DE10124109B4 - Verfahren zur Driftüberwachung von Magnetventilschaltkreisen - Google Patents

Verfahren zur Driftüberwachung von Magnetventilschaltkreisen Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Überwachung einer mehrkanaligen Magnetventillast (2), mit Kanälen (43) jeweils zugeordneten Schaltelementen (8, 15) und Stromreglern (6, 13), wobei elektrische Verbraucher von einem durch das Tastverhältnis bestimmten Strom durchflossen werden und der Strom von dem Stromregler (6, 13) auf einen Sollwert einregelbar ist und zur Überwachung das Tastverhältnis und/oder eine aus dem Tastverhältnis abgeleitete Größe mit einem Schwellwert verglichen und bei Abweichung auf Fehler erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß den Schaltelementen (8, 15) der mehrkanaligen Magnetventillast (2) jeweils eine PWM-Eingangsimpulsfolge (3, 4) aufgeprägt wird, mit einem eine Differenzmessung an einer Subtraktionsstufe (35) initialisierenden Impuls, wobei die Subtraktionsstufe (35) aus einer kanalweisen Impulszählung von Impulsen einer Zeitbasis (24) einen Absolutfehler durch Vergleich der kanalweise erfaßten Impulse der Zeitbasis (24) mit einer vorgebbaren Referenzzeit tRef oder einen Relativfehler pro Kanal durch Vergleich mit kanalweise erfaßten Impulsen der Zeitbasis (24) mit Ansteuerzeiten der Schaltelemente (8, 15; 21, 22) in einem weiteren Kanal...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Überwachung von Magnetventilschaltkreisen ist insbesondere bei sicherheitsrelevanten Systemen an Kraftfahrzeugen wie z.B. dem ABS-System, was heute mehr oder weniger Standard geworden ist und dem ESP-System an Kraftfahrzeugen von Bedeutung. Das elektrische Verhalten von in Magnetventilschaltkreisen aufgenommenen Ventilen kann indirekt über das Verhalten des diese taktenden Stromreglers erfaßt werden.
  • Aus DE 40 12 109 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung wenigstens einer Stromregelstufe bekannt. Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Endstufe beschrieben. Der Verbraucher wird von einem getakteten Strom mit einem vorgebbaren Tastverhältnis durchflossen. Zur Fehlerüberwachung gemäß dieser Lösung wird das Ansteuersignal und die am Verbindungspunkt zwischen Endstufe und Verbraucher anliegende Spannung ausgewertet.
  • DE 198 51 732 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung mindestens einer Stromregelstufe. Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung wenigstens einer Stromregelstufe für elektrische Verbraucher, die wenigstens Schaltmittel und einen Stromregler umfaßt, beschrieben. Der Verbraucher wird jeweils von einem durch ein Tastverhältnis bestimmten Strom durchflossen. Der Strom kann von dem Stromregler auf einen Sollwert eingeregelt werden. Zur Überwachung der Stromregelstufen wird das Verhältnis zwischen dem Tastverhältnis und dem Sollwert der zu überwachenden Stromregelstufe gebildet und anschließend einem Vergleich unterzogen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung lassen sich Ansteuerzeiten von Schalttransistoren zum einen ausmessen und zum anderen miteinander vergleichen. Nachdem sich ein eingeschwungener Zustand nach Ablauf einer angemessenen Zeitspanne eingestellt hat, lassen sich Absolutfehler und/oder Relativfehler einer mehrkanaligen Magnetventillast detektieren, speichern und auswerten. Das Fehlerkriterium, welches herangezogen werden kann, ist durch die Beziehung dt1 > tref gegeben, wobei tref eine fest vorgegebene Zeit sein kann, welche eine Überwachung der Transistorsteuerzeiten auf Absolutfehler gestattet. Stellt tref hingegen die Zeitbasis eines Nachbarkanals einer mehrkanaligen Magnetventillast dar, läßt sich eine Relativüberwachung der Kanäle in bezug aufeinander herbeiführen. Somit ist eine Überwachung von n-Kanälen im ABS oder ESP-System eines Kraftfahrzeuges möglich. Die Überwachung ist im aktiven Betrieb des ABS- bzw. des ESP-Systems möglich, es bestehen keine Beschränkungen hinsichtlich des Systemzustandes von ABS oder ESP zur Überwachung der Ansteuerzeiten von Leistungselektronikkomponenten wie z.B. Schalttransistoren.
    •
  • Neben der Ermittlung von Ansteuerzeiten von Schalttransistoren kann mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens das sich einstellende PWM-Verhältnis am Drain der Schalttransistoren ausgemessen, ausgewertet und verglichen werden. Je nach Anzahl der Schalttransistoren, die in einer mehrkanaligen Schaltventillast vorgesehen sind, kann eine Ermittlung aller Absolut- oder Relativfehler der mehrkanaligen Magnetventillast vorgenommen werden.
  • Neben einer Erfassung und Bewertung von Ansteuerzeiten unter Einsatz eines Mikrocontrollers, lassen sich zur Ermittlung der Ansteuerzeiten der Schalttransistoren auch ASIC's oder programmierbare Gate-Arrays einsetzen (FPGA). Die Auflösung der Messung ist über den Takt des Systems und über die verwendete Busbreite für die Zeitinformation einstellbar. Im fehlerfreien Zustand einer mehrkanaligen Magnetventillast stellt sich ein bekanntes Puls-/Pausenverhältnis ein; im Fehlerfalle, z.B. verursacht durch den Ausfall eines der Magnetventile, stellt sich ein anderes, abweichendes Puls-/Pausenverhältnis ein. Werden die Puls-, d.h. die Ansteuerzeiten von Schalttransistoren gemessen und bewertet, läßt sich ein unerwartetes Verhalten eines Schaltmagnetventils ermitteln und an einen zentralen Mikro prozessor oder ein Display übermitteln und dort ausgeben. Die Bewertungskriterien sind frei wählbar, so daß beispielsweise auf die kürzesten oder die längstens Ansteuerzeiten, die längste oder die kürzeste Ansteuerzeit fokussiert werden kann.
  • Je nach Ausführungsform können auch weitere Auswertealgorithmen eingesetzt werden; der gewünschte Auswertealgorithmus kann jeweils angesprochen werden, während die anderen abgespeicherten Auswertealgorithmen passiv bleiben.
    •
  • Zeichnung
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1 eine Meßanordnung zur Auswertung von Schalttransistoransteuerzeiten,
  • 2 eine Überwachungsschaltung zur Detektion von Absolut- oder Relativfehlern an elektrischen Baukomponenten wie z.B. Schalttransistoren und
  • 3 ein Blockschaltbild mit einem Steuerwerk zur koordinierten Ansteuerung von Meßelementen, Vergleichsoperationen und Auswerte- bzw. Ausgabeeinheiten und
  • 4 eine Darstellung eines internen Algorhitmus.
  • Ausführungsvarianten
  • 1 zeigt eine Meßanordnung zur Auswertung von Ansteuerzeiten von Schalttransistoren.
  • Eine mehrkanalige Magnetventillast 2 steht mit einer Spannungsquelle 1 in Verbindung, welche die mehrkanalige Magnetventillast 2 mit einer Batteriespannung beaufschlagt. Die mehrkanalige Magnetventillast umfaßt mehrere Kanäle, in welche einzelne Schaltelemente 7 bzw. 14 aufgenommen sind. In der Darstellung gemäß 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich zwei Kanäle der mehrkanaligen Magnetventillast 2 dargestellt, die Pfade A und X.
  • In den Pfaden A und X sind als Schaltelemente 7 bzw. 14 Schalttransistoren eingesetzt, deren jeweilige Transistorgates 8 bzw. 15 über jeweils getrennte Stromregler 6 bzw. 13 angesteuert werden. Die Stromregler 6 bzw. 13 für die Pfade A und X werden ihrerseits über eine hier nicht dargestellte Pulsweitenmodulation mit einer Eingangsimpulsabfolge A bzw. X gekennzeichnet durch die Bezugszeichen 3 und 4 angesteuert. Die Eingangsimpulsabfolge der pulsweiten Modulationen 3 bzw. 4 werden in den den Pfaden A bzw. X zugeordnete Testmodeinitialisierungsbausteine 5 zugeführt, denen jeweils eine in digitaler Form implementierte Driftüberwachung für jeden der Kanäle A bzw. X, 9 und 10 zugeordnet sind. Die in digitaler Form implementierte Driftüberwachung steht über Spannungsangriffspunkte 16 bzw. 17 mit den Kanälen A und X der Magnetventillast 2 in Verbindung; daneben ist jeder digitalen Driftüberwachung 9 bzw. 10 eine separate, kanalselektive Ausgabe 11 bzw. 12 zugeordnet. Über die digitale Driftüberwachung 9 bzw. 10 kann pro Kanal selektiv ausgegeben werden, welche Ansteuerzeiten die in den Kanälen A und X aufgenommenen, z.B. Transistoren 7 bzw. 14, Schaltelemente jeweils aufweisen.
  • Die Eingangsimpulsfolgen A und X werden den Testmodusbausteinen 5 sowie den den Kanälen A bzw. X jeweils zugeordneten Stromreglern 6 bzw. 13 parallel aufgegeben. Über die pulsweitenmodulierten Eingangsimpulsfolgen A und X, in der Darstellung gemäß 1 durch die Bezugszeichen 3 und 4 identifiziert, wird die digitale Driftüberwachung 9 bzw. 10 initialisiert.
  • Die digitalen Driftüberwachungsstufen 9 bzw. 10 sind untereinander über bidirektionale Datenleitungen 18 verbunden. Von der Vielzahl von Kanälen einer mehrkanaligen Magnetventillast 2 sind in der schematischen Darstellung gemäß 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich die Kanäle A bzw. X wiedergegeben, in denen jeweils ein als Transistor ausgebildetes Schaltelement 7 bzw. 14 aufgenommen ist.
  • 2 zeigt eine Überwachungsschaltung einer digitalen Driftüberwachung zur Detektion von Absolut- und/oder Relativfehlern elektronischer z.B. als Transistoren ausgebildeter Schaltelemente.
  • Mit 20 ist eine Überwachungsschaltung gekennzeichnet, die in digitaler Form jeweils in den digitalen Driftüberwachungsstufen 9 bzw. 10 gemäß der schematischen Darstellung in 1 implementiert sein kann. Gemäß der Darstellung in 2 erfolgt eine Betrachtung anhand der Kanäle A bzw. B der Überwachungsschaltung 20, in denen analog zur schematischen Darstellung in 1 als Transistoren aufgenommene Schaltelemente TA bzw. TB aufgenommen sind. An den Transistorgates werden die Transistoren mit pulsweiten modulierten Eingangsimpulsfolgen 21 bzw. 22 beaufschlagt. Die den Kanälen A und B aufgegebene Eingangsimpulsabfolge steht Operationsverstärkern 23 bzw. 30 des Kanales A bzw. des Kanales B an.
  • Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers des Kanals A steht als Eingangssignal 26 an einem dem Kanal A zugeordneten digitalen Zähler an. Gleichzeitig steht am digitalen Zähler 25 für den Kanal A ein invertiertes Ausgangssignal 27 des Operationsverstärkers 23 an. Ferner ist der digitale Zähler 25, der dem Kanal A zugeordnet ist, mit einem Zeitsignal einer hier schematisch wiedergegebenen Zeitbasis 24 beaufschlagt. Die Impulsabfolge der Zeitbasis 24 steht ebenso an einem Zähler 31 an, welcher dem Kanal B der Überwachungsschaltung 20 gemäß der Darstellung in 2 zugeordnet ist. Dem digitalen Zähler 25 ist ausgangsseitig ein Speicher 28 nachgeschaltet, dessen Ausgang seinerseits auf eine Subtraktionsstufe 35 gelegt ist. Die Subtraktionsstufe 35 ihrerseits steht mit einem durch den Testmodebaustein 5 beaufschlagten Eingang in Verbindung.
  • Im Kanal B der Überwachungsschaltung 20 gemäß der Darstellung in 2 ist ein Operationsverstärker 30 aufgenommen, dessen Ausgangssignal 32 an der Eingangsseite eines digitalen Zählers 31 für den Kanal B ansteht. Analog zur Verschaltung des Kanales A der Überwachungsschaltung 20 steht ein invertiertes Ausgangssignal 33 des Operationsverstärkers 30 am digitalen Zähler 31 für den Kanal B an. Ausgangsseitig ist im digitalen Zähler 31 für den Kanal B ein Speicher 34 zugeordnet, dessen Ausgang wiederum mit dem Eingang der erwähnten Subtraktionsstufe 35 in Verbindung steht.
  • Der Subtraktionsstufe 35 wiederum ist ein Logikbaustein 36 nachgeordnet, dessen Ausgang beispielsweise auf einen Mikrocontroller 37 gelegt sein kann.
  • Über die pulsweiten modulierte Eingangsimpulsfolge 3 bzw. 4 in den Kanälen A und X der Darstellung gemäß 1, bzw. über die in analoger Form beschaffene Eingangsimpulsfolge für die Kanäle A und B gemäß der Darstellung in 2, kann eine Initialisierung der Subtraktionsstufe 35 durch geeignete Ansteuerung über den Testmodusbaustein 5 erfolgen. Nach dem Erreichen eines eingeschwungenen Zustands der mehrkanaligen Magnetventillast 2 gemäß 1 kann eine Messung der Ansteuerzeiten der Schaltelemente 7 bzw. 14 oder der korrespondierenden Schaltelemente in den Kanälen A und B gemäß 2 erfolgen. Die Zeit, die vergeht, bis sich an der mehrkanaligen Magnetventillast 2 ein eingeschwungener Zustand einstellt, liegt im Bereich von wenigen ms. Der Initialisierung der Subtraktionsstufe 35 erfolgt nach Verstreichen der Zeitspanne bis zum Erreichen eines eingeschwungenen Zustandes durch den Zähler 25 für den Kanal A bzw. durch den Zähler 31 für den Kanal B eine Zählung der Impulse, welche die interne Zeitbasis 24 mit den einzelnen Zählern 25 bzw. 31 für die Kanäle A und B gemäß der Darstellung in 2 aufprägt. Aus den Zählimpulsen für den Kanal A bzw. für den Kanal B, festgehalten in den Speichern 25 bzw. 31, werden die Ansteuerzeiten der Schaltelemente 7 bzw. 14 oder 21 bzw. 22 für die Kanäle A und B gemäß der Darstellung in 2 ermittelt.
  • Je nachdem, ob eine Absolutfehlermessung oder eine Relativfehlermessung erfolgen soll, werden die ermittelten in den Speichern 25 bzw. 31 ermittelten Ansteuerzeiten mit Referenzzeiten verglichen. Wird eine fest vorgegebene Referenzzeit tref vorgegeben, so kann eine kanalweise Absolutüberwachung der Ansteuerzeiten von Schaltelementen ermittelt werden; wird als Referenzzeit tref die Zeitbasis eines benachbarten Kanals der mehrkanaligen Magnetventillast 2 herangezogen, so kann eine Relativüberwachung vorgenommen werden. Dieser Vorgang kann für jeden der Kanäle A, B, ..... bis N der mehrkanaligen Magnetventillast 2 synchron oder asynchron erfolgen, bis die zum Beispiel als Transistoren ausgebildeten Schaltelemente aller Kanäle einer mehrkanaligen Magnetventillast durchgemessen worden sind.
  • In der Subtraktionsstufe 35 stehen die erhaltenen Resultate durch Differenzbildung zwischen den den Zählimpulsen der Zeitbasis 24 entsprechenden Ansteuerzeiten der in den Kanälen A bzw. B enthaltenen Schaltelemente und der vorgegebenen Referenzzeit erhaltenen Resultate zur Verfügung. Die erhaltenen Resultate können in einem der Subtraktionsstufe 35 nachgeordneten Logikbaustein 36 ausgewertet werden. Je nach implementiertem Algorithmus im Logikbaustein 36 kann ein unerwartetes Verhalten eines in den Kanälen der mehrkanaligen Magnetventillast 2 aufgenommenen Ventiles ermittelt werden. Als Wertungskriterien, die frei vorggebbar sind, können z.B. die kürzesten, die längsten oder die kürzeste bzw. die längste Ansteuerzeit von Schalttransistoren in der mehrkanaligen Magnetventillast 2 herangezogen werden. Je nach Algorithmus, der im Logikbaustein 36 in digitaler Form implementiert werden kann, kann eine Auswertung auf das vorgegebene Kriterium erfolgen. Im Logikbaustein 36 können auch mehrere Algorithmen parallel installiert werden, wobei der jeweils gewünschte Auswertealgorithmus ausgewählt werden kann und die anderen im Logikbaustein 36 implementierten Algorithmen passiv bleiben.
  • Der Logikbaustein kann sowohl in Software nachgebildet sein (Mikrocontroller) als auch ein Hardwarebaustein als ASIC bzw. als FPGA realisiert werden. Die mit einer digitalen Ausbildung erzielbaren Vorteile liegen u.a. darin, daß eine weitestgehend von äußeren Einflüssen z.B. der Umgebungstemperatur unabhängige Meßmethode zur Verfügung steht.
  • Neben dem Ausmessen und Vergleichen der Transistoransteuerzeiten im eingeschwungenen System der mehrkanaligen Magnetventillast 2 läßt sich auch das sich einstellende PWM-Verhältnis an der Niederspannungsseite (Drain) der Schalttransistoren TA 7 bzw. TX 14 auswerten, um einen Absolut- oder Relativfehler zu detektieren. Dieser kann in Speichern ebenfalls kanalweise gespeichert und ausgewertet werden.
  • Bei der Gewichtung des sich einstellenden Pulsweitenmodulations-Verhältnisses auf der Niederspannungsseite von Schalttransistoren TA bzw. TX, d.h. dem Baukomponenten 7 bzw. 14 kann eine Absolutüberwachung derart erfolgen, daß das PWM-Verhältnis mit einer fest vorgebbaren Referenzzeit tref, nach einer Einschwingzeit der mehrkanaligen Magnetventillast 2, verglichen wird. Die Gewichtung des sich einstellenden Pulsweitenmodulations-Verhältnisses erfolgt durch Auszählung des internen Systemtaktes in der durchgeschalteten Phasen der als Transistor ausgebildeten Schaltelemente 7. Ferner werden in den ausgeschalteten Phasen die Meßwerte gespeichert, ausgewertet und ausgegeben. Die gemessenen Zeiten werden gemäß eines internen Algorithmus (vergleiche 4) voneinander subtrahiert. Ist das Ergebnis kleiner einer bestimmten vorgegebenen Differenzzeit Δtkrit, wird keine Fehlermeldung ausgegeben. Ist das Ergebnis hingegen größer als die vorgegebene Differenzzeit, werden die Kanäle mit der kürzesten bzw. der längsten Schaltzeit auf Ausgabeeinheiten bzw. Mikrocontroller 44 bzw. 37 ausgegeben.
  • Eine Relativüberwachung des sich einstellenden Pulsweitenmodulations-Verhältnisses auf der Niederspannungsseite der Schalttransistoren 7 bzw. 14 kann durch einen Vergleich anhand einer Referenzzeit tref auf Zeitbasis eines benachbarten Kanals der mehrkanaligen Magnetventillast 2 vorgenommen werden. Mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann eine Überwachung von n-Kanälen realisiert werden. Die Darstellung gemäß 1 zeigt lediglich die Kanäle AX, während in der Darstellung gemäß 2 von der mehrkanaligen Magnetventillast 2 lediglich die Kanäle A und B beispielhaft herausgegriffen sind. Die mehrkanalige Magnetventillast kann bei Einsatz in einem ABS oder ESP-System an einem Kraftfahrzeug 4, 6, 8 oder auch 12 Kanäle umfassen.
  • Mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann eine Quasi-Analog-Überwachung einer mehrkanaligen Magnetventillast 2 bei aktivem Betrieb durchgeführt werden. Es lassen sich die einzelnen Kanäle einer mehrkanaligen Magnetventillast 2 auf externe und interne Absolut- und Relativfehler überprüfen. Sich aufgrund tiefer oder unterschiedlicher Temperaturen einstellender Absolutfehler hinsichtlich verlängerter Ansteuerzeiten von Schalttransistoren 7, 14, 21 bzw. 22 lassen sich mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren ebenso detektieren, wie Relativfehler in Gestalt von vorgegebenen Schwellwerte überschreitenden Ansteuerzeiten in einzelnen Kanäle aufgrund hängender oder fehlerhafter Magnetventile.
  • Der Darstellung gemäß 3 ist ein Blockschaltbild mit einem Steuerwerk zur Koordination von Messung, Vergleichsoperation und Ausgabeeinheit zu entnehmen.
  • Mit einem an einer nicht dargestellten Zeitbasis vorgegebenen Taktsignal 41 bzw. 42 werden sowohl das Steuerwerk 40 als auch die Messroutinen für eine Vielzahl von Kanälen 43 (A, B, C, D) einer mehrkanaligen Magnetventillast 2 angesteuert. Das Steuerwerk 40 selbst koordiniert sowohl die Messung in der Vielzahl von Kanälen 43 der mehrkanaligen Magnetventillast als auch den Ablauf der Überwachungsschaltung 20, deren Auswerteergebnisse an eine hier schematisch wiedergegebenen Ausgabeblock 44 bzw. 37 übermittelt werden, die entweder als ein Datenbus, Mikrocontroller oder als ein Display beschaffen sein kann. Je nach auszuwertendem Kanal A, B, C oder D können bestimmte Puls/Pausenverhältnisse in einzelnen Kanälen einer mehrkanaligen Magnetventilschaltlast ermittelt werden. Während der Pulszeit ist das jeweilige Ventil bestromt; im fehlerfreiem Zustand stellt sich somit ein bekanntes Puls-Pausenverhältnis ein. Im Falle eines auftretenden Fehlers z.B. beim Vorlegen eines defekten Ventils stellt sich ein anderes Puls/Pausenverhältnis ein, welches von dem bekannten Puls-/Pausenverhältnis im fehlerfreien Zustand abweicht. Aus einer Messung der Pulszeiten und deren Bewertung mittels eines Algorithmus innerhalb der Überwachungsschaltung 20 wird ein unerwartetes Verhalten von Schaltventilen, bzw. von Schaltelementen wie z.B. Schalttransistoren 7 bzw. 14 (vergleiche Darstellung in 1) oder deren falsches Verhalten oder bei einer Absolutwertung, die Batteriespannung einem zentralen Mikrocontroller 37 auf einem Ausgabedisplay 44 ausgegeben.
  • Das in 3 wiedergegebene, ein digitales System aus Steuerwerk 40 Messung Überwachungsschaltung 20 bzw. Ausgabeeinheiten 44, 37 enthaltende, digitale System wird von einer Zeitbasis 42 (oder 24 gemäß der Dartellung in 2) in vorgegebener Taktung betrieben. Die Zeiten, in denen die einzelnen in den Kanälen A ..... bis X der mehrkanaligen Schaltventillast 2 vorgesehenen Schaltelemente 8, 7 bzw. 14 bestromt sind, werden gemessen. Die Bewertung der digital erfaßten Zeitinformation erfolgt in einem nachgeschalteten, in einer Auswerteschaltung 20 implementierten Algorithmus. Die Zeitauflösung ist abhän gig vom Zeittakt, welcher durch die Zeitbasis 42 (oder 24 in 2) vorgegeben wird. Es lassen sich z.B. mittels des Algorithmus' die kürzeste Ansteuerzeit entdecken und diese anzeigen. Zusätzlich können weitere Ansteuerzeiten angezeigt werden, die über einer bestimmten, digital vorgebbaren Schwelle liegen. Mittels des in der Überwachungsschaltung 20 implementierten Algorithmus' können die gemessenen Ansteuerzeiten entsprechend ihrer Dauer ermittelt und verglichen werden, wozu eine Referenzzeit tref herangezogen wird (vergleiche 2). Es lassen sich beispielsweise alle diejenigen Kanäle einer mehrkanaligen Magnetventillast anzeigen, die mehr als 15 μs über der kürzesten gemessenen Zeit liegen. Diese Information kann an eine z.B. als Mikrocontroller 37 bzw. als Display 44 beschaffene Ausgabeeinheit weitergegeben werden.
  • 4 zeigt den Ablauf eines Algorhitmus' der zur Gewichtung des sich einstellenden Pulsweitenmodulations-Verhältnisses durchlaufen wird.
  • Gemäß dieses Ablaufschemas werden in einer Einschaltzeitenmessung 50 alle Einschaltzeiten gemessen, d.h. tA, tB, tC sowie tD. In einer sich an die Einschaltzeitenmessung 50 anschließenden Schritt wird die kürzeste Meßzeit ermittelt, die in Schritt 52 in einem Speicher abgelegt wird. Die kürzeste Meßzeit wird mit tmin belegt.
  • Nach der Speicherung der kürzesten Meßzeit tmin erfolgt in einem Toleranzvorgabeschritt 53 die Definition einer Zeit tF, die sich aus der Addition der kürzestens Meßzeit tmin und einer kritischen zulässigen Meßzeit tkrit ergibt. In einem sich an die Toleranzvorgabe 53 anschließenden Prüfschritt 54 wird geprüft, ob die einzelnen ermittelten Einschaltzeiten tA, tB, tC sowie tD innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches von tF und tmin liegen. Überschreitet eine der Einschaltzeiten tA, tB, tC bzw. tD (entspricht tx) die Summe aus tkrit und tF erfolgt eine Ausgabe der minimalen Einschaltzeit tmin sowie der entsprechende Wert der Einschaltzeiten tx, welcher die Einschaltzeitschwelle überschreitet. Anschließend werden die im Vergleichsschritt 55 erhaltenen Werte an einer Mikrocontroller 37 bzw. Ausgabeeinheit 44 ausgegeben.
    • 1
    Batteriespannung
    2
    mehrkanalige Ventillast
    3
    Eingangsimpulsfolge A
    4
    Eingangsimpulsfolge X
    5
    Testmodebaustein
    6
    Stromregler A
    7
    Transistor A
    8
    Transistorbasis
    9
    digitale Driftüberwachung Kanal A
    10
    digitale Driftüberwachung Kanal X
    11
    kanalselektive Ausgabe A
    12
    kanalselektive Ausgabe X
    13
    Stromregler X
    14
    Transistor X
    15
    Transistorbasis X
    16
    Abgriff Kanal A
    17
    Abgriff Kanal X
    18
    Steuerleitung digitale Driftüberwachung A Kanal X
    19
    weiterer Kanal
    20
    Überwachungsschaltung
    21
    PWM A
    22
    PWM B
    23
    Operationsverstärker A
    24
    vorgegebene Zeitbasis
    25
    Zähler Kanal A
    26
    Eingangssignal Kanal A
    27
    Invertiertes Eingangssignal Kanal A
    28
    Speicher Kanal A
    29
    Zeittaktsignal-Eingang A
    30
    Operationsverstärker Kanal B
    31
    Zähler Kanal B
    32
    Eingangssignal Kanal B
    33
    Invertiertes Eingangssignal Kanal B
    34
    Speicher Kanal B
    35
    Subtraktionsstufe
    36
    Logikbaustein
    37
    Mikrocontroller
    40
    Steuerwerk
    41
    Taktsignal Steuerwerk
    42
    Taktsignal Messung
    43
    Kanäle A, B, C, D
    44
    Ausgabeeinheit
    50
    Einschaltzeitenmessung
    51
    Ermittlung kürzeste Meßzeit tmin
    52
    Speicherung
    53
    Toleranzvorgabe
    54
    Prüfstufe
    55
    Vergleich

Claims (6)

  1. Verfahren zur Überwachung einer mehrkanaligen Magnetventillast (2), mit Kanälen (43) jeweils zugeordneten Schaltelementen (8, 15) und Stromreglern (6, 13), wobei elektrische Verbraucher von einem durch das Tastverhältnis bestimmten Strom durchflossen werden und der Strom von dem Stromregler (6, 13) auf einen Sollwert einregelbar ist und zur Überwachung das Tastverhältnis und/oder eine aus dem Tastverhältnis abgeleitete Größe mit einem Schwellwert verglichen und bei Abweichung auf Fehler erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß den Schaltelementen (8, 15) der mehrkanaligen Magnetventillast (2) jeweils eine PWM-Eingangsimpulsfolge (3, 4) aufgeprägt wird, mit einem eine Differenzmessung an einer Subtraktionsstufe (35) initialisierenden Impuls, wobei die Subtraktionsstufe (35) aus einer kanalweisen Impulszählung von Impulsen einer Zeitbasis (24) einen Absolutfehler durch Vergleich der kanalweise erfaßten Impulse der Zeitbasis (24) mit einer vorgebbaren Referenzzeit tRef oder einen Relativfehler pro Kanal durch Vergleich mit kanalweise erfaßten Impulsen der Zeitbasis (24) mit Ansteuerzeiten der Schaltelemente (8, 15; 21, 22) in einem weiteren Kanal der Anzahl der Kanäle (43) ermittelt.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der mehrkanaligen Magnetventillast (2) über eine Überwachungsschaltung (20) an den Kanälen zugeordneten Zählern (25, 31) Impulse einer Zeitbasis (24) gezählt werden.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse der Zeitbasis (24) an digitalen Speichern (28, 34), die den Zählern (25, 31) pro Kanal zugeordnet sind, gespeichert werden.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Subtraktionsstufe (35) die kanalweise gezählten Impulse mit einer vorgebbaren Anzahl von Impulsen verglichen werden.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählung der Impulse der Zeitbasis (24) synchron oder asynchron in der Anzahl der Kanäle (43) der mehrkanaligen Magnetventillast (2) erfolgt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Differenzmessung ermittelte Referenzeiten oder Ansteuerzeiten von Schaltelementen (8, 15; 21, 22) benachbarter Kanäle der mehrkanaligen Magnetventillast (2), steigende Ansteuerzeiten kanalselektiven Fehlermeldeausgängen (11, 12) übermittelt werden.
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