DE69427246T2 - Digitaler Pulsbreitenmodulator unter Verwendung eines proportionalen Zittersignals - Google Patents

Description

• Die vorliegende -Erfindung betrifft pulsbreitenmodulierte Signale zum Betreiben von Elektromagneten und insbesondere proportionale niederfrequent modulierte Signale zum Betreiben von Elektromagneten.
• Zahlreiche bestehende Fahrzeugsteuerungen enthalten eine analoge Treiberschaltung, die oft als die Verstellmagnet-Treiberschaltung (variable force solenoid - VFS) bezeichnet wird, und die in Verbindung mit sog. Proportional- bzw. Verstellmagneten in Automatikgetrieben eingesetzt wird. In einigen Ausführungsformen ist die VFS-Treiberschaltung eine separate integrierte Schaltung, die getrennt vom digitalen Eingabe / Ausgabe-Baustein (I/O) angeordnet ist. Wie bekannt ist, liefert die Analogtreiberschaltung im wesentlichen ein Signal mit variabler Taktdauer an den Elektromagneten, und zwar in Reaktion auf ein binäres Befehlswort von einem Mikroprozessor. So kann z. B. das pulsbreiterzmodulierte Signal (PWM-Signal) ein Frequenzband von 5-15 kHz mit einer Taktdauer von 5%-95% aufweisen. Im Normalfalle beträgt die Taktdauer 5% 55%.
• Feste Pulsbreitenmodulation (pulse width modulation - PWM) ist mit Problemen behaftet, und zwar wegen Hystereseerscheinungen im Elektromagneten. Um diesem Problem zu begegnen und die Linearität zu verbessern, wird dem PWM-Signal ein sog. "Zitter"- Signal zugeschlagen. So addiert die VFS-Treiberschaltung z. B. typischerweise ein niederfrequentes Signal (z. B. 200 H&sub2;) hinzu, das ungefähr 10% des gewünschten Elektromagnetstromes darstellt.
• Die en Cleasby u. a. erteilte US 5 079 498 A offenbart einen kombinierten Analog-Digital-PWM-Generator (d. h. einen Hybridgenerator) mit Zittersignal zur Stromsteuerung. Dieses Bezugsdokument lehrt den Einsatz von Analogschaltungen und von Digitalschaltungen zur Erzeugung einer pulsbreitennodulierten Treiberspannung mit rechteckiger Wellenform für eine Last. Der resultierende Strom wird gemessen, und ein entsprechendes Spannungsrückführungssignal wird mit zwei Bereichsgrenzspannungswerten verglichen, die in gleichem Abstand jeweils über und unter einem Signal liegen, das den gewünschten Ausgangsstrom darstellt. Ausgehend von diesem Vergleich (d. h. wenn der Spannungsrückfuhrungswert den einen oder den anderen Grenzwert erreicht), wird ein Umschaltkreis von EIN auf AUS geschaltet. Wird ein Zittersignal mit einbezogen, wird die Breite des Bereiches auf der Grundlage von gespeicherten. Halbwerten der Bandbreite bestimmt, die je nach Zitterphase ausgewählt werden. Das Bezugsdokument von Cleasby u. a. lehrt jedoch nicht den Einsatz einer vollständig digitalen Schaltung zur Erzeugung eines Zittersignals, das proportional zum gewünschten Ausgangssignal ist.
• Mit fortschreitender Entwicklung von zukünftigen Generationen von Fahrzeugsteuermodulen und zunehmender Präzision der Steuerung im Fahrzeugbetrieb ist ein Anstieg an erforderlichen VFS-Treiberschaltungen zu erwarten. Außerdem geht der Trend bei Steuervorrichtungen der zukünftigen Generationen zu volldigitalen I/O-Chips. Weiterer Einsatz von herkömmlichen analogen Elektromagnettreibern und von Hybridtreiberschaltungen, wie die in der '498er Bezugsschrift offenbarte Schaltung, ergeben Probleme wegen der Schwierigkeit, Analog- und Digitaltechnologie auf demselben Siliziumplättchen zu mischen. Wird ein herkömmlicher digitaler PWM-Kanal zum Betreiben des VF5-Elektromagneten mit dem vom Mikroprozessor gelieferten Zittersignal verwendet, dann wird dieser Mikroprozessor mit unnötig hohem Arbeitsaufwand belastet, bedenkt man die 200-Hz-Modulation und die Zahl der zum Betreiben der Elektromagnete erforderlichen Kanäle.
• Es ist daher wünschenswert, ein System zu verwenden, das ein gänzlich in digitalen Schaltungen angelegtes und ohne Eingriff eines Mikroprozessors erzeugtes PWM-Signal liefert. Ebenso ist es wünschenswert, ein System zu verwenden, das ein PWM-Signal mit einem zum gewünschten Ausgangssignal proportionalen, niederfrequent modulierten Zittersignal liefert.
• Es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung, einen digitalen Pulsbreitenmodulator zur Erzeugung eines pulsbreitenmodulierten Signals mit einem proportionalen Zittersignal zu schaffen.
• Bei der Ausführung des obengenannten Zieles wird ein System zur digitalen Erzeugung eines pulsbreitenmodulierten Signales mit proportionalem Zittersignal zum Betreiben einer Last mit einem gewünschten elektrischen Strom geschaffen. Das System beinhaltet Grundsignalgeneratormittel zur digitalen Erzeugung eines Grundsignals mit einer Pulsbreite, welche auf einem den gewünschten elektrischen Strom darstellenden Befehlssignal basiert. Das System beinhaltet außerdem Zittersignalgeneratormittel zur digitalen Erzeugung eines zittersignals mit einer zum Befehlssignal proportionalen Pulsbreite, und Summenschaltungsmittel zur Kombinierung des Grundsignals und des Zittersignals zur Erzielung eines pulsbreitenmodulierten Signals mit proportionalem Zitteranteil.
• In einer bevorzugten Konstruktion beinhalten die Mittel zur Erzeugung des Zittersignals Zitter-Zählermittel zur digitalen Erzeugung eines Zittersignals mit einer vorgegebenen Pulsbreite, und Proportionalisierungsmittel in elektrischer Verbindung mit den Zitter-Zählermitteln zur digitalen Steuerung der Zählermittel, derart, daß die Pulsbreite des Zittersignals proportional zum Befehlssignal gestaltet wird.
• Ein Verfahren zum Einsatz in Verbindung mit dem System wird ebenfalls vorgeschlagen.
• Die aus der vorliegenden Erfindung erwachsenden Vorteile sind zahlreich. Da der digitale Pulsbreitenmodulator mit proportionalem Zittersignal gänzlich in digitalen Schaltungen realisiert wird, werden die Probleme der Vermischung von analogen und digitalen Schaltungen auf demselben Siliziumplättchen vermieden. Außerdem werden für Analogschaltungen typische Probleme wie z. B. Abweichungen, die durch temperaturbedingte Schwankungen der Komponentencharakteristik entstehen, minimiert. Weiterhin verbessert der Einsatz eines zittersignals mit einer zum gewünschten Ausgangssignal proportionalen Pulsbreite auch noch weiter die Linearität der Transferfunktion von Eingangsbefehl zu erzeugter Kraft des Elektromagneten.
• Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines den digitalen Pulsbreitenmodulator mit proportionalem Zittersignal der vorliegenden Erfindung gemäß verwendenden Systems;
• Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm der modulierten PWM-Schaltung aus Fig. 1;
• Fig. 3 ist ein detailliertes schematisches Blockdiagramm des Grundimpulsgeneratorblockes der vorliegenden Erfindung, wie er in Fig. 2 dargestellt ist;
• Fig. 4 ist ein detailliertes schematisches Blockdiagramm des Zitterimpulsgeneratorblockes der vorliegenden Erfindung, wie er in Fig. 2 dargestellt ist;
• Fig. 5 ist ein detailliertes schematisches Blockdiagramm der in Fig. 4 dargestellten Taktumkehrlogik;
• Fig. 6 ist ein detailliertes schematisches Blockdiagramm der in Fig. 2 dargestellten N-Teilerlogik; und
• Fig. 7 ist eine Darstellung unterschiedlicher Taktwellenformen, die von dem digitalen Pulsbreitenmodulator mit proportionalem Zittersignal nach der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden.
• Betrachtet man nun Fig. 1, so ist dort ein Blockdiagramm eines Systems 10 dargestellt, das den digitalen Pulsbreitenmodulator mit proportionalem Zittersignal nach der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt beinhaltet das System 10 ein allgemein mit der Bezugszahl 12 bezeichnetes elektronisches Fahrzeugmotor-Steuermodul (EEC) zur Steuerung der Bestromung einer Last, z. B. eines Verstell-Elektromagneten (VFS) 14. Darstellungsgemäß kommt beim Steuermodul 12 ein geschlossen geführtes Rückkopplungssystem zum Einsatz, mit einem Mikroprozessor 16, einer digitalen Pulsbreitenznodulatorschaltung 18 mit proportionalem Zittersignal, einem Tiefpaß- bzw. Vergleichmäßigungsfilter 20 und einem Sensorwiderstand 22.
• Wie weiter unten noch näher erläutert wird, erzeugt die digitale Pulsbreitenznodulatorschaltung (PWM) 18 ein PWM-Signal, das auf einem digitalisierten Befehlswort beruht, welches einen gewünschten bzw. Sollwert für den Elektromagnetstrom darstellt. Das PWM-Signal hat vorzugsweise eine Pulsbreite, welche proportional zum Befehlswort ist. Die am Sensorwiderstand 22 anliegende Spannung, die proportional zu dem Strom im VFS-Elektromagneten ist, wird gefiltert und in der Rückkopplungsschleife an einen Analog-Digital-Wandler (A/D) im Mikroprozessor 16 zurückgeführt. Der digitalisierte Wert wird mit dem Befehlswort verglichen, das von einem anderen, nicht eigens dargestellten Mikroprozessor erzeugt werden kann. Die Differenz zwischen dem Ist-Strom und dem gewünschten Strom wird dann dazu verwendet, das Befehlswort anzugleichen, so daß genau der gewünschte Wert des Elektromagnetstromes erreicht wird. Bei einer Steuerbandbreite von 5-10 Hz liegt dies gut innerhalb der Regulationsfähigkeiten von Mikroprozessoren und Programmen.
• Betrachtet man nun Fig. 2, so zeigt diese ein detaillierteres Blockdiagramm des in Fig. 1 dargestellten Pulsbreitenmodulators 18 mit proportionaler Zittersignalschaltung. Inder bevorzugten Ausführungsform beinhaltet die Schaltung 18 einen allgemein mit der Bezugszahl 30 bezeichneten Grundimpulsgenerator und einen allgemein mit der Bezugszahl 32 bezeichneten Zitterimpulsgenerator.
• Fig. 3 veranschaulicht ein schematisches Blockdiagramm des Grundpulsgenerators 30, und Fig. 4 stellt ein schematisches Blockdiagramm des Zitterimpulsgenerators 32 dar.
• In der bevorzugten Ausführung erzeugt der Grundimpulsgenerator 30 ein pulsbreitenmoduliertes Grundsignal (Ha), und Zitterimpulsgenerator 32 erzeugt ein niederfrequentes Zittersignal (HD) mit einer zum gewünschten Ausgang proportionalen Pulsbreite. Diese Signale werden dann über ein bei 50 dargestelltes ODER- Gatter miteinander kombiniert, so daß eine Gesamtpulsbreite für die Bestromung des Elektromagneten erzielt wird.
• Wie in Fig. 2 dargestellt ist, verwenden der Grundimpulsgenerator 30 und der Zitterimpulsgenerator 32 mehrere Signale (f&sub1; -f&sub4;), die sie von einem nicht eigens dargestellten Oszillator und geeigneten Teilerschaltungen erhalten. In einer bevorzugten Ausführung wird ein erstes Signal (f&sub1;) mit einer Frequenz von ca. 20,6 MHz von einem Oszillator geliefert; ein zweites Signal (f&sub2;) mit einer Frequenz von etwa 1,28 MHz wird über einen ersten Teiler erzielt; ein drittes Signal (f&sub3;) mit einer Frequenz von ca. 6,4 kHz wird über einen zweiten Teiler erzielt; und ein viertes Signal (f&sub4;) schließlich mit einer Frequenz von etwa 5 kHz wird von einem dritten Teiler geliefert. Derartige Teiler sind in der Technik hinreichend bekannt.
• Unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 soll nun der Grundimpulsgenerator näher erläutert werden. Grundimpulsgenerator 30 beinhaltet ein Befehlsregister 40, eine Rastschaltung 42, einen Rückwärtszähler 44, ein Taktgebergatter 46 und eine Steuerlogik 48. Wie am besten aus Fig. 3 zu erkennen ist, werden die Rastschaltung 42 und der Zähler 44 unter Verwendung von binären, synchronen, umkehrbaren (d. h. auf- und abzählfähigen) 4-Bit-Zählern 100 und 102 realisiert, wie z. B. durch die im Handel erhältliche Artikelnummer SN74191 von Texas Instruments, Dallas, Texas, Vereinigte Staaten von Amerika. Natürlich können auch funktional gleichwertige Vorrichtungen anderer Hersteller verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Zähler 100 und 102 als Rückwärtszähler ausgebildet.
• Weiter mit Bezug auf Fig. 3 wird die Steuerlogik unter Einsatz mehrerer flankengesteuerter Kippglieder, sog. Flip-Flops 104-110 realisiert, wie sie im Handel unter der Artikelnummer SN7474 von Texas Instruments erhältlich sind. Bekanntermaßen werden Eingangsinformationen an der positiven Flanke des Taktimpulses an die Ausgänge weitergeführt. Die Frequenzteilerkette liefert ein Signal f&sub4; als Taktimpuls für den Flip-Flop 104, während das Signal f&sub1; als Taktimpuls für die Flip-Flops 106 und 108 geliefert wird. Flip-Flop 108 liefert den Taktimpuls für Flip-Flop 110. Die Ausgänge der Flip-Flops 104 und 106 werden an ein NAND-Gatter 112 weitergeleitet, dessen Ausgang elektrisch mit den Zählern 100 und 102 verbunden ist, so daß die Zähler mit dem Befehlswort gefüttert werden. Diese Ausbildung erlaubt es, die Zähler kontinuierlich mit dem Befehlswort zu laden, und zwar mit einer auf Signal f&sub4; basierenden Häufigkeit. Die Steuerlogik 48 ist vorzugsweise dazu ausgelegt, eine sofortige Neuauslösung des Zyklus zu erlauben, wenn die Grundimpulsbreite plus die Zitterimpulsbreite die Auslöse- bzw. Triggerfrequenz überschreiten, d. h. wenn 100% der. Taktzeit überschritten werden. Da die Taktzeit des Zählers 44 stets ≤100% ist, wird ein neuer Impuls auf der Taktleitung von Flip-Flop 104 geladen und die Zeitüberwachung wird neu gestartet.
• Weiter mit Bezug auf Fig. 3 wird der Taktimpuls für Zähler 100 vom Taktgatter 46 geliefert, dessen Ausgang vom Signal f2 (mit 1,28 MHz) gesteuert wird, sowie über den Ausgang von Flip- Flop 110. Wie am besten in Fig. 3 erkennbar, sind die Zähler 100 und 102 in Kaskade geschaltet, um eine parallele Aktivierung zu erreichen, so daß der Ausgang von Zähler 100 das Taktsignal für Zähler 102 darstellt. Es sei hier angemerkt, daß die Zähler 100 und 102 so ausgebildet sind, daß sie einen hochpegeligen Ausgangsimpuls liefern, wenn der Zähler abwärts zählt. Die Ausgänge der Zähler werden dann mit einem NOR-Gatter 114 kombiniert, so daß das Signal Hs erzeugt wird, welches das pulsbreitenmodulierte Grundimpulssignal darstellt. Wichtig ist dabei, daß das Signal HB eine Pulsbreite aufweist, die auf dem Wert des Befehlswortes basiert.
• Im Betrieb initialisiert der Auslöse- o, Triggerimpuls des Signals f&sub4; die Steuerlogik 48. Daraus ergibt sich die Abgabe eines 8-Bit-Befehlswortes an die Rastschaltung 42. Natürlich sind auch Anwendungen mit 16-Bit-, 24-Bit- oder 32-Bit-Befehlsworten usw. möglich. Bei dem entsprechenden Signal von der Steuerlogik 48 (d. h. beim Signal vom NAND-Gatter 112 in Fig. 3) wird der Rückwärtszähler 44 mit dem Befehlswort vorgeladen. Das Taktgebergatter 46 aktiviert den Zähler 44, der dann vom Befehlswort aus abwärts zählt und das Grundsignal (HB) erzeugt, welches eine auf dem Wert des Befehlswortes basierende Pulsbreite hat. Hat der Zähler 44 die Zeitgrenze erreicht, wird der weiter unten beschriebene Zitterimpulsgenerator 32 ausgelöst. Wie am besten in Fig. 3 zu erkennen ist, wird auch der Flip- Flop 110 zurückgesetzt, womit der Zähler durch Zurücksetzen eines der Eingänge von Gatter 46 auf Null insgesamt gestoppt wird.
• Mit Bezug auf die Fig. 2 und 4 soll nun der Zitterimpulsgenerator 32 erläutert werden. Wie am besten Fig. 2 zeigt, beinhaltet der Zitterimpulsgenerator 32 einen Zitter-Zähler 52, eine Rastschaltung 54, einen Vorwärts-/Rückwärts-Zähler 56, eine Steuerlogik 58 und eine N-Teilerschaltung 60. Wie am ehesten aus Fig. 4 ersichtlich, ist der Vorwärts-/Rückwärts-Zähler 56 durch Einsatz eines binären 4-Bit-Zählers 70 und einer Taktumkehrlogik 72 ausgeführt. Der Zähler 70, wie er im Handel unter der Artikelnummer SN74193 von der Firma Texas Instruments erhältlich ist, ist so ausgelegt, daß er wiederholt von binär Null bis binär 15 und zurück zählt, je nach Abwärts- bzw. Aufwärtszählsignal von der Taktumkehrlogik 72.
• Fig. 5 veranschaulicht eine Realisierung der Taktumkehrlogik 72 aus Fig. 4. Nichtinvertierte Datenausgänge des Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 70 werden dem NAND-Gatter 120 zugeführt, während die invertierten Datenausgänge des Vorwärts-/ Rückwärts-Zählers 70 dem NAND-Gatter 122 zugeführt werden. Die Ausgänge der NAND-Gatter 120 und 122 werden den NAND-Gattern 124 und 126 zugeführt, die wie dargestellt konfiguriert sind. Der Rest der Taktumkehrlogik beinhaltet zwei D-Flip-Flops 128 und 130 sowie NAND-Gatter 132 und 134, die alle über das Signal f&sub2; getaktet werden, so daß Aufwärts- bzw. Abwärtszählsignale erzeugt werden. Die Zählrichtung wird davon bestimmt, welches der Zählsignale pulsiert ist, während das andere Zählsignal hochpegelig ist (d. h. auf binär 1 liegt). Ein tiefpegeliges Signal am Ausgang des NAND-Gatters 122 zeigt einen Null-Zählwert an, während ein tiefpegeliges Signal am Ausgang des NAND-Gatters 120 einen Zählwert 15 anzeigt.
• Wieder Bezug nehmend auf die Fig. 2 und 4 werden der Zitter-Zähler 52 und die Rastschaltung 54 vorzugsweise durch Einsatz eines umkehrbaren 4-Bit-Zählers 74 realisiert, wie z. B. SN74191, der als Rückwärtszähler arbeitend ausgelegt ist. Wie am besten Fig. 4 zeigt, werden die Datenausgänge des Vorwärts-/ Rückwärts-Zählers 70 im Rückwärtszähler 74 verriegelt, der bei Empfang eines geeigneten Signals von der Steuerlogik 58 und der N-Teilerschaltung 60 von dem verriegelten Wert aus abwärts zählt.
• Wie Fig. 4 zeigt, beinhaltet die Steuerlogik 58 mehrere flankengesteuerte D-Flip-Flops 76-82, wie die mit Bezug auf Fig. 3 beschriebenen Flip-Flops mit der Artikelnummer SN7474. Eingabeinformationen werden bekanntermaßen an der positiven Flanke des Taktimpulses an die Ausgänge der Flip-Flops weitergegeben. In der bevorzugten Ausführungsform wird der Zitterimpulsgenerator 32 ausgelöst, wenn der Grundimpulsgenerator 30 seine Zeitgrenze erreicht hat. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß das Signal HB (der Ausgang des Zählers 44) als Taktimpuls für den Flip-Flop 76 bereitgestellt wird. Signal f&sub2; wird als Taktimpuls für die Flip-Flops 78 und 80 gestellt. Flip-Flop 80 wiederum liefert den Taktimpuls für Flip-Flop 82. Die Ausgänge der Flip-Flops 76 und 78 werden an ein NAND-Gatter 84 weitergeleitet, deren Ausgang dem entsprechenden Eingang des Rückwärtszählers 74 zugeführt wird, so daß die Ausgänge mit den Eingängen vom Vorwärts-/Rückwärts-Zähler 70 geladen werden.
• Betrachtet man nun Fig. 6, so ist dort ein schematisches Blockdiagramm der 4-Bit-N-Tellerschaltung 60 für den Einsatz in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung dargestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform stellt "N" den Wert des Befehlswortes dar. Im allgemeinen erzeugt die N-Teilerschaltung 60 ein Taktsignal (HX), dessen Frequenz anhand des Befehlswortes und des Signals f&sub1; für die Taktsteuerung des Zählers 74 des Zitterimpulsgenerators bestimmt wird. Wie Fig. 6 zeigt, beinhaltet die N- Teilerschaltung 60 einen Rückwärtszähler 140, wie z. B. den SN74191, sowie mehrere Flip-Flops 142-148, wie z. B. die Flip- Flops mit der Artikelnummer SN7474. Die oberen vier (4) Bit des Befehlswortes werden in den Rückwärtszähler 140-eingegeben. Zähler 140 erzeugt, wenn er durch das Signal f&sub1; über ein UND- Gatter 150 getaktet wird und mit den Flip-Flops wie dargestellt konfiguriert ist, beim Abwärtszählen einen hochpegeligen Ausgangsimpuls. Dieser Ausgangsimpuls wird dann vorzugsweise durch die Umkehrschaltung 152 umgekehrt, so daß HX erzielt wird. Der Ausgang der N-Tellerschaltung ist somit das Signal HX, dessen Frequenz auf dem Befehlswort basiert (d. h. f1/N). Es ist zu vermerken, daß die in dem allgemein mit der Bezugszahl 154 bezeichneten schraffierten Kästchen enthaltene Hardware besonders nützlich ist, wenn die vier höchsten Bit im Befehlsregister (B4-B7) alle niederpegelig sind, da N nicht-Null sein muß, wenn die N- Teilungsfunktion wunschgemäß arbeiten soll.
• Bezieht man sich wieder auf Fig. 4, so werden dort das Signal HX von der N-Tellerschaltung 60 und der Ausgang des Flip- Flops 82 vom UND-Gatter Sb kombiniert und als Takteingang an den Rückwärtszähler 74 abgegeben. Dabei ist zu beachten, daß der Rückwärtszähler 74 so konfiguriert ist, daß er das Zittersignal erzeugt, das ein hochpegeliges Signal ist (d. h. binär 1), wenn der Zähler abwärts zählt. Der Zitterimpuls wird dann an die Umkehrschaltung 88 abgegeben, welche den Zitterimpuls umkehrt, so daß HD erzielt wird.
• Festzuhalten ist dabei, daß, da der Rückwärtszähler 74 auf der Grundlage von HX von der N-Tellerschaltung 60 getaktet wird, die N-Teilerschaltung Mittel zur Steuerung der Geschwindigkeit darstellt, mit welcher der Rückwärtszähler 74 abwärts zählt. Je größer das Befehlswort, desto kleiner ist die Frequenz von HX, und desto langsamer zählt der Rückwärtszähler 74 abwärts. Dementsprechend bildet die N-Teilerschaltung 60 Mittel zur Veränderung der Dauer des Zitterimpulses HD proportional zum Befehlswort (d. h. zum gewünschten Ausgang). Die Verwendung eines Zittersignals mit einer Pulsbreite, die proportional zum gewünschten Ausgangssignal ist, bietet Vorteile gegenüber bestehenden Elektromagnet-Bestromungsstrategien, indem sie die Linearität der Transferfunktion von Eingangsbefehl zu vom Magnaten erzeugter Kraft verbessert.
• Weiter mit Bezug auf Fig. 4 werden das Grundszgnal (HB) und das Zittersignal (HD), nachdem sie erzeugt worden sind, durch ein NAND-Gatter 50 logisch miteinander verknüpft, so daß ein PWM- Gesamtausgangssignal (HTOT) entsteht, das eine Pulsbreite aufweist, die gleich der Summe der Grundsignal-Pulsbreite und der proportionalen Zittersignal-Pulsbreite ist. Wie hier dargestellt, bestromt HTOT einen Treibertransistor, welcher über den Sensorwiderstand 22 elektrisch mit dem Elektromagneten 14 verbunden ist.
• Bezieht man sich nun auf Fig. 7, so zeigt diese eine Darstellung von Wellenformen, die mit der digitalen Erzeugung eines erfindungsgemäßen pulsbreitengesteuerten Signals mit proportionalem Zittersignal in Verbindung stehen. Insbesondere zeigt Fig. 7 das Verhältnis von Trigger-Impuls (d. h. f&sub4;), Grundsignal HB dem Zittersignal HD mit proportionaler Pulsbreite und dem PWM-Gesamtausgangssignal HTOT Wie graphisch dargestellt, wird vom Grundimpulsgenerator bei jedem Trigger-Impuls ein Grundsignal erzeugt. Die negative Flanke des Grundsignals löst den Zitterimpulsgenerator aus, so daß dieser ein Zittersignal mit einer Pulsbreite erzeugt, die proportional zu dem gewünschten Ausgangssignal variiert. Die beiden Impulsausgänge werden kombiniert und bilden einen Gesamtimpuls für die Bestromung des Proportional- o. Verstellmagneten.

Claims (8)

1. System zur digitalen Erzeugung eines pulsbreitengesteuerten Signals mit proportionalem Zitteranteil zur Bestromung einer Last mit einem gewünschten elektrischen Strom, welches System folgendes aufweist:

Grundsignalgeneratormittel (30) zur digitalen Erzeugung eines Grundsignals mit einer Pulsbreite, die auf einem den gewünschten elektrischen Strom darstellenden Befehlssignal basiert;

Zittersignalgeneratormittel (32) zur digitalen Erzeugung eines Zittersignals;

Proportionalisierungemittel (50) zur Steuerung der Zittersignalgeneratormittel (32) zur Veränderung der Pulsbreite des Zittersignals proportional zum Befehlssignal; und

Summenmittel (50) zur Kombinierung von Grundsignal und Zittersignal zu einem pulsbreitengesteuerten Signal mit proportionalem Zitteranteil.

2. System nach Anspruch 1, in welchem die Zittersignalgeneratornittel (32) folgendes aufweisen: Zitter-Zählermittel (52, 56) zur digitalen Erzeugung eines Zittersignals mit einer vorgegebenen Zitterimpulsbreite, wobei die Proportionalisierungsmittel (60) in elektrischer Verbindung mit den Zitter-Zählermitteln steht, zur digitalen Steuerung der Zählermittel.

3. System nach Anspruch 2, weiterhin folgendes aufweisend;

erste Steuermittel (48) zur Aktivierung der Grundsignalgeneratormittel (30) zur digitalen Erzeugung des Grundsignals;

und

zweite Steuermittel (58) zur Aktivierung der Zittersignalgeneratormittel (32) ausgehend von einem Signal von den Grundsignalgeneratormitteln (30).

4. System nach Anspruch 3, in welchem die Grundsignalgeneratormittel (30) folgendes aufweisen:

ein Befehlsregister (4b) zur Speicherung des Befehlssignales; und

Grund-Zählermittel (44) zur Aufnahme des Befehlssignals vom Befehlsregister (4b), wobei die Grund-Zählermittel (44) das Grundsignal digital erzeugen.

5. System nach Anspruch 4, in welchem das Befehlssignal ein 8-Bit-Befehlswort ist, und worin die Zittersignal-Pulsbreite anhand der oberen vier Bit des Befehlswortes bestimmt wird.

6. System nach Anspruch 1, in welchem die Last ein Verstellelektramagnet (22) ist.

7. Verfahren zur digitalen Erzeugung eines pulsbreitengesteuerten Signales mit proportionalem Zitteranteil zur Bestromung einer Last mit einem gewünschten elektrischen Strom, welches Verfahren folgendes aufweist:

die digitale Erzeugung eines Grundsignals mit einer vorgegebenen Pulsbreite anhand eines Befehlssignales, welches den gewünschten elektrischen Strom darstellt;

die digitale Erzeugung eines Zittersignals;

die Veränderung der Pulsbreite des Zittersignals proportional zum Befehlssignal; und

die Summierung des Grundsignals und des Zittersignals zur Erzielung des pulsbreitengesteuerten Signals mit proportionalem Zitteranteil.

8. Verfahren nach Anspruch 7, worin der Schritt der digitalen Erzeugung eines Zittersignals folgendes aufweist: Einsatz der Zitter-Zählermittel (52, 56) zur digitalen Erzeugung eines Zittersignals mit einer vorgegebenen Zitter-Pulsbreite und Einsatz der Proportionalisierungsmittel (60) in elektrischer Verbindung mit den Zitter-Zählermitteln zur digitalen Steuerung der Zählermittel.