DE102014018643B3

DE102014018643B3 - Motor vehicle with calibratable voltage measuring devices

Info

Publication number: DE102014018643B3
Application number: DE102014018643.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ferstl; Stefan Pfaller
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-12-13
Filing date: 2014-12-13
Publication date: 2016-03-24
Anticipated expiration: 2034-12-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren von Steuergeräten (4), die in einem Kraftfahrzeug (1) über eine jeweilige Anschlusseinrichtung (7) an ein Bordnetz (3) des Kraftfahrzeugs (1) angeschlossen sind und jeweils eine Spannungsmesseinrichtung (8) zum Messen der an ihrer jeweiligen Anschlusseinrichtung (7) anliegenden Bordnetzspannung (U) des Bordnetzes (3) aufweisen. Die Spannungsmessungen der Spannungsmesseinrichtungen (8) sollen aneinander angeglichen werden. Hierzu wird ein aus zumindest einem gemessenen Spannungswert (U1, U2, U3) der Bordnetzspannung (U) gebildeter Referenzwert (R) in jedem der Steuergeräte (4) bereitgestellt und jedes der Steuergeräte (4) erzeugt mittels seiner Spannungsmesseinrichtung (8) einen eigenen Messwert (U1, U2, U3) der an der jeweiligen Anschlusseinrichtung (7) anliegenden Bordnetzspannung (U). Jedes der Steuergeräte (U) bildet dann aus dem jeweiligen eigenen Messwert (U1, U2, U3) und dem Referenzwert (R) einen Korrekturwert (K1, K2, K3) und kalibriert in Abhängigkeit von dem Korrekturwert (K1, K2, K3) seine Spannungsmesseinrichtung (8).The invention relates to a method for calibrating control devices (4) which are connected in a motor vehicle (1) via a respective connection device (7) to an electrical system (3) of the motor vehicle (1) and in each case a voltage measuring device (8) for measuring the Having at their respective terminal device (7) adjacent vehicle electrical system voltage (U) of the electrical system (3). The voltage measurements of the voltage measuring devices (8) should be matched to each other. For this purpose, a reference value (R) formed from at least one measured voltage value (U1, U2, U3) of the vehicle electrical system voltage (U) is provided in each of the control devices (4) and each of the control devices (4) generates its own measured value by means of its voltage measuring device (8) (U1, U2, U3) of the voltage applied to the respective terminal device (7) vehicle electrical system voltage (U). Each of the control units (U) then forms a correction value (K1, K2, K3) from its own measured value (U1, U2, U3) and the reference value (R) and calibrates it as a function of the correction value (K1, K2, K3) Voltage measuring device (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren von Steuergeräten eines Kraftfahrzeugs. Die Steuergeräte weisen jeweils eine Anschlusseinrichtung auf, über welche sie an ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs angeschlossen sind. Jedes Steuergerät überwacht die Bordnetzspannung, die an seiner Anschlusseinrichtung anliegt. Hierzu weist jedes Steuergerät eine Spannungsmesseinrichtung auf. Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug, das zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist.The invention relates to a method for calibrating control devices of a motor vehicle. The control units each have a connection device, via which they are connected to an electrical system of the motor vehicle. Each control unit monitors the vehicle electrical system voltage, which is applied to its connection device. For this purpose, each control unit has a voltage measuring device. The invention also includes a motor vehicle which is designed to carry out the method according to the invention.

In einem Kraftfahrzeug können Steuergeräte über ein Bordnetz mit einer Spannungsquelle des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einer Fahrzeugbatterie und/oder einem Generator, gekoppelt sein. Das Bordnetz kann beispielsweise aus einer Plus-Leitung und einer Minus-Leitung gebildet sein, um eine elektrische Bordnetzspannung sowie einen elektrischen Versorgungsstrom zu übertragen. Zum Anschließen eines Steuergeräts an das Bordnetz kann das Steuergerät eine Anschlusseinrichtung aufweisen, beispielsweise elektrische Anschlussklemmen sowie beispielsweise ein Netzteil und/oder eine Spannungsstabilisierungsschaltung. Die Bordnetzspannung kann schwanken. Ein Steuergerät kann deshalb eine Spannungsmesseinrichtung aufweisen, mittels welcher in dem Steuergerät die an seiner Anschlusseinrichtung anliegende Bordnetzspannung gemessen oder überwacht werden kann. Falls die Bordnetzspannung beispielsweise unter einen Mindestspannungswert fällt, kann eine Unterspannung erkannt werden und entsprechend der Betrieb des Steuergeräts angepasst werden. Falls die Bordnetzspannung über einem Spannungshöchstwert liegt, kann beispielsweise eine Schutzmaßnahme gegen die Überspannung in dem Steuergerät eingeleitet werden.In a motor vehicle, control devices can be coupled via a vehicle electrical system to a voltage source of the motor vehicle, for example a vehicle battery and / or a generator. The electrical system can be formed, for example, a plus line and a minus line to transmit an electrical system voltage and an electrical supply current. To connect a control unit to the electrical system, the control unit may have a connection device, for example, electrical connection terminals and, for example, a power supply and / or a voltage stabilization circuit. The vehicle electrical system voltage can fluctuate. A control device can therefore have a voltage measuring device, by means of which in the control unit, the voltage applied to its connection device vehicle electrical system voltage can be measured or monitored. If the vehicle electrical system voltage falls below a minimum voltage value, for example, an undervoltage can be detected and the operation of the control device can be adapted accordingly. If the vehicle electrical system voltage is above a maximum voltage, for example, a protective measure against the overvoltage in the control unit can be initiated.

Mit anderen Worten können in einem Kraftfahrzeug mehrere Steuergeräte die gleiche Bordnetzspannung nutzen, um basierend auf der Steuergeräteintern durchgeführten Spannungsmessung ihre jeweilige Gerätefunktion durchzuführen und/oder anzupassen. Bedingt durch Toleranzen beispielsweise der Spannungsmesseinrichtungen jedes Steuergeräts kann es zu unterschiedlichen Messergebnissen oder Messwerten der jeweiligen Spannungsmessung in den einzelnen Steuergeräten kommen. Die Toleranzen können beispielsweise durch die Fertigung, durch Alterung oder durch eine Kombination verschiedener Einflussfaktoren zustande kommen. Beispielsweise kann es sein, dass ein erstes Steuergerät bereits eine Unterspannung erkennt, während ein zweites Steuergerät noch eine normale Betriebsspannung feststellt.In other words, in a motor vehicle, a plurality of control devices can use the same vehicle electrical system voltage in order to carry out and / or adapt their respective device function based on the voltage measurement carried out inside the control device. Due to tolerances of, for example, the voltage measuring devices of each control device, different measurement results or measured values of the respective voltage measurement in the individual control devices can occur. The tolerances can be achieved, for example, by the production, by aging or by a combination of various influencing factors. For example, it may be that a first control unit already detects an undervoltage, while a second control unit still detects a normal operating voltage.

Bei der Entwicklung vernetzter Funktionen, wenn also zwei oder mehr Steuergeräte zusammenwirken, um gemeinsam eine Funktionalität in dem Kraftfahrzeug bereitzustellen, müssen diese Toleranzbereiche berücksichtigt werden. Ansonsten kann es sein, dass ein Steuergerät beispielsweise aufgrund einer wegen der toleranzbehafteten Spannungsmessung zu früh erkannten Unterspannung ausfällt oder seine Funktion einschränkt und hierdurch die gesamte Funktionalität nicht mehr verfügbar wird. Durch Berücksichtigen der Toleranzbereiche wird aber der nutzbare Spannungsbereich, also das Intervall an zulässigen Spannungswerten, die die Bordnetzspannung aufweisen darf, eingeschränkt. Mit anderen Worten kann die beschriebene Funktionalität nicht mehr bereitgestellt werden, wenn eines der beteiligten Steuergeräte bereits den normalen Betrieb auf eine erkannte Unterspannung oder Überspannung beendet hat.In the development of networked functions, that is, when two or more control units work together to jointly provide functionality in the motor vehicle, these tolerance ranges must be taken into account. Otherwise, it may be that a control unit fails, for example due to an undervoltage detected too early because of the tolerance-related voltage measurement, or restricts its function and as a result the entire functionality is no longer available. By taking into account the tolerance ranges, however, the usable voltage range, that is to say the interval at admissible voltage values which the vehicle electrical system voltage may have, is restricted. In other words, the described functionality can no longer be provided if one of the control devices involved has already terminated the normal operation to a detected undervoltage or overvoltage.

Aus der DE 10 2004 023 084 B3 ist ein Verfahren zur Spannungsüberwachung in einer Fahrzeug-Geräte-Anordnung beschrieben, bei welchem ein Steuergerät durch Vergleichen der anliegenden Istspannung mit einer vorbestimmten unteren Spannungsschwelle das Vorliegen einer Unterspannung überwacht. Um nachträglich eine Fehlerbehebung zu ermöglichen, wird zusätzlich mit weiteren Steuergeräten autonom ebenfalls auf Unterspannung überwacht und bei Unterschreiten der jeweiligen Spannungsschwelle in jedem Steuergerät ein Fehlerspeichereintrag autonom abgespeichert.From the DE 10 2004 023 084 B3 a method for voltage monitoring in a vehicle-device arrangement is described in which a control unit monitors the presence of an undervoltage by comparing the applied actual voltage with a predetermined lower voltage threshold. In order to subsequently facilitate troubleshooting, is also monitored autonomously with additional control units also on undervoltage and falls below the respective voltage threshold in each control unit an error memory entry is stored autonomously.

Aus der US 2014/0122944 A1 ist bekannt, dass ein Steuergerät bei Erkennen einer Unterspannung oder einer Überspannung an seiner Anschlusseinrichtung nicht einfach einen entsprechenden Fehlereintrag erzeugt, sondern zusätzlich überprüft, ob an der Spannungsquelle des Kraftfahrzeugs ebenfalls eine Unterspannung beziehungsweise Überspannung gemessen worden ist. Falls dies der Fall ist, wird als Fehlereintrag gespeichert, dass die Spannungsquelle eine fehlerhafte Spannung geliefert hat.From the US 2014/0122944 A1 It is known that a control unit on detection of an undervoltage or an overvoltage at its connection device not simply generates a corresponding error entry, but additionally checks whether at the voltage source of the motor vehicle also an undervoltage or overvoltage has been measured. If this is the case, it is stored as an error entry that the voltage source has delivered a faulty voltage.

Aus der DE 10 2007 033 186 A1 ist ein elektronisches Steuergerät zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug bekannt, wobei das Steuergerät einen Einbruch einer dem Steuergerät zugeführten Eingangsspannung erkennen kann. Das Steuergerät merkt sich bei einem Spannungseinbruch diesen Fehler und unterscheidet bei einem Neustart, ob dieser Neustart durch einen Einschaltvorgang des Kraftfahrzeugs oder durch einen vorübergehenden Einbruch der Eingangsspannung ausgelöst wurde.From the DE 10 2007 033 186 A1 an electronic control unit for use in a motor vehicle is known, wherein the control unit can detect a collapse of an input voltage supplied to the control unit. The control unit remembers this error in the event of a voltage dip and distinguishes during a restart whether this restart was triggered by a switch-on of the motor vehicle or by a temporary drop in the input voltage.

Die DE 198 45 565 C1 beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln eines Bordnetzzustandes eines Kraftfahrzeugs. Bei der Beurteilung des Bordnetzzustands wird zwischen eingeschalteten Kurzzeitverbrauchern, die aufgrund ihrer kurzen Einschaltdauer für den Bordnetzzustand nicht relevant sind, und zwischen Langzeitverbrauchern unterschieden. Dabei wird der Spannungseinbruch aufgrund von Kurzzeitverbrauchern für die Beurteilung des Bordnetzzustands nicht berücksichtigt.The DE 198 45 565 C1 describes a method for determining a vehicle electrical system state of a motor vehicle. When assessing the vehicle electrical system state is between switched on short-term consumers, due to their short Duty cycle for the electrical system state are not relevant, and a distinction between long-term consumers. The voltage drop due to short-term consumers is not taken into account for the assessment of the vehicle electrical system status.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Kraftfahrzeug Steuergeräte dahingehend zu kalibrieren, dass Toleranzen in den Spannungsmesseinrichtungen der Steuergeräte kompensiert werden.The object of the invention is to calibrate control devices in a motor vehicle in such a way that tolerances in the voltage measuring devices of the control devices are compensated.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche gegeben.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention are given by the features of the dependent claims.

Erfindungsgemäß bereitgestellt ist ein Verfahren zum Kalibrieren von Steuergeräten, die in einem Kraftfahrzeug über eine jeweilige Anschlusseinrichtung an ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs angeschlossen sind. Jedes der Steuergeräte weist jeweils eine Spannungsmesseinrichtung zum Messen der Bordnetzspannung des Bordnetzes auf, wie sie an seiner jeweiligen Anschlusseinrichtung anliegt. Idealerweise, also bei widerstandslosen elektrischen Leitungen des Bordnetzes und identischer Funktionsweise aller Spannungsmesseinrichtungen, müsste also jedes Steuergerät mittels seiner Spannungsmesseinrichtung denselben Messwert ermitteln. Dies ist aber wegen der oben beschriebenen Toleranzen der Spannungsmesseinrichtungen und der übrigen Komponenten der Steuergeräte nicht der Fall.Provided according to the invention is a method for calibrating control devices which are connected in a motor vehicle via a respective connection device to an electrical system of the motor vehicle. Each of the control units has in each case a voltage measuring device for measuring the vehicle electrical system voltage of the electrical system, as it rests on its respective connection device. Ideally, ie in the case of resistance-free electrical lines of the vehicle electrical system and identical mode of operation of all voltage measuring devices, each control unit would therefore have to determine the same measured value by means of its voltage measuring device. However, this is not the case because of the above-described tolerances of the voltage measuring devices and the other components of the control units.

Bei dem Verfahren wird daher aus zumindest einem gemessenen Spannungswert der Bordnetzspannung ein Referenzwert der Bordnetzspannung gebildet. Woher der zumindest eine gemessene Spannungswert kommt, wird im weiteren Verlauf dieser Erfindungsbeschreibung beschrieben. Der Referenzwert wird in jedem der Steuergeräte bereitgestellt. Des Weiteren erzeugt jedes der Steuergeräte mittels seiner Spannungsmesseinrichtung einen eigenen Messwert der Bordnetzspannung, so wie sie an der jeweiligen Anschlusseinrichtung anliegt. Aus dem jeweiligen eigenen Messwert und dem Referenzwert bildet jedes der Steuergeräte jeweils einen Korrekturwert und kalibriert in Abhängigkeit von dem eigenen Korrekturwert seine Spannungsmesseinrichtung. Beispielsweise kann jedes der Steuergeräte dazu ausgelegt sein, als Korrekturwert einen Offset-Wert zu bilden, der z. B. auf jeden weiteren von der eigenen Spannungsmesseinrichtung gemessenen Spannungswert aufaddiert werden kann. Alternativ dazu kann als Korrekturwert ein Korrekturfaktor berechnet werden, mit dem der mittels der eigenen Spannungsmesseinrichtung gemessene Spannungswert z. B. multipliziert werden kann.In the method, therefore, a reference value of the vehicle electrical system voltage is formed from at least one measured voltage value of the vehicle electrical system voltage. Where the at least one measured voltage value comes from will be described in the further course of this description of the invention. The reference value is provided in each of the controllers. Furthermore, each of the control units generates by means of its voltage measuring device a separate measured value of the vehicle electrical system voltage, as applied to the respective connection device. From the respective own measured value and the reference value, each of the control units in each case forms a correction value and calibrates its voltage measuring device as a function of its own correction value. For example, each of the controllers may be configured to form an offset value as a correction value, which may be, for example, an offset value. B. can be added to each other measured by the own voltage measuring device voltage value. Alternatively, a correction factor can be calculated as a correction value with which the voltage value z measured by means of the own voltage measuring device can be calculated. B. can be multiplied.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich der Vorteil, dass der verfügbare Spannungsbereich der Bordnetzspannung besser ausgenutzt werden kann, da bei der Programmierung oder Konfigurierung der Steuergeräte kleinere Toleranzbänder zugrunde gelegt werden können. Es muss nicht in demselben Maße wie im Stand der Technik damit gerechnet werden, dass eines der Steuergeräte aufgrund von Toleranzen z. B. seiner Spannungsmesseinrichtung bei einem Spannungswert der Bordnetzspannung aufgrund einer Messwertstreuung eine Unterspannung detektiert, bei welcher andere Steuergeräte noch den normalen Betrieb weiterführen.The inventive method has the advantage that the available voltage range of the vehicle electrical system voltage can be better utilized, since in the programming or configuration of the control units smaller tolerance bands can be used. It must not be expected to the same extent as in the prior art that one of the control units due to tolerances z. B. its voltage measuring device at a voltage value of the vehicle electrical system voltage due to a measured value scattering detects an undervoltage, in which other control devices continue normal operation.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass jedes der Steuergeräte seine Spannungsmesseinrichtung derart kalibriert, dass bei nochmaligem Erzeugen des eigenen Messwerts in jedem der Steuergeräte ein Unterschied zwischen dem nochmals erzeugten eigenen Messwert und dem Referenzwert verringert wäre. Mit anderen Worten wird in jedem Steuergerät versucht, die eigenen Messwerte an den Referenzwert anzugleichen. Mit anderen Worten findet ein Abgleich der Spannungsmesseinrichtungen der Steuergeräte statt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sich die Steuergeräte beim Auswerten der Bordnetzspannung ähnlicher verhalten.In a further development of the invention, it is provided that each of the control devices calibrates its voltage measuring device in such a way that, when the own measured value is generated again in each of the control devices, a difference between the own measured value generated again and the reference value would be reduced. In other words, each control unit attempts to match its own measured values to the reference value. In other words, an adjustment of the voltage measuring devices of the control units takes place. This has the advantage that the control units behave more similarly when evaluating the vehicle electrical system voltage.

In einer Weiterbildung der Erfindung erzeugt jedes der Steuergeräte den eigenen Messwert in Abhängigkeit von einem Triggersignal, das gleichzeitig an jedes der Steuergeräte ausgesendet wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Steuergeräte ihren jeweiligen eigenen Messwert gleichzeitig mit jedem anderen Steuergerät erzeugen. Mit anderen Worten findet eine synchrone Messwerterzeugung statt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Steuergeräte ihren jeweiligen eigenen Messwert unter denselben Messbedingungen erzeugen können.In one development of the invention, each of the control units generates its own measured value as a function of a trigger signal which is transmitted simultaneously to each of the control units. This results in the advantage that the control units generate their respective own measured value simultaneously with each other control unit. In other words, a synchronous measured value generation takes place. This results in the advantage that the control units can generate their own individual measured value under the same measuring conditions.

In einer Weiterbildung der Erfindung senkt jedes Steuergerät beim Erzeugen des eigenen Messwert seine aus dem Bordnetz aufgenommene elektrische Leistung unter einen jeweils vorbestimmten Schwellenwert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Stromfluss eines elektrischen Stromes in dem Bordnetz reduziert wird und hierdurch ein Spannungsabfall entlang von elektrischen Leitungen des Bordnetzes unter einen vorbestimmten Schwellenwert gesenkt werden kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass jedes Steuergerät den von ihm aufgenommenen Versorgungsstrom unter einen Schwellenwert von beispielsweise 500 Milliampere senkt. Hierdurch können die Einflüsse unterschiedlicher Leitungslängen, über welche die Steuergeräte mit der Spannungsquelle des Kraftfahrzeugs verbunden sind, minimiert werden.In one development of the invention, each control unit lowers its electrical power absorbed by the vehicle electrical system below a respectively predetermined threshold value when generating its own measured value. This results in the advantage that a current flow of an electric current is reduced in the electrical system and thereby a voltage drop along electrical lines of the electrical system can be reduced below a predetermined threshold. For example, it can be provided that each control unit reduces the supply current absorbed by it below a threshold value of, for example, 500 milliamperes. As a result, the influences of different line lengths, via which the control units are connected to the voltage source of the motor vehicle, can be minimized.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Erzeugen der jeweiligen eigenen Messwerte in jedem der Steuergeräte während eines Hochlaufs des Kraftfahrzeugs. Mit anderen Worten werden die Messwerte bei einem Start des Kraftfahrzeugs erzeugt. Insbesondere werden die Messwerte erzeugt, während die Steuergeräte nach einem Zündung-ein-Signal in dem Kraftfahrzeug noch keine Gerätefunktion im Bezug auf eine Fahrt des Kraftfahrzeugs und/oder eine Komfortfunktion für Fahrzeuginsassen bereitstellen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Betriebsweise der Steuergeräte für das Erfassen der eigenen Messwerte optimiert werden kann, also beispielsweise die Leistungsaufnahme reduziert werden kann, ohne dass sich hierdurch eine Nutzwerteinbuße für den Benutzer des Kraftfahrzeugs ergibt.In one development of the invention, the generation of the respective own measured values takes place in each of the control units during a run-up of the motor vehicle. In other words, the Measured values generated at a start of the motor vehicle. In particular, the measured values are generated while the control units, after an ignition-on signal in the motor vehicle, do not yet provide a device function with respect to a drive of the motor vehicle and / or a comfort function for vehicle occupants. This results in the advantage that the mode of operation of the control devices can be optimized for acquiring the own measured values, that is, for example, the power consumption can be reduced, without resulting in a loss of usefulness for the user of the motor vehicle.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird der Referenzwert als ein Mittelwert aus jedem eigenen Messwert jedes der Steuergeräte gebildet. Mit anderen Worten werden die Messwerte der Steuergeräte gemittelt. Mit anderen Worten sind also die Spannungswerte, aus denen der Referenzwert gebildet wird, die von den Spannungsmesseinrichtungen der Steuergeräte erfassten oder gemessenen Messwerte. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass keine technisch aufwendige und in der Bereitstellung kostspielige Messeinrichtung zum Messen eines Absolutwerts der Bordnetzspannung bereitgestellt werden muss. Dennoch können die Spannungsmesseinrichtungen aller Steuergeräte aneinander angeglichen werden, um die Fertigungstoleranzen auszugleichen.In one development of the invention, the reference value is formed as an average value of each individual measured value of each of the control devices. In other words, the measured values of the control devices are averaged. In other words, the voltage values from which the reference value is formed are the measured values detected or measured by the voltage measuring devices of the control devices. This results in the advantage that no technically complex and expensive in the provision of measuring device for measuring an absolute value of the vehicle electrical system voltage must be provided. Nevertheless, the voltage measuring devices of all control units can be matched to each other to compensate for manufacturing tolerances.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird zum Bilden des Referenzwerts durch jedes der Steuergeräte der jeweilige eigene Messwert einer zentralen Mastereinrichtung bereitgestellt. Die Mastereinrichtung wiederum stellt dann den gebildeten Referenzwert jedem der Steuergeräte bereit. Mit anderen Worten wird der Referenzwert zentral in einer Mastereinrichtung gebildet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der gleiche Referenzwert für alle Steuergeräte entsteht. Die Mastereinrichtung kann durch eines der Steuergeräte selbst oder durch ein weiteres Steuergerät bereitgestellt sein. Die Mastereinrichtung kann auch durch eine zentrale Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs oder durch einen Busmaster eines Kommunikationsbusses bereitgestellt sein. Über den Kommunikationsbus können die Steuergeräte auch ihre Messwerte übertragen.In one development of the invention, the respective own measured value of a central master device is provided by each of the control devices for forming the reference value. The master device, in turn, then provides the formed reference value to each of the controllers. In other words, the reference value is formed centrally in a master device. This has the advantage that the same reference value is created for all control units. The master device may be provided by one of the controllers themselves or by another controller. The master device can also be provided by a central computing device of the motor vehicle or by a bus master of a communication bus. The control units can also transmit their measured values via the communication bus.

Alternativ zu einer zentralen Mastereinrichtung sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass zum Bilden des Referenzwerts die Steuergeräte ihre eigenen Messwerte untereinander austauschen. Dies kann beispielsweise mittels einer Buskommunikation über einen Datenbus des Kraftfahrzeugs erfolgen. Vorteil dieser Weiterbildung ist, dass keine dedizierte zentrale Mastereinrichtung benötigt ist. Bevorzugt berechnet jedes der Steuergeräte seinen Referenzwert jeweils auf Grundlage der gleichen Berechnungsmethode. Somit ergibt sich in jedem Steuergerät wiederum derselbe Referenzwert.As an alternative to a central master device, a development of the invention provides that the control units exchange their own measured values with each other in order to form the reference value. This can be done for example by means of a bus communication via a data bus of the motor vehicle. The advantage of this development is that no dedicated central master device is needed. Each of the control units preferably calculates its reference value on the basis of the same calculation method. Thus, in turn, the same reference value results in each control device.

Die bisher beschriebenen Weiterbildungen sehen vor, dass die Spannungswerte, aus denen der Referenzwert gebildet wird, durch die Messwerte gebildet sind, welche mittels der Spannungsmesseinrichtungen gebildet worden sind. Eine alternative Weiterbildung hierzu sieht vor, dass eine Referenzmesseinrichtung den Referenzwert aus zumindest einem eigenen Messwert der Bordnetzspannung bildet. Mit anderen Worten wird eine zentrale Messeinrichtung zum Erzeugen des Referenzwerts benutzt. Diese Referenzmesseinrichtung weist insbesondere eine größere Messgenauigkeit als die Spannungsmesseinrichtungen auf. Bei der Referenzmesseinrichtung kann vorgesehen sein, dass der Referenzwert aus einem einzelnen eigenen Messwert gebildet wird oder aus mehreren eigenen Messwerten, die beispielsweise wiederum zu einem Mittelwert kombiniert werden können. Diese Weiterbildung kann insbesondere dann vorgesehen sein, wenn in dem Kraftfahrzeug eine geeichte oder kalibrierte Referenzmesseinrichtung bereitsteht. Diese Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass der Referenzwert auch als absoluter Referenzwert genutzt werden kann, insbesondere falls auch der Absolutwert der Bordnetzspannung mit einer Abweichung angegeben werden kann, die betragsmäßig kleiner als ein vorbestimmter Höchstabweichwert ist.The further developments described so far provide that the voltage values from which the reference value is formed are formed by the measured values which have been formed by means of the voltage measuring devices. An alternative development for this purpose provides that a reference measuring device forms the reference value from at least one own measured value of the vehicle electrical system voltage. In other words, a central measuring device is used to generate the reference value. In particular, this reference measuring device has a greater measuring accuracy than the voltage measuring devices. In the case of the reference measuring device, it may be provided that the reference value is formed from a single, individual measured value or from a plurality of own measured values which, for example, can again be combined to form an average value. This development can be provided, in particular, when a calibrated or calibrated reference measuring device is available in the motor vehicle. This refinement has the advantage that the reference value can also be used as an absolute reference value, in particular if the absolute value of the vehicle electrical system voltage can also be specified with a deviation which is smaller in magnitude than a predetermined maximum threshold value.

Wie bereits ausgeführt, gehört zu der Erfindung auch ein Kraftfahrzeug. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug sind Steuergeräte über eine jeweilige Anschlusseinrichtung an ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs angeschlossen. Die Steuergeräte weisen jeweils eine Spannungsmesseinrichtung zum Messen der an ihrer jeweiligen Anschlusseinrichtung anliegenden Bordnetzspannung des Bordnetzes auf. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist dazu ausgelegt, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgestaltet.As already stated, the invention also includes a motor vehicle. In the motor vehicle according to the invention, control devices are connected via a respective connection device to an electrical system of the motor vehicle. The control units each have a voltage measuring device for measuring the voltage applied to their respective terminal equipment vehicle electrical system voltage of the electrical system. The motor vehicle according to the invention is designed to carry out an embodiment of the method according to the invention. The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.In the following an embodiment of the invention is described. For this purpose, the single figure shows a schematic representation of an embodiment of the motor vehicle according to the invention.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, however, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of each other, which also develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.

Die Fig. zeigt ein Kraftfahrzeug 1, bei dem es sich beispielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, handeln kann. Dargestellt sind eine Spannungsquelle 2, ein Bordnetz 3, Steuergeräte 4, eine Kommunikationseinrichtung 5 und eine zentrale Mastereinrichtung oder kurz ein Master 6. Die Kommunikationseinrichtung 5 kann beispielsweise ein Datenbus, insbesondere ein CAN-Bus (CAN – Controller Area Network) sein. Der Master 6 kann beispielsweise ein weiteres Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1 sein. The figure shows a motor vehicle 1 which may be, for example, a motor vehicle, in particular a passenger car. Shown are a voltage source 2 , a wiring system 3 , Control units 4 , a communication device 5 and a central master device or briefly a master 6 , The communication device 5 may for example be a data bus, in particular a CAN bus (CAN - Controller Area Network). The master 6 For example, another control device of the motor vehicle 1 be.

Die Spannungsquelle 2 kann beispielsweise eine Fahrzeugbatterie und/oder einen Generator aufweisen. Die Spannungsquelle 2 kann dazu ausgelegt sein, eine Bordnetzspannung U bereitzustellen, die beispielsweise in einem Bereich von 10 Volt bis 15 Volt oder 40 Volt bis 55 Volt oder größer als 60 Volt, insbesondere größer 100 Volt, liegen kann.The voltage source 2 may for example have a vehicle battery and / or a generator. The voltage source 2 can be designed to provide a vehicle electrical system voltage U, which may for example be in a range of 10 volts to 15 volts or 40 volts to 55 volts or greater than 60 volts, in particular greater than 100 volts.

Bei den Steuergeräten 4 kann es sich beispielsweise jeweils um ein Motorsteuergerät oder ein Bremssteuergerät oder ein Klimaanlagensteuergerät oder ein Informations-/Unterhaltungssystem (Infotainmentsystem) oder ein Radio oder einen Fensterhebersteuerung handeln. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Steuergeräte 4 im Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 eine vernetzte Funktion F bereitstellen, die sich durch ein Zusammenwirken der Steuergeräte 4 beispielsweise durch Austauschen von Daten über die Kommunikationseinrichtung 5, ergibt. Beispielsweise kann die vernetzte Funktion F ein elektronisches Stabilitätsprogramm oder eine Motorsteuerung darstellen.At the control units 4 it may for example be an engine control unit or a brake control unit or an air conditioning control unit or an information / entertainment system (infotainment system) or a radio or a power window control. In particular, it can be provided that the control units 4 during operation of the motor vehicle 1 to provide a networked function F, which is characterized by an interaction of the control units 4 for example, by exchanging data via the communication device 5 , results. For example, the networked function F may represent an electronic stability program or engine control.

Die Steuergeräte 4 können über das Bordnetz 3 mit einem jeweiligen Versorgungsstrom I1, I2, I3 versorgt werden. Die Steuergeräte 4 können hierzu über eine jeweilige Anschlusseinrichtung 7 mit dem Bordnetz 3 verschaltet oder an das Bordnetz 3 angeschlossen oder angekoppelt sein. Die Anschlusseinrichtung 7 kann beispielsweise elektrische Anschlusskontakte umfassen.The controllers 4 can via the electrical system 3 be supplied with a respective supply current I1, I2, I3. The controllers 4 can do this via a respective connection device 7 with the electrical system 3 interconnected or to the electrical system 3 be connected or docked. The connection device 7 may include, for example, electrical connection contacts.

Jedes Steuergerät 4 kann eine Spannungsmesseinrichtung 8 aufweisen, welche dazu ausgelegt sein kann, die an der jeweiligen Anschlusseinrichtung 7 anliegende elektrische Spannung, die durch das Bordnetz 3 bereitgestellt wird, zu messen. Die Spannungsmesseinrichtung kann hierzu eine entsprechende, wie aus dem Stand der Technik bekannte, Messschaltung aufweisen. In jedem Steuergerät 4 kann hierdurch ein eigener Messwert U1, U2, U3 der an der jeweiligen Anschlusseinrichtung 7 anliegenden oder bereitgestellten Bordnetzspannung U bereitstehen.Each control unit 4 can be a voltage measuring device 8th which may be adapted to those at the respective terminal device 7 applied electrical voltage through the electrical system 3 is provided to measure. For this purpose, the voltage measuring device can have a corresponding measuring circuit known from the prior art. In every control unit 4 This allows a separate measured value U1, U2, U3 at the respective connection device 7 available or provided on-board voltage U are available.

Jedes Steuergerät 4 kann eine Steuereinrichtung oder Prozessoreinrichtung 9 aufweisen, die dazu ausgelegt sein kann, für die Spannungsmesseinrichtung 8 einen Kalibrierwert K1, K2, K3 zu ermitteln. Der jeweilige Kalibrierwert K1, K2, K3 kann dann beispielsweise in der Spannungsmesseinrichtung 8 gespeichert werden, um die jeweilige Spannungsmessung an der Anschlusseinrichtung 7 zu korrigieren. Alternativ dazu kann auch der von der Spannungsmesseinrichtung 8 an die Prozessoreinrichtung 9 übermittelte jeweilige Messwert U1, U2, U3 durch die Prozessoreinrichtung 9 mittels des jeweiligen Kalibrierwerts K1, K2, K3 angepasst werden. Die Kalibrierwerte K1, K2, K3 sind dabei in der Weise ausgelegt, dass die Spannungsmessungen der Spannungsmesseinrichtungen 8 jedes der Steuergeräte 4 aneinander angeglichen sind, so dass im Idealfall die Messwerte U1, U2, U3 identisch sind, falls eine Leerlaufspannung des Bordnetzes 3 gemessen würde. Zumindest wird durch die Kalibrierwerte K1, K2, K3 eine Differenz der Spannungsmesswerte U1, U2, U3 verringert im Vergleich zu dem Fall, dass die Kalibrierwerte K1, K2, K3 nicht verwendet werden.Each control unit 4 may be a controller or processor device 9 that may be configured for the tension measuring device 8th to determine a calibration value K1, K2, K3. The respective calibration value K1, K2, K3 can then, for example, in the voltage measuring device 8th are stored to the respective voltage measurement at the connection device 7 to correct. Alternatively, that of the tension measuring device 8th to the processor device 9 transmitted respective measured value U1, U2, U3 by the processor device 9 be adjusted by means of the respective calibration value K1, K2, K3. The calibration values K1, K2, K3 are designed in such a way that the voltage measurements of the voltage measuring devices 8th each of the controllers 4 are matched to each other, so that in the ideal case, the measured values U1, U2, U3 are identical, if an open circuit voltage of the electrical system 3 would be measured. At least, the calibration values K1, K2, K3 reduce a difference of the voltage measurement values U1, U2, U3 in comparison to the case where the calibration values K1, K2, K3 are not used.

Im Folgenden ist erläutert, wie die Kalibrierwerte K1, K2, K3 ermittelt werden.The following explains how the calibration values K1, K2, K3 are determined.

Es kann vorgesehen sein, dass der Master 6 beispielsweise während des Hochlaufs des Kraftfahrzeugs 1, wenn also beispielsweise ein Fahrer eine Zündung des Kraftfahrzeugs 1 einschaltet, von den Steuergeräten 4 die Belastung der zu messenden Bordnetzspannung U auf ein Minimum zu reduzieren. Mit anderen Worten wird beispielsweise über den Kommunikationsbus 5 die Leistungsreduzierung angefordert. Hierdurch können die Steuergeräte 4 veranlasst werden, ihren Versorgungsstrom I1, I2, I3 unter einen vorbestimmten Grenzwert zu reduzieren. Dann kann der Master 6 mittels eines Messtriggersignals oder kurz Triggersignals T die Steuergeräte 4 auffordern, die jeweilige an den Anschlusseinrichtungen 6 anliegende Spannung zu messen.It can be provided that the master 6 for example, during startup of the motor vehicle 1 For example, if a driver, for example, an ignition of the motor vehicle 1 turns on, from the controllers 4 to reduce the load on the vehicle electrical system voltage U to be measured to a minimum. In other words, for example, via the communication bus 5 the power reduction requested. This allows the controllers 4 be caused to reduce their supply current I1, I2, I3 below a predetermined limit. Then the master can 6 by means of a Messtriggersignals or short trigger signal T, the control units 4 request the respective at the connection devices 6 to measure applied voltage.

Der ermittelte Messwert U1, U2, U3 kann über die Buskommunikation beispielsweise an den Master 6 gemeldet werden. Durch das Triggersignal T sind sämtliche Spannungsmesswerte U1, U2, U3 zum gleichen Messzeitpunkt ermittelt worden. Zudem ist die Spannungsquelle 2 während der Messung unbelastet, so dass Spannungsabfälle innerhalb der Leitungen des Bordnetzes 3 einen geringen oder zu vernachlässigenden Einfluss auf die Messungen haben. Zudem kann vorgesehen sein, dass alle Spannungsmesseinrichtungen 8 die gleiche Filterung der Messwerte vornehmen. Insgesamt ergeben sich vergleichbare und von der Steuergeräteposition und/oder der Verkabelung im Bordnetz 3 unabhängige Spannungsmesswerte U1, U2, U3.The determined measured value U1, U2, U3 can be sent via the bus communication, for example, to the master 6 be reported. By means of the trigger signal T, all voltage measurement values U1, U2, U3 have been determined at the same time of measurement. In addition, the voltage source 2 unencumbered during the measurement, allowing voltage drops within the wiring of the electrical system 3 have a small or negligible influence on the measurements. In addition, it can be provided that all voltage measuring devices 8th make the same filtering of the measured values. Overall, comparable result and from the control unit position and / or the wiring in the electrical system 3 independent voltage readings U1, U2, U3.

Der Master 6 kann dann einen Mittelwert aus den empfangenen Spannungsmesswerten U1, U2, U3 bilden. Dieser Mittelwert stellt einen Referenzwert R dar. Der Master 6 kann den Referenzwert R über den Kommunikationsbus 5 an die Steuergeräte 4 aussenden. Jedes Steuergerät 4 kann auf Basis seines eigenen Spannungsmesswerts U1, U2, U3 und des empfangenen Referenzwerts R einen jeweiligen Korrekturwert K1, K2, K3 ermitteln und hierdurch seine Spannungsmesseinrichtung 8 oder die Spannungsmessung an sich kalibrieren.The master 6 can then form an average of the received voltage measured values U1, U2, U3. This mean value represents a reference value R. The master 6 can the reference value R via the communication bus 5 to the control units 4 send out. Each control unit 4 can determine a respective correction value K1, K2, K3 on the basis of its own voltage measurement value U1, U2, U3 and the received reference value R, and thereby its voltage measuring device 8th or calibrate the voltage measurement itself.

Anstelle des Masters 6 kann die beschriebene Ermittlung des Referenzwerts R auch beispielsweise durch eine der Prozessoreinrichtung 9 durchgeführt werden.Instead of the master 6 For example, the described determination of the reference value R can also be performed by one of the processor devices 9 be performed.

Durch den Abgleich von Fertigungs- und Langzeittoleranzen findet eine fahrzeugbezogene Toleranzeinschränkung bei der Spannungsmessung statt. Es wird der Bereich minimiert, in welchem eine Spannung von den einzelnen Steuergeräten unterschiedlich interpretiert wird. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit verringert, dass ein Steuergerät bereits eine Unterspannung erkennt, während gleichzeitig ein zweites Steuergerät noch die normale Funktionalität bereitstellt, weil seine Spannungsmesseinrichtung ein normal funktionierendes Bordnetz erkennt. Der verfügbare Spannungsbereich, in welchem die Bordnetzspannung U ohne Ausfall der Gerätefunktionen variiren kann, kann besser ausgenutzt werden oder größer sein, da bei der Bedatung der Steuergeräte, das heißt ihrer Programmierung oder Justierung, kleinere Toleranzbänder verwendet werden können.By comparing manufacturing and long-term tolerances, a vehicle-related tolerance restriction takes place in the voltage measurement. It minimizes the range in which a voltage is interpreted differently by the individual control units. This reduces the likelihood that a control unit will already detect an undervoltage, while at the same time a second control unit still provides the normal functionality, because its voltage measuring device detects a normally functioning electrical system. The available voltage range, in which the vehicle electrical system voltage U can vary without failure of the device functions, can be better utilized or be larger, since smaller tolerance bands can be used when the control devices are being programmed, that is to say their programming or adjustment.

Somit ist die Entwicklung vernetzter Funktionen F möglich, die verhältnismäßig kleine Toleranzbereiche zulassen können, was eine Erweiterung des nutzbaren Spannungsbereichs bedeutet.Thus, the development of networked functions F is possible, which can allow relatively small tolerance ranges, which means an extension of the usable voltage range.

Eine alternative Ausführungsform, bei welcher anstelle eines Mittelwerts der Referenzwert R auf andere Weise ermittelt wird, kann vorsehen, dass eine zentrale Spannungsmesseinrichtung oder Referenzmesseinrichtung bereitgestellt wird, die im Verhältnis zu den Spannungsmesseinrichtungen 8 eine kleinere Messungenauigkeit aufweist, d. h. eine größere Messgenauigkeit. Der Spannungsmesswert dieser Referenzmesseinrichtung kann dann ebenfalls als Referenzwert an die Steuergeräte 4 über den Kommunikationsbus 5 ausgesendet werden.An alternative embodiment in which, instead of an average, the reference value R is determined in another way may provide that a central voltage measuring device or reference measuring device is provided, which is in relation to the voltage measuring devices 8th has a smaller measurement inaccuracy, ie a greater accuracy of measurement. The voltage reading of this reference measuring device can then also as a reference value to the control units 4 over the communication bus 5 to be sent out.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein Verfahren zum Abgleich der Spannungsmessung einzelner Steuergeräte im Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann.Overall, the example shows how a method for balancing the voltage measurement of individual control devices in the motor vehicle can be provided by the invention.

Claims

Method for calibrating control devices ( 4 ) used in a motor vehicle ( 1 ) via a respective connection device ( 7 ) to an electrical system ( 3 ) of the motor vehicle ( 1 ) are connected and in each case a voltage measuring device ( 8th ) for measuring at their respective connection device ( 7 ) adjacent vehicle electrical system voltage (U) of the vehicle electrical system ( 3 ), wherein in the method: - a from at least one measured. Voltage value (U1, U2, U3) of the vehicle electrical system voltage (U) formed reference value (R) in each of the control units ( 4 ), - each of the control units ( 4 ) by means of its voltage measuring device ( 8th ) has its own measured value (U1, U2, U3) at the respective connection device ( 7 ) generates adjacent vehicle electrical system voltage (U), and - each of the control units (U) from the respective own measured value (U1, U2, U3) and the reference value (R) forms a correction value (K1, K2, K3) and in dependence on the correction value (K1, K2, K3) its voltage measuring device ( 8th ) calibrated.

Method according to claim 1, wherein each of the control devices ( 4 ) its voltage measuring device ( 8th ) is calibrated in such a way that when the own measured value (U1, U2, U3) is generated again in each of the control units ( 4 ) reduces a difference between the self-generated own measured value (U1, U2, U3) and the reference value (R).

Method according to one of the preceding claims, wherein each of the control devices ( 4 ) the own measured value (U1, U2, U3) as a function of one to each of the control units ( 4 ) generated trigger signal (T).

Method according to one of the preceding claims, wherein each of the control devices ( 4 ) when generating its own measured value (U1, U2, U3) its from the electrical system ( 3 ) decreases electrical power below a predetermined threshold.

Method according to one of the preceding claims, wherein the generation of the respective own measured values (U1, U2, U3) by each of the control devices ( 4 ) during a run-up of the motor vehicle ( 1 ) he follows.

Method according to one of the preceding claims, wherein the reference value (R) is calculated as an average of each individual measured value (U1, U2, U3) of each of the control units ( 4 ) is formed.

Method according to one of the preceding claims, in which, to form the reference value (R), each of the control devices ( 4 ) its own measured value (U1, U2, U3) of a central master device ( 7 ) and the central master device ( 7 ) the reference value (R) of each of the control units ( 4 ).

Method according to one of claims 1 to 6, wherein to form the reference value (R) the control devices ( 4 ) exchange their own measured values (U1, U2, U3) and each of the control units ( 4 ) calculates the reference value (R) itself using the same calculation method.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein a reference measuring device forms the reference value (R) from at least one separate measured value of the vehicle electrical system voltage (U).

Motor vehicle ( 1 ), in which control devices ( 4 ) via a respective connection device ( 7 ) to an electrical system ( 3 ) of the motor vehicle ( 1 ) and the control units ( 4 ) each a voltage measuring device ( 4 ) for measuring at their respective connection device ( 7 ) adjacent vehicle electrical system voltage (U) of the vehicle electrical system ( 3 ), characterized in that the motor vehicle ( 1 ) is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims.