。
【００３５】
図３は実施形態の詳細図であり、第１ローパスフィルタ回路30および第２ローパスフィルタ回路40の各々は、抵抗素子32,34,42,44、および容量素子36,46により構成可能である。一般的に容量素子とは、電流の作用時に、多少顕著な電圧降下が発生する電気抵抗と理解可能である。この場合、降下する電圧はオーム抵抗に比例する。通常の固定抵抗器の抵抗値は、数ミリオーム乃至ギガオーム領域の大きさに亘って延在する。しかし、固定抵抗器に加えて、パラメータに依存する抵抗器（光抵抗器、電圧または温度に依存する抵抗器）または調節可能な抵抗器も使用可能である。容量素子は、通常コンデンサと称することが可能である。コンデンサは少なくとも２つの電極を備え、これら電極は絶縁領域により分離可能である。この絶縁領域には、追加的に誘電体を位置させることが可能である。実施形態において、容量素子36および46が固定コンデンサにより構成される。これら容量素子は、種々の材料（例えばセラミックコンデンサ、プラスチックフィルムコンデンサ等）により、種々の構成形状で製造可能である。しかしながら実施形態は、例えばトリマコンデンサまたは可変容量ダイオードのような可変的コンデンサをも含んでいる。
【００３６】
実施形態において第１ローパスフィルタ回路30は、第１接続端子102と第１計測信号入力部152の間に配置された第１抵抗素子32、ならびに、第２抵抗素子34および第１容量素子36からなる第１並列接続を備え、第１並列接続は、第１計測信号入力部152と基準電位116の間に配置される。これと類似して、第２ローパスフィルタ回路40は、第２接続端子104と第２計測信号入力部153の間に配置された第３抵抗素子42、ならびに、第４抵抗素子44と第２容量素子46からなる第２並列接続を備え、第２並列接続は、第１計測信号入力部153と基準電位116の間に配置される。しかし換言すると、各抵抗素子32または42は、第１接続端子102または第２接続端子104、および、計測信号入力部152または計測信号入力部153と接続されたノード38または48と連結可能なのである。さらにこの場合、容量素子36または46および抵抗素子34または44からなる各並列接続は、計測信号入力部152または153に接続されたノード38または48、および基準電位116と接続されている。図３に示す、いわゆる１次のパッシブローパスである実施形態に加えて、アクティブローパスおよび／またはより高次のローパスも使用可能である。
【００３７】
既述したように、実施形態において、第２接続端子104と基準電位116の間に配置された、第１スイッチ130を使用し、PWMを実行可能である。このスイッチ130は、例えばトランジスタを備えることが可能である。図３の例でトランジスタは、低減端子D1、制御端子G1およびソース端子S1からなるMOSFETとして構成されている。トランジスタの構成の種類により、低減端子D1を「ドレイン」または「コレクタ」と、制御端子G1を「ゲート」または「ベース」と、ソース端子S1を「ソース」または「エミッタ」と称する。より正確には、図示の実施形態はｎチャネルMOSFETである。電極から基板へのnp移行部、および、他の電極へ戻るpn移行部により、実際には２つのダイオード経路が相前後してスイッチされる。これらのダイオード経路は、極性により適用された電圧に依存して常に一方が遮断されるものであり、これは実施形態において、第１ダイオード132により象徴的に示される。第２ダイオード134および定電圧ダイオード136は、実装置においてゲートを過電圧から保護する。電界効果トランジスタである図示の実施形態に加えて、第１スイッチ130は、例えば、対応する周辺配線を備えたバイポーラトランジスタとしても実現可能である。
【００３８】
実施形態において、第１スイッチ130の制御端子G1は、（デジタル）PWM信号を供給する、計測装置150の第１制御信号出力部156と連結可能である。例えば制御端子G1は、第１スイッチ130が電界効果トランジスタまたはベース端子を備える限り、また第１スイッチ130がバイポーラトランジスタを備える限り、いわゆるゲートとすることが可能である。
【００３９】
図３の回路100は、以下の記載において詳説され、数値例に基づきより明確に説明される。
【００４０】
シャント22および図１の評価装置に替えて、回路100はRCフィルタ（ローパス40）を使用する。RCフィルタ（ローパス40）は実質的に、負荷106用供給電圧112の計測時に既に使用されたローパス30と同一である。すなわち、容量素子36は実質的に容量素子46と同一の構成であり、抵抗素子32は実質的に抵抗素子42と同一の構成であり、および抵抗素子34は実質的に抵抗素子44と同一の構成である。ローパス30および40を実質的に同一の構成とすることは、コヒーレンスエラー（上記を参照）および公差依存性を低減するために有利である。同様に、第２計測信号入力部153に入力する信号が、アナログデジタル（A/D）入力部へ供給される。電位112および114（「負荷の上」および「負荷の下」）を用いて、この場合電気機械的負荷106により電圧降下が決定可能である。従って電気機械的負荷106が、いわばシャントとして機能することになる。数式（１）を用いて、例えば計測装置150により電圧比が、この場合以下のように算出される。
［数１］
[U_(152)-U_(153)]/U_(152)+1      （１）
【００４１】
言葉で表すと、第１計測信号入力部152において受容された電圧と、第２計測信号入力部153において受容された電圧との差を、第１計測信号入力部152において受容された電圧で除算し、定数１を加算する。「+１」は、スケーリングとして機能し、これにより負の値を出現不能とする。従って、計測装置150においては、より簡易なデータタイプによる計算が可能となり、計測装置150における計算時間を短く保つことができる。通常、シャントを再現するには、[U_(第１接続端子)-U_(第２接続端子)]を計算する。しかし熟慮に基づき、除算によって高度の厳密性が可能であると発見された。図４（この場合、+1の相殺無し；ｘ軸：調整済PWM、ｙ軸：数式による値）はそれを証明している。
【００４２】
両外側曲線172および174は、第１計測信号入力部152において受容された電圧（数式（１）参照）の値で除算していない場合の経過に対応し、両内側曲線176および178は、除算した場合の経過に対応する。この考察においては、実際的なリプル電流（「リプル」）、つまり、正負のピーク電圧間の電圧差である１ボルトのオーバーラップする交流電流も、供給電位112を供給するバッテリー電圧に作用していた。換言すると、この実施例においては、供給電位112は一定の電圧に対応するのではなく、１ボルトの量で変動する。このような差が生じる原因は、バッテリー電圧において発生する可能性のあるリプルが、このように除算することにより、そこからほぼ完全にカットされたことにある。
【００４３】
このような評価によって、（例えばバッテリーの状態、または年数に依存する）バッテリー電圧の変動に対して強い点が更に挙げられる。本実施形態において、「正常作動」、つまり一般的に12Vシステムおよび24Vシステムにおいて、バッテリー変動が９ボルトおよび17ボルトの間で可能である。評価は、小さい電圧および大きい電圧に対しても比率を算出することで機能する。
【００４４】
このような評価を行なうために、計測装置またはマイクロコントローラ150で使用可能なソフトウエアは、例えば１１個（必要に応じて増減可能）のマーカー182および192を使用しており、各マーカーには、最小値192および最大値182が存在する。従って、PWMを表すマーカー182および192において、図５に見られる「帯域」が広がっている。帯域は、上部曲線180および下部曲線190により区切られる。PWMがPWM値の間にある場合、上部境界および下部境界は、２つのマーカーの間で、例えば線形補間される。
【００４５】
数式（１）により決定された値が上部曲線180の上にある場合には、SCG故障が探知される。値が下部曲線190の下にある場合には、バッテリーに対する短絡（バッテリーに対する短絡故障、SCB故障）が探知される。しかし、SCGが負荷オープンと区別可能であるのは、負荷が極めて高抵抗（数十オーム）である場合のみである。負荷がわずか数オーム領域である場合には、「より深刻な故障」、つまり、地絡によって意図せず負荷がスイッチオンされた、と故障記憶部に記録される。故障記憶部は、計測装置150に一体化されるか、または計測装置150に付属可能である（明示せず）。実際の実施形態において、このような配線で公称10.5オームの負荷の場合、０パーセントのPWMで43オームまでの短絡に至る。負荷が高抵抗になるほど、高抵抗の故障ケースを探知可能である。さらに、100オームを超える高抵抗の負荷の場合、負荷オープンと地絡を区別できる。
【００４６】
要約すると、電気機械的消費装置106によりシャント22を再現可能と言える。当然ながら、（消費装置106の公差に依存して）いかなる精度が必要とされるか、または分流の探知が必要であるかを考慮しなければならない。しかし特にこうした評価により、非常に危機的と見なされる高抵抗の地絡を、良好に探知可能とすべきである。なぜなら高抵抗の地絡により、例えば装置の制御手段において、意図しない連結が引き起こされるためである。負荷または消費装置106として、例えば抵抗、弁、電磁石、リレー等を使用可能である。
【００４７】
負荷106が低抵抗であるにもかかわらず、負荷オープンを探知すべきである場合、回路100を更に拡張可能である。図６は、故障診断用に改良された構想による、回路100の変形実施形態である。複数の実施形態において、故障信号により活性化可能な第２スイッチ140を、第１接続端子102または第１供給電位112と、基準電位116の間に配置可能である。この場合第２スイッチ140は、PWMを使用して第２接続端子104の電位114を変更可能であり、換言すると、スイッチングモードを与えるよう構成可能である。故障信号は種々の故障原因を有する可能性があり、そのために、回路100の使用に応じた直接的かつ自動的な反応が極めて重要となる。
【００４８】
実施形態において、第２スイッチ140は制御端子G2を備えることが可能であり、制御端子G2は、故障信号を供給する、計測装置150の第２制御信号出力部158と連結されている。故障信号は、スイッチ140用のパルス変調済制御信号とすることが可能である。その場合、計測装置150が故障を探知することにより故障信号が生成されるため、第２スイッチ140は、故障信号の受信によって、第２スイッチ140の制御端子G2を使用して開放、または閉結可能である。同様に第２スイッチ140に対して、第１スイッチ130と同一の実施形態の適用を考慮可能であり、例として、同様に多様な半導体素子、電界効果トランジスタまたはバイポーラトランジスタが挙げられる。この場合発生する故障は、例えば第１接続端子102と第２接続端子104の間の短絡、ならびに地絡である可能性があるが、しかし、負荷106による回路遮断の可能性もある。地絡（SCG）の場合、負荷106には依然として電流が流れており、意図しない反応を引き起こす可能性があり、これは多大な材料の損失、および、回路の適用領域次第では人的被害に至る可能性がある。これらは、計測装置150が迅速に反応することで防止可能である。
【００４９】
実施形態において、計測装置150は第３計測信号入力部154を備える。第３計測信号入力部154は、第２接続端子104と連結され、電圧信号を受信する。この場合電圧信号は、第２接続端子104の、パルス幅変調済みの電位114のスイッチングモードを備えることが可能である。換言すると、故障探知プロセスは以下のように描写可能である。
【００５０】
計測装置150が故障を探知すると、まず第１スイッチ130が開放され、それによりグランド116への接続を遮断できる。同時に計測装置150は、出力部158によりスイッチングモード信号を第２スイッチ140へ供給可能である。負荷の破壊の際、電位114はまず、電位114の最大値と基準電位116の最大値の間で、第２スイッチ140により与えられたスイッチングモードでスイッチされる。（この場合、デジタル入力部として構成された）第３計測信号入力部154において、同一のスイッチングモードが、今度は低い値と高い値の形状で受信され、これにより、計測装置150によって負荷オープン故障が探知される。これとは反対に、第１接続端子102において地絡（SCG）が発生した場合、第２スイッチは電圧を変調できない。なぜなら、第１接続端子102は恒常的に基準電位116と連結されており、電位114が一定に留まるためである。SCGが第２接続端子で発生した場合、電位114は恒常的に基準電位の値をとる。両方の場合とも、計測装置150は実施形態に応じて、第３計測信号入力部154により、低い値のみ、または高い値のみを受信し、それによって故障をSCGとして探知する。
【００５１】
換言すると、故障（例えばSCG）がまず探知されると、第１スイッチ130またはMOSFETがスイッチオフまたは開放され、従ってグランド116への連結が遮断される。同様に、メインスイッチ120がスイッチオフまたは開放される。今度は、第２スイッチ140にスイッチングモードが与えられる、つまり交互に開放および閉結される。故障が負荷オープンである場合、そのために、抵抗素子、または電圧源113と第２接続端子104の間の抵抗105により、およびフリーホイールダイオード108により、対応する（例えば５ボルトの）電圧にスイッチングモードが与えられる。これは、第２スイッチ140で調整された、調整済PWMであり、第３計測信号入力部154により探知される。地絡が存在する場合には、PWMは探知されない。従って、図６の実施形態により、地絡と負荷オープンを区別可能である。この場合、図示の抵抗の全てに関して、抵抗関係を調整するよう注意を払うべきである。
【００５２】
複数の実施形態において、第３計測信号入力部154を計測装置150のデジタル入力部とすることができる。接続端子102または104において負荷オープン故障が発生している場合、第３計測信号入力部154は、例えば高い値と低い値の組み合わせ、つまり、接続端子104に作用する電流のスイッチングモードに対応する、方形波信号を受信する。SCG故障の場合、第３計測信号入力部154において、一定の電流が作用するか、または電流が全く作用せず、従って一定の信号が受信されるであろう。従って、図６に概略的に示す回路の変形形態において、負荷の破壊と地絡を区別可能な故障診断が実行可能である。
【００５３】
実施形態において、第３計測信号入力部154を、第３ローパスフィルタ回路50により第２接続端子104と連結可能である。この場合でも、ローパスフィルタ回路50により、不所望なスパイク電圧が第３計測信号入力部154に達するのを防止可能である。追加的または代替的に、エイリアシング効果を防止可能である。実施形態において、第３ローパスフィルタ回路50は、抵抗素子52および54、および容量素子56により構成される。このためには、第１ローパスフィルタ回路30および第２ローパスフィルタ回路40における抵抗素子32,34,42および44、および容量素子36および46のために既述したような素子と、同一の構成種類である抵抗およびコンデンサを考慮可能である。実施形態において、第３ローパスフィルタ回路50は、第１ローパスフィルタ回路30および／または第２ローパスフィルタ回路40と実質的に同一に構成可能である。別の表現をすれば、この場合もまた、抵抗素子52は、第２接続端子104、および第３計測信号入力部154に接続されたノード58と連結され、および、容量素子56および抵抗素子54からなる並列接続は、第３計測信号入力部154に接続されたノード58、および基準電位116と接続されている。図６では、３つのローパスフィルタ回路30,40および50が、１次のパッシブローパスとして構成されている。「実質的に同一」とは、この場合つまり、まず３つのローパスフィルタ回路30,40および50の全てに関して同一の種類のローパスが使用され、ならびに、個々の構成素子の各々が、互いに対して同一の配置、同一の個数で存在し、およびまた、互いに対応する構成素子が、製作公差の範囲でのみ相互に相違することを意味する。
【００５４】
図７は、電気的に制御されるアクチュエータ用電流を調整する回路の、更なる変形実施形態を示す。
【００５５】
多くの実施形態において、計測装置150は更に、電圧信号を受信する、第４計測信号入力部155を備えることが可能である。この場合電圧信号は、電気的に制御可能なアクチュエータ106において降下する電圧に関する情報、またはアクチュエータ106中を流れる電流に関する情報を含むことができる。換言すると、図７の計測装置150は更なる計測を実行し、故障診断をより広範囲にすることが可能である。
【００５６】
実施形態において、第４計測信号入力部155は、第４ローパスフィルタ回路20により第１スイッチ130のソース端子S1と連結可能である。上述のように、ソース端子S1はトランジスタのタイプに応じて、例えばソース端子またはエミッタ端子と称することが可能である。ローパスを使用することの利点に関しては、既に記述した。
【００５７】
実施形態において、第４ローパスフィルタ回路20は抵抗素子22（シャント）を装備可能であり、抵抗素子22は、第１スイッチ130のソース端子S1と基準電位116（例えばグランド）の間に配置され、電流または電圧降下を計測するために構成されている。第４ローパスフィルタ回路20は、追加的に更なる抵抗素子24を装備可能であり、抵抗素子24は、第４計測信号入力部155と、第１スイッチ130のソース端子S1と電流または電圧降下を計測するために構成されたシャント22の間の、ノード28の間に配置されている。さらに第４ローパスフィルタ回路20は、更なる容量素子26を装備可能であり、容量素子26は、基準電位116と、更なる抵抗素子24と第４計測信号入力部155の間のノード27の間に配置されている。ローパスフィルタ回路20は、既存のローパスフィルタ回路30または40または50と、構造的に相違して構成可能である。
【００５８】
計測装置150は、実施形態において、第１接続端子102と第２接続端子104の間の電位差に比例する計測信号を、第４計測信号入力部155により受信された電圧信号を使用して修正するよう、更に構成可能である。従って、修正された計測信号に基づいて改良されたPWM信号を、計測装置150により第１スイッチ130の制御入力部G1に供給可能であり、電気的に制御されるアクチュエータ106において降下する電流を、第１スイッチ130によってより良好に調整可能である。換言すると、この変更実施形態は、図１の比較例による回路と、図３で記述したような、課題を解決するための回路およびアルゴリズムを組み合わせたものであり、極めて広範囲な診断を可能とする。シャント22による診断と、図３による診断の主たる違いは以下の通りである。シャント22による診断時には、短絡は負荷106から遠く離れて探知可能である。この場合、例えば負荷106に並列して、依然として更なる電気的負荷も存在可能であり、負荷106を含む温度モデルを預けるべきである。これは、図３による診断においては探知不能である。しかし、図３および図６に記載された回路は、地絡（特に、第２接続端子104における、例えば０〜40オームの地絡）を探知可能である。
【００５９】
図１のシャント22を備えた変形実施形態において、例えば図３および図６の場合を遥かに超える、より複雑なアルゴリズムを実現した場合にのみ、こうした地絡の探知が可能となるであろう。例えば、極めて厳密に適合する温度モデルを含むことが可能であるが、こうした温度モデルは実現不可能であるか、少なくとも実現が極めて難しい。例えば、多大な計算性能と記憶場所を必要とする、電圧供給における公差も考慮できない。さらに、例えば０乃至40オームの固定されたPWMを継続的に探知する診断は、おそらく不可能であろう。この場合、通常の値は20乃至30オームであるため、０乃至20オームの探知、および更に30乃至40オームの探知が含まれるであろう。従って、従来技術と図３の回路を組み合わせることにより、ある程度は単純でありつつ、広範な診断が可能となる。換言すると、従来技術と図３の回路による両診断は、カバー範囲が同一のものではなく、所定の断片量を備えるものである。安全性に関連する機能のためには、こうした断片量に関して尤度を判断可能、つまり断片量に関して、診断結果が受け入れ可能か、明白であるか、理解可能かを調査できる。なぜなら、断片量は独立した診断経路から生成可能であるためである。
【００６０】
多くの実施形態において、計測装置150は記憶手段を装備可能である。記憶手段は、電気的に制御されるアクチュエータ106の温度モデルを、アクチュエータの実温度と比較するために記憶するよう構成されている。換言すると、負荷の温度モデルをソフトウエア内に預けることが可能である。これにより精度が向上し、負荷および制御装置からなる装置が、正確性を求められる必要条件に対して適用可能となる。温度に関する情報は、特に電流強度および電圧に依存する抵抗に関して結論を導くことが可能である。
【００６１】
図８は、電気機械的消費装置106用電流を調整する回路100の、更なる変更実施形態を示す図である。回路100は、図３に示す特徴に加え、計測装置150が記憶手段160を備える。
【００６２】
多くの実施形態において、計測装置150は更に、電気機械的消費装置106の実温度を特定するために構成された、温度センサと連結可能である。この場合計測装置150は、電気機械的消費装置106の実温度を、電気的に制御される電気機械的消費装置106の温度モデルと比較することにより、比較値を決定するよう構成可能である。比較値に基づいて、その後、計測装置150によりPWM信号を第１スイッチ130の制御入力部G1に供給可能である。従って、第１スイッチ130により、電気的に制御される消費装置106において降下する電流を調整可能である。温度センサは、例えばいわゆるサーミスタまたはPTCサーミスタのように、例えば抵抗の変化により温度を決定可能であるか、または、例えば一体化された半導体温度センサのように、直接に処理可能な電気信号を供給可能である。換言すると、消費装置106に対して予想される、通常の作動温度からの逸脱を記録可能である。従って、予想されない温度変動が出現した場合、極めて正確な故障診断を実行可能である。
【００６３】
更なる要求に従い、実施形態により、電気機械的消費装置用電流、または図９に概略的に示す、電気的に制御されるアクチュエータ106用電流の調整方法200が達成される。
【００６４】
調整方法200はまず、電気機械的消費装置106用の第１接続端子102を第１供給電位112と連結するステップ202、および、電気機械的消費装置106用の第２接続端子104の電位114を、PWMを使用して変更するステップ204を含む。さらに調整方法200は、第１接続端子102と第２接続端子104の間の電位差に比例する計測信号を、（第１接続端子102と連結された第１計測信号入力部152、および、第２接続端子104と連結された第２計測信号入力部153を備える計測装置150を使用して）決定するステップ206を含む。最後に調整方法200は、計測信号に基づいて、電気機械的消費装置106用電流、または電気機械的消費装置中を流れる電流を調整するステップ208を含む。
【００６５】
複数の実施形態において調整方法200は、図１０に示すような、更なるステップを含むことが可能である。これらのステップには、計測装置150により故障を探知するステップ212、故障信号またはスイッチングモードPWM信号を、計測装置150により生成するステップ213、ならびに、計測装置150の第２制御信号出力部158により、スイッチングモード信号を供給するステップ214が含まれる。同様に調整方法200は、第２スイッチ140の制御端子G2により、スイッチングモード信号を受信するステップ215、第２スイッチ140を繰り返し活性化するステップ216および非活性化するステップ217、ならびに、この活性化するステップ216および非活性化するステップ217により、第２接続端子104の電位114を、第２スイッチ140によるスイッチングモード信号を使用して変更するステップ218、を含む。最後に調整方法200は、計測装置150の第３計測信号入力部154により電圧信号を受信するステップ219をも含むことが可能であり、電圧信号は、第２スイッチ140によりスイッチングモードを与えられた、第２接続端子104の電位のスイッチングモードを備える。
【００６６】
複数の実施形態において、調整方法200は、図１１に示す、また更なるステップを含むことが可能である。これらのステップは、第１接続端子102と第２接続端子104の間の電位差に比例する計測信号を、第４計測信号入力部155により受信される電圧信号を使用して、計測装置150により修正するステップ220、修正された計測信号に基づいて、PWM信号を、計測装置150により第１スイッチ130の制御入力部G1に供給するステップ222、および更に、電気機械的消費装置106用電流を、第１スイッチ130により調整するステップ208とすることが可能である。
【００６７】
更なる実施形態において、調整方法200は、図１２に示す、また更なる方法ステップを含むことが可能である。これらのステップは、電気機械的消費装置106の温度モデルを、記憶手段160により記憶するステップ230、消費装置またはアクチュエータの実温度を、温度センサにより特定するステップ232、ならびに、消費装置の実温度を、電気的に制御されるアクチュエータ106の温度モデルと、計測装置150により比較するステップ234とすることが可能である。さらに調整方法200は、計測装置150により比較値を決定するステップ236、比較値に基づいて、PWM信号を、計測装置150により第１スイッチ130の制御入力部G1に供給するステップ222、および、電気機械的消費装置106用電流を、第１スイッチ130により調整するステップ208をも含むことが可能である。
【００６８】
前述の記載、以下の請求項および添付の図面において開示された特徴は、独立して、ならびに随意に組み合わせて、種々の形式の実施形態を実現するために重要であり、および実行されるものである。
【００６９】
多くの態様を装置と関連させて記述したが、これらの態様は、対応する方法についての記載でもあるため、装置のブロックまたは構成素子はまた、対応する方法のステップ、または方法のステップの特徴としても理解されるものである。これと同様に、方法のステップと関連させて記述した態様も、対応する装置の対応するブロック、または詳細、または特徴に関する記載でもある。
【００７０】
特定の実施要件に従って、本発明の実施形態は、ハードウエアまたはソフトウエアとして実行可能である。実行に当たっては、例えばフロッピーディスク、DVD、ブルーレイディスク、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、またはフラッシュメモリ、ハードディスクまたは他の磁気メモリまたは光メモリ等であるデジタル記憶媒体を使用可能である。この記憶媒体上には、プログラム可能なハードウエア部品と相互作用可能であるか、相互作用する電子可読制御信号が記憶され、各ステップを実行する。
【００７１】
プログラム可能なハードウエア部品は、以下から構成可能である。つまり、プロセッサ、コンピュータプロセッサ（CPU＝中央処理装置）、グラフィックプロセッシングユニット（GPU）、コンピュータ、コンピュータシステム、特定用途向け集積回路（ASIC = Application Specific Integrated Circuit）、集積回路（IC = Integrated Circuit）、システムオンチップ（SOC）、プログラマブル論理素子、またはマイクロプロセッサを有するフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）である。
【００７２】
従ってデジタル記憶メディアは、機械可読またはコンピュータにより可読である。つまり、多くの実施形態は電子可読制御信号のデータキャリアを備える。電子可読制御信号は、プログラム可能なコンピュータシステムまたはプログラム可能なハードウエア部品と相互作用し、信号に記載された方法のうちの１つの方法を実行する状態にある。従って、実施形態はデータキャリア（またはデジタル記憶媒体またはコンピュータ可読媒体）であり、このデータキャリア上に、その内部に記載された方法のうちの１つの方法を実施するためのプログラムが記録されている。
【００７３】
通常、本発明の実施形態は、プログラムコードを備えた、プログラム、ファームウエア、コンピュータプログラム、またはコンピュータプログラム製品として、またはデータとして実行可能である。プログラムコードまたはデータは、プログラムがプロセッサ上またはプログラム可能なハードウエア部品上を走る際に、方法のうちの１つを実行するよう作用する。プログラムコードまたはデータは、例えば機械可読キャリアまたはデータキャリア上に記憶可能である。プログラムコードまたはデータは、特にソースコード、機械コードまたはバイトコードとして、ならびに他の中間コードとして提示可能である。
【００７４】
更なる実施形態は、更に、データフロー、プログラムに記載された方法のうちの１つの方法を実行するプログラムを表す信号の、信号配列または信号のシークエンスである。データフロー、信号配列または信号のシークエンスは、例えばインターネットまたは他のネットワークを介するデータコミュニケーションネットワークにより転送可能であるよう構成可能である。従って実施形態は、データを表す信号配列でもあり、この信号配列は、ネットワークまたはデータコミュニケーションネットワークを介する伝達に適しており、データはプログラムを表す。
【００７５】
実施形態によるプログラムは、プログラムが実行される間に、例えば、プログラムが記憶位置を読み出すか、または、記憶位置に１つまたは複数のデータを書き込むかすることで、方法のうちの１つの方法を変換可能であり、これにより必要に応じて、スイッチング操作または他の操作が、トランジスタ構成、増幅構成または他の電気的、光学的、磁気的、または他の機能原則に従って作動する構成部品において引き起こされる。対応して、記憶位置を読み出すことにより、データ、値、センサ値または他の情報をプログラムから検知、決定、または計測可能である。従って、プログラムは、１つまたは複数の記憶位置を読み出すことにより、寸法、値、計測寸法および他の情報を検知、決定または計測可能であり、ならびに、１つまたは複数の記憶位置に書き込むことにより、動作に作用、動作を誘引または実行可能であり、ならびに他の装置、機械および部品を制御可能である。
【００７６】
上述の実施形態は、単に本発明の原則を説明するものである。当業者が、本明細書で述べた構成および詳細に関して修正および変更を想至することは自明である。従って、本発明は以下の請求項の保護範囲によってのみ限定され、明細書中の記載や実施形態に関する説明によっては限定されないものとする。
【符号の説明】
【００７７】
20  従来技術によるローパスフィルタ回路
22  シャント
24  更なる抵抗素子
26  更なる容量素子
27  ノード
28  ノード
30  第１ローパスフィルタ回路
32  第１抵抗素子
34  第２抵抗素子
36  第１容量素子
38  ノード
40  第２ローパスフィルタ回路
42  第３抵抗素子
44  第４抵抗素子
46  第２容量素子
48  ノード
50  第３ローパスフィルタ回路
52  第５抵抗素子
54  第６抵抗素子
56  第３容量素子
58  ノード
100  回路
102  第１接続端子
104  第２接続端子
105  電位と第２接続端子の間の抵抗素子
106  電気機械的消費装置
108  フリーホイールダイオード
110  追加的な抵抗素子
112  第１供給電位
113  第２供給電位
114  第２接続端子の電位
116  基準電位
120  メインスイッチ
130  第１スイッチ
D1  低減端子（ドレイン／コレクタ）
G1  制御端子（ゲート／ベース）
S1  ソース端子（ソース／エミッタ）
132  第１ダイオード
134  第２ダイオード
136  定電圧ダイオード
140  第２スイッチ
G2  制御端子（ゲート／ベース）
150  計測装置（マイクロコントローラ）
152  第１計測信号入力部
153  第２計測信号入力部
154  第３計測信号入力部
155  第４計測信号入力部
156  第１制御信号出力部
158  第２制御信号出力部
160  記憶手段
172  上部外側曲線
174  下部外側曲線
176  上部内側曲線
178  下部内側曲線
180  最大値マーカー上の上部曲線
182  最大値マーカー
190  最小値マーカー上の下部曲線
192  最小値マーカー
200  調整方法
202  連結
204  （電位の）変更
206  （計測信号の）決定
208  調整
212  探知
213  生成
214  （スイッチングモード信号を）供給
215  （スイッチングモード信号を）受信
216  活性化
217  非活性化
218  （第２スイッチにより電位を）変更
219  （電圧信号を）受信
220  修正
222  （PWM信号を）供給
230  記憶
232  特定
234  比較
236  （比較値の）決定
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2016520927.tif 000014
【国際調査報告】
2016520927.tif 000015
2016520927.tif 000016
2016520927.tif 000017
2016520927.tif 000018
2016520927.tif 000019
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