DE102007044427A1

DE102007044427A1 - Anordnung mit einer Fahrzeug-Sicherung und einem Prozessor

Info

Publication number: DE102007044427A1
Application number: DE200710044427
Authority: DE
Inventors: Dietmar Hoch
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2009-03-19

Abstract

Bisherige Anordnungen mit einer Fahrzeug-Sicherung (5) und einem Prozessor (9) sind so aufgebaut, dass außerhalb des Prozessors ein A/D-Wandler und ein Temperatursensor angebracht werden mussten.
Die neue platzsparende Anordnung (1) ist so aufgebaut, dass der A/D-Wandler (6) im Prozessor angeordnet ist. Die Fahrzeug-Sicherung (5) liefert den unverstärkten, analogen Messwert für den Eingang (7) des Prozessors. Die Signalübertragung erfolgt digital über ein Bussystem. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Kalibrierung des Messwertes gleichfalls im Prozessor erfolgen kann.
Derartige Anordnungen werden insbesondere zum Testen von Steuergeräten in Fahrzeugen benötigt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Fahrzeug-Sicherung und einem Prozessor gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die gattungsbildende DE 10 2004 014 662 A1 offenbart eine Anordnung mit einer Fahrzeug-Sicherung und einem Analog/Digital-Wandler, bei der der gehäuste A/D-Wandler auf der gleichen Platine wie die Fahrzeug-Sicherung angeordnet ist. Hierbei wandelt der A/D-Wandler den an der Sicherung abgegriffenen analogen Messwert in ein digitales Signal zur Weiterverarbeitung um. Auf der gleichen Platine wie der A/D-Wandler ist auch ein gehäuster Temperatursensor angeordnet. Die Messergebnisse aus diesen beiden Komponenten werden an einen auf der selben Platine angeordneten Prozessor weitergeleitet, der dort die Messergebnisse auswertet und an einen Optokoppler, der den Ausgang der Platine bildet. Vom Ausgang geht das Endsignal an eine Signalübertragungsvorrichtung, insbesondere ein Kabel. Diese überträgt das Signal z. B. in ein Steuergerät zur Weiterverarbeitung.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass das System groß und teuer ist und die Datenrate durch den Optokoppler begrenzt ist. Auch ist bei diesem System die Kalibrierung sehr aufwendig und kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung mit einer Fahrzeug-Sicherung aufzuzeigen, die die Signale zur Weiterverarbeitung kostengünstig, schnell und zuverlässig aufbereitet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der A/D-Wandler mit einem Vorverstärker im Prozessorgehäuse mit integriert wird.
Der Vorteil einer solchen Anordnung besteht darin, dass ein solches System platzsparend ist und einen geringeren Energiebedarf aufweist. Ferner vereinfacht sich die Kalibrierung. Durch die Reduktion der Bauteile auf der Sicherungs-Platine verringert sich auch die Störanfälligkeit Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn zur Potentialtrennung magnetische Koppler eingesetzt werden, die dann eine wesentlich schnellere Übertragungsrate aufweisen.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den
1 und 2 dargestellt ist, erläutert werden. Es zeigen:
1: Anordnung mit einer Fahrzeug-Sicherung und einem Prozessor zum Digitalisieren von Messwerten
2: Platine mit einer Anordnung zum Digitalisieren von Messwerten
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung mit einer Fahrzeug-Sicherung und einem Prozessor zum Aufbereiten von Messwerten. Die Anordnung 1 besteht aus einer Fahrzeug-Sicherung 5, die es beispielsweise in einer 5A, 10A, 20A oder 30A Ausführung gibt. Diese Sicherung 5 besteht im Wesentlichen aus einem Leiterblech oder Leiterdraht, der geschmolzen oder andersartig zerstört wird, wenn ein zu großer Strom über ihn fließt. In unmittelbarer Nähe der Sicherung 5 befindet sich der Prozessor 9. Der Eingang des Prozessors 9 ist mit der Fahrzeug-Sicherung 5 verbunden. Eine entsprechende Schutzbeschattung 6 z. B. in Form von Widerständen an den Eingängen des Prozessors 9 schützt das System vor zu hohen Spannungen beim Durchbrennen der Sicherung 5. Dies erleichtert eine Reparatur des Messsystems durch Austausch der Sicherung. Das heißt an der Sicherung 5 wird der zu digitalisierende Messwert abgegriffen. Hierbei kann es sich um die an der Sicherung 5 anliegende Spannung oder um den an der Sicherung 5 anliegenden Strom oder eine analoge Spannung/analoger Strom bei Messung ohne Sicherung handeln.
In dem Prozessor 9, das heißt im Prozessorgehäuse, ist ein 16 bit A/D-Wandler angeordnet, der im Prozessor 9 das analoge Signal am Eingang des Prozessors 9 in ein digitales Signal umwandelt. Im Ausführungsbeispiel kann auch im Prozessor 9 ein Verstärker angeordnet sein, der zuerst den analogen Wert beispielsweise um den Faktor 512 verstärkt, bevor er in den A/D-Wandler gelangt. Im A/D-Wandler des Prozessors 9 wird der analoge Messwert in einen digitalen Wert umgewandelt. Für die Kalibrierung des Messsystems werden im Ausführungsbeispiel nur zwei verschiedene Ströme benötigt. Die Temperatur kann dabei nur eine untergeordnete Rolle spielen, da im Prozessor 9 ein Software-Algorithmus installiert ist, in welchem die Materialkennwerte der Sicherung hinterlegt sind. Dies findet unter Benutzung eines Temperatur-Strom-Kennfeldes statt, das sich beispielsweise im nichtflüchtigen Speicher des Prozessors 9 befindet. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein interner Temperatursensor im Prozessor angeordnet sein. Das heißt im Prozessor sind Komponenten vorhanden, die der Temperaturkompensation dienen. Diese Komponenten zur Temperaturkompensation können sowohl von einer Software und/oder von einer Hardware ausgebildet werden. Ferner befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel eine Potentialtrennung 13 in der Anordnung 1. Die Potentialtrennung 13 weist einen magnetischen Koppler 15 auf, der das Ausgangssignal vom Prozessor 9 in den Datenbus 2 verschickt, wobei eine komplette elektrische Entkopplung vom Sicherungsdraht erfolgt. Dadurch werden Übertragungsraten von 115.000 Bit/Sekunde möglich. Ferner weist die Potentialtrennung 13 einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (DC-DC-Wandler) 14 auf, der die Spannungseinheit 12 mit Energie versorgt. Die Versorgungseinheit der Spannungseinheit 12 versorgt auch den Prozessor 9 mit Energie. Eine externe Referenzspannungsquelle und auch eine externe 5 V Spannungsstabilisierung wird nicht mehr benötigt. Es kann die interne Spannungsversorgung, die im Ausführungsbeispiel 2,6 V beträgt verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel wurde der Prozessor ADUC7030 von Analog Devices verwendet.
2 zeigt eine Platine mit einer Anordnung nach 1. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Oberseite einer Platine 17 dargestellt, die zusammen mit der Unterseite die komplette Anordnung 1 beinhaltet. Hier befindet sich auf der Oberseite die herkömmliche originale Fahrzeug-Sicherung 5 und der Prozessor 9, der magnetische Koppler 15 zur galvanischen Trennung und der Stecker 18 zur Anbindung an die Stromversorgung und dem seriellen Bussystem. Mit einer solchen Anordnung kann neben der hohen Messgenauigkeit auch eine Verringerung des Energiebedarfs eine einfachere Kalibrierung, eine schnellerer Datenübertragung, eine geringere Störanfälligkeit erzielt werden. Eine solche Anordnung kann auch kleiner und kompakter aufgebaut werden.
Hier ist es möglich einen analogen Messwert in einen digitalen Wert umzuwandeln und diesen Wert digital beispielsweise über ein Bussystem an andere Einheiten beispielsweise Steuergeräte zu verschicken ohne dass die Übertragung fehlerhaft ist.
Ein solches System ist mobil einsetzbar und kann im Fahrzeug verbleiben ohne die ursprüngliche Sicherungsfunktion der Fahrzeug-Sicherung zu beeinflussen.
Besonders vorteilhaft erweist sich ein solches Sicherungsmodul in Erprobungsfahrzeugen, die dort während der Erprobungslebensdauer verbleiben können. Jedoch können solche Systeme auch für Serienfahrzeuge verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004014662 A1 [0002]

Claims

Anordnung (1) mit einer Fahrzeug-Sicherung (5) zur Unterbrechung von mindestens einem Stromkreis bei Überlast und einem Prozessor (9) zur Verarbeitung eines Messwertes, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des Prozessors (9) direkt mit der Fahrzeug-Sicherung (5) verbunden ist, wobei die Fahrzeug-Sicherung (5) den analogen Messwert für den Prozessor (9) erzeugt.
Anordnung (1) mit einer Fahrzeug-Sicherung (5) und einem Prozessor (9) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeug-Sicherung (5) und der Prozessor (9) auf der gleichen Platine (17) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
Anordnung (1) mit einer Fahrzeug-Sicherung (5) und einem Prozessor (9) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor Komponenten zur Temperaturkompensation aufweist.
Anordnung (1) mit einer Fahrzeug-Sicherung (5) und einem Prozessor (9) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des Prozessor eine Potentialtrennung angeschlossen ist, die einen magnetischen Koppler aufweist. ist