DE102013221716A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verarbeiten eines Spannungssignals - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Spannungssignals (UDCDC), das an einem Ausgang eines spannungsgeregelten Gleichspannungswandlers (12) zum Betrieb einer Last anliegt. Die Vorrichtung umfasst einen Analog-Digital-Wandler (32), dem an einem ADW-Eingang (34) das an dem Ausgang (25des Gleichspannungswandlers (12) anliegende Spannungssignal (UDCDC) zuführbar ist und der einen die Spannung zu einem Messzeitpunkt repräsentierenden Wert an einem ADW-Ausgang (36) digitalisiert bereitstellt. Sie umfasst weiter eine Verarbeitungseinheit (38) zum Verarbeiten des von dem AD-Wandler (32) digitalisierten Spannungswerts sowie eine Filteranordnung (46), die zumindest ein erstes Teilfilter umfasst, wobei das erste Teilfilter (48) ein hinsichtlich einer Filterzeitkonstante konfigurierbares digitales Filter ist, das zwischen dem ADW-Ausgang (36) und der Verarbeitungseinheit (38) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Spannungssignals, das an einem Ausgang eines spannungsgeregelten Gleichspannungswandlers zum Betrieb einer Last anliegt. Im Besonderen betrifft die Erfindung die Überwachung eines Spannungssignals eines Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs.
  • In der nachfolgenden Beschreibung wird als Last Bezug auf einen spulengesteuerten Kraftstoffinjektor einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs genommen. Dies ist lediglich beispielhaft und nicht als einschränkend zu verstehen. Die Erfindung könnte analog z.B. auch bei einem Piezoinjektor oder einer Hochdruckpumpe zum Einsatz kommen.
  • Bei einem spulengesteuerten Kraftstoffinjektor wird durch eine geeignete Erregung einer Magnetspule ein Magnetfeld erzeugt, welches einen Magnetanker eines Spulenantriebs entlang einer Längsachse (Verschiebeachse) bewegt. Mit dem Magnetanker ist eine Nadel des Kraftstoffinjektors verbunden, welche abhängig von ihrer Position eine Öffnung des Kraftstoffinjektors schließt oder zum Zwecke einer Kraftstoffeinspritzung für eine gewisse Zeit freigibt.
  • Die Erzeugung der Spannung zum Antreiben des Spulenantriebs wird mit einem Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler) aus einer Versorgungsspannung erzeugt, die kleiner als die Verstärkungsspannung ist. Als Versorgungsspannung dient die von einer Batterie bereit gestellte Spannung im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs. Der Gleichspannungswandler umfasst üblicherweise einen Speicherkondensator zur Stützung der am Ausgang des Gleichspannungswandlers bereit gestellten Spannung, wenn der an den Gleichspannungswandler angeschlossene Verbraucher, d.h. der Kraftstoffinjektor, kurzzeitig einen hohen Strom zieht. Der Ausgang des Gleichspannungswandlers ist mit dem Kraftstoffinjektor gekoppelt.
  • Zur Einhaltung der Genauigkeit der Schaltzeit des Kraftstoffinjektors sind genaue Spannungsparameter festgelegt, welche während der Betätigung des Kraftstoffinjektors, das heißt während der Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine, einzuhalten und daher zu überwachen sind. Die Ansteuerelektronik für einen solchen Kraftstoffinjektor verfügt daher über die Möglichkeit, die Spannung über einen Analog-Digital-Wandler (AD-Wandler, abgekürzt: ADW) zu messen. Um die Auswertung der Spannung nicht durch kurzzeitige Spannungseinbrüche am Ausgang des Gleichspannungswandlers im Bereich von 80...500µs zu verfälschen, wird das am Ausgang des Gleichspannungswandlers anliegende Signal durch geeignete, analoge Filterstrukturen bedämpft und erst dann dem AD-Wandler zur weiteren Verarbeitung zugeführt.
  • Ein Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass z.B. das Vorhandensein oder die Kapazität des Speicherkondensators nicht mehr ermittelbar ist, ohne das Steuergerät, in dem die genannten Schaltungskomponenten verbaut sind, zu öffnen oder zu modifizieren. Die Ermittlung der Kapazität ist z.B. notwendig, um alterungsbedingte Veränderungen festzustellen. Allgemein kann die Funktionsfähigkeit des Gleichspannungswandlers damit nicht im Detail verifiziert werden.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Spannungssignals funktional und/oder baulich derart zu verbessern, dass während eines Fertigungsvorgangs und nach Herstellung der Vorrichtung ein funktionaler Test der Komponenten einer Energieversorgungseinheit der Vorrichtung durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Spannungssignals, das an einem Ausgang eines spannungsgeregelten Gleichspannungswandlers zum Betrieb einer Last anliegt. Der Gleichspannungswandler kann einen internen Speicherkondensator umfassen, der an den Ausgang des Gleichspannungswandlers angeschlossen ist. Ebenso kann ein externer Speicherkondensator an den Ausgang des Gleichspannungswandlers angeschlossen sein. Die Last kann ein spulengesteuerter Kraftstoffinjektor sein. Die Last kann ein Piezoinjektor sein. Die Last kann eine Hochdruckpumpe sein. Allgemein kann die Last jede Last sein, welche aktiv angesteuert wird und dadurch Spannungsschwankungen am Ausgang des Gleichspannungswandlers hervorruft.
  • Die Vorrichtung umfasst einen Analog-Digital-Wandler (AD-Wandler oder abgekürzt: ADW), dem an einem ADW-Eingang das an dem Ausgang des Gleichspannungswandlers anliegende Spannungssignal zuführbar ist und der einen die Spannung zu einem Messzeitpunkt repräsentierenden Wert an einem ADW-Ausgang digitalisiert bereitstellt. Der AD-Wandler wandelt in einer dem Fachmann bekannten Weise das analoge Spannungssignal in einen digitalen Wert um. Die Abtastung des analogen Spannungssignals erfolgt dabei in vorgegebenen Zeitabständen, zum Beispiel alle 100 Mikrosekunden.
  • Die Vorrichtung umfasst ferner eine Verarbeitungseinheit zum Verarbeiten des von dem AD-Wandler digitalisierten Spannungswerts. Die Verarbeitung kann in einer Überwachung des Spannungssignals, einer Verwendung des aktuell gemessenen Spannungssignal für eine Regelung oder einer allgemeinen Auswertung von Messwerten bestehen.
  • Die Vorrichtung umfasst schließlich eine Filteranordnung. Die Filteranordnung umfasst erfindungsgemäß zumindest ein erstes Teilfilter, das ein hinsichtlich einer Filterzeitkonstante konfigurierbares digitales Filter ist, das zwischen dem ADW-Ausgang und der Verarbeitungseinheit angeordnet ist.
  • Hierdurch wird dem AD-Wandler ein ungefiltertes Spannungssignal zugeführt, so dass auch kurzzeitige Spannungseinbrüche durch diesen detektierbar sind. Durch Auswertung entsprechender Merkmale des Spannungssignals ist es möglich, Rückschlüsse auf das Verhalten des Gleichspannungswandlers sowie des darin verbauten oder darin angeschlossenen Speicherkondensators zu ziehen. Durch das erste Teilfilter ist es möglich, eine dem AD-Wandler nachgeschaltete Filterung vorzunehmen, so dass der Verarbeitungseinheit auch solche Werte zugeführt werden, die einer herkömmlichen Filterung entsprechen. Die Implementierung eines digitalen Filters weist den Vorteil auf, dass dieses entsprechend dem gerade beabsichtigten Zweck durch Konfiguration steuerbar ist.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung umfasst die Filteranordnung ein zweites Teilfilter. Das zweite Teilfilter ist ein analoges Filter, das eine Filterzeitkonstante aufweist, welche auch kurzzeitige Spannungseinbrüche zur Auswertung durch die Verarbeitungseinheit zulässt. Die Filterzeitkonstante des zweiten Teilfilters für einen Kraftstoffinjektor liegt zum Beispiel zwischen 0,3 und 2 Millisekunden. Demgegenüber beträgt die Filterzeitkonstante eines herkömmlichen Filters zwischen 0,03 und 0,2 Millisekunden.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist das zweite Teilfilter eine kleinstmögliche Filterzeitkonstante auf, so dass dem AD-Wandler im Betrieb der Vorrichtung ein gering bedämpftes Spannungssignal zugeführt wird. Damit kann die Größe oder generell das Vorhandensein eines Speicherkondensators erfasst, gemessen und sichergestellt werden. Die diesbezügliche Auswertung wird durch die Verarbeitungseinheit vorgenommen.
  • Das erste Teilfilter kann in einem Testbetrieb eine erste Filterkonfiguration und in einem bestimmungsgemäßen Betrieb eine zweite Filterkonfiguration aufweisen, wobei die erste und die zweite Filterkonfiguration unterschiedlich sind. Hierdurch ist es möglich, in dem Testbetrieb mit der ersten Filterkonfiguration die Größe oder das Vorhandensein eines Speicherkondensators und/oder die Funktionsfähigkeit des Gleichspannungswandlers zu überprüfen. In dem bestimmungsgemäßen Betrieb hingegen wird die zweite Filterkonfiguration verwendet, mit welcher kurzzeitige Spannungsschwankungen gedämpft werden, wobei dann eine Überprüfung von Gleichspannungswandler und/oder Speicherkondensator nicht möglich ist.
  • Die erste Filterkonfiguration in dem Testbetrieb kann derart gewählt werden, dass der Verarbeitungseinheit maximale und/oder minimale Werte der am Ausgang des Gleichspannungswandlers auftretenden, digitalisierten Spannungswerte zuführbar sind. Anhand dieser Werte ist eine Überprüfung des Vorhandenseins oder der Funktionsfähigkeit des Gleichspannungswandlers oder des Speicherkondensators möglich.
  • Die zweite Filterkonfiguration kann in dem bestimmungsgemäßen Betrieb derart gewählt werden, dass der Verarbeitungseinheit gemittelte Werte der am Ausgang des Gleichspannungswandlers auftretenden, digitalisierten Spannungswerte zuführbar sind, so dass kurzzeitige Spannungsschwankungen im Bereich von ca. 80 bis 400 Mikrosekunden an dem Ausgang nicht der Verarbeitungseinheit zugeführt werden. Dies entspricht dem Betrieb einer herkömmlichen Vorrichtung zum Verarbeiten eines Spannungssignals, wie diese in einem Steuergerät zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors oder einer Hochdruckpumpe zum Einsatz kommt.
  • Es wird ferner ein Verfahren zum Verarbeiten eines Spannungssignals vorgeschlagen, das an einem Ausgang eines spannungsgeregelten Gleichspannungswandlers zum Betrieb einer Last anliegt. Die Vorrichtung umfasst einen AD-Wandler, dem an einem ADW-Eingang das an dem Ausgang des Gleichspannungswandlers anliegende Spannungssignal zugeführt wird und der einen die Spannung zu einem Messzeitpunkt repräsentierenden Wert an einem ADW-Ausgang digitalisiert bereitstellt. Sie umfasst weiter eine Verarbeitungseinheit, die den von dem AD-Wandler digitalisierten Spannungswert verarbeitet, sowie eine Filteranordnung, die zumindest ein erstes Teilfilter umfasst, wobei das erste Teilfilter ein hinsichtlich einer Filterzeitkonstante konfigurierbares digitales Filter ist, das zwischen dem ADW-Ausgang und der Verarbeitungseinheit angeordnet ist. Dabei wird das erste Teilfilter in Abhängigkeit eines Testbetriebs oder eines bestimmungsgemäßen Betriebs konfiguriert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist die gleichen Vorteile auf, wie diese vorstehend in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben wurden.
  • In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens wird das erste Teilfilter in den beiden Betriebsarten unterschiedlich konfiguriert.
  • Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird das erste Teilfilter in dem bestimmungsgemäßen Betriebs derart konfiguriert, dass es das Verhalten eines analogen Filters mit langer Filterzeitkonstante von ca. 1 bis 2 Millisekunden aufweist, das dem AD-Wandler vorgeschaltet ist.
  • Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird in dem Testbetrieb anhand des an dem Ausgang anliegenden Spannungssignals eine messtechnische Auswertung in Form einer Minimalwerterfassung des Gleichspannungswandlers oder des Speicherkondensators durchgeführt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Vorrichtung zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs;
  • 2 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Vorrichtung zum Verarbeiten eines Spannungssignals, welches zum Betreiben einer elektronischen Last, insbesondere eines Kraftstoffinjektors, vorgesehen ist; und
  • 3 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Vorrichtung zum Verarbeiten eines Spannungssignals, welches zum Betreiben einer elektronischen Last, insbesondere eines Kraftstoffinjektors, vorgesehen ist.
  • In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ein herkömmliches Steuergerät 10 zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors 30 für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs. Bei dem nicht näher dargestellten Kraftstoffinjektor 30 handelt es sich z.B. um einen herkömmlichen Kraftstoffinjektor, welcher in bekannter Weise einen Spulenantrieb mit einer Magnetspule aufweist. Durch eine geeignete Erregung der Magnetspule wird ein Magnetfeld erzeugt, welches einen Magnetanker des Spulenantriebs entlang einer Längsachse (Verschiebeachse des Magnetankers) bewegt. Mit dem Magnetanker ist eine Nadel des Kraftstoffinjektors verbunden, welche abhängig von ihrer Position eine Öffnung des Kraftstoffinjektors schließt oder zum Zwecke einer Kraftstoffeinspritzung für eine gewisse Zeit freigibt.
  • Zum Öffnen des Kraftstoffinjektors wird dessen Spulenantrieb mit einer Spannung UDCDC beaufschlagt, um den Magnetanker möglichst schnell von seiner Schließposition in seine Öffnungsposition zu bewegen. Danach kann die Magnetspule des Spulenantriebs des Kraftstoffinjektors mit einer im Vergleich zu der für die Öffnung benötigten Spannung UDCDC kleineren Spannung beaufschlagt werden, um den Magnetanker in seiner Öffnungsposition zu halten.
  • Die Spannung UDCDC, die eine Sollspannung darstellt, wird durch das Steuergerät 10 an Ausgangsanschlüssen 22, 24 bereitgestellt. Das Steuergerät 10 umfasst zu diesem Zweck einen Gleichspannungswandler 12, einen Speicherkondensator 14, einen Spannungsregler 16, eine Recheneinheit (Mikrocontroller) 18 sowie ein Schaltelement 20. Der Gleichspannungswandler 12 erzeugt aus einer Eingangsspannung U1 eine Ausgangsspannung U2. Die Eingangsspannung U1, zum Beispiel 12 V, wird durch einen nicht dargestellten Energiespeicher des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Die Ausgangsspannung U2 entspricht der Spannung UDCDC des Gleichspannungswandlers 12 an seinen Ausgangsanschlüssen sowie den Ausgangsanschlüssen 22, 24 des Steuergeräts. Die Höhe der Spannung UDCDC hängt im Wesentlichen von einer Spezifikation des Kraftstoffinjektors 30 ab. Die Spannung UDCDC beträgt z.B. 65 V.
  • Der Gleichspannungswandler 12 ist ausgangsseitig mit den beiden Anschlüssen des Speicherkondensators 14 und dem Kraftstoffinjektor 30 verschaltet. Das Schaltelement 20 ist zwischen dem bereits erwähnten Ausgangsanschluss 22 und einem der Ausgangsanschlüsse des Gleichspannungswandlers 12 verschaltet. Wenn der Kraftstoffinjektor 30 zum Öffnen mit einer Spannung beaufschlagt werden soll, ist das Schaltelement 20 geschlossen. Andernfalls ist es geöffnet. Die Steuerung der Schaltstellung des Schaltelements 20 erfolgt durch die Recheneinheit 18.
  • Die Aufgabe des Speicherkondensators 14 besteht darin, die am Ausgang des Gleichspannungswandlers 12 bereitgestellte Verstärkungsspannung UDCDC zu stützen, wenn der Kraftstoffinjektor 30 beim Einspritzvorgang zum Öffnen kurzzeitig einen hohen Strom zieht. Die zum Öffnen des Kraftstoffinjektors 30 notwendige Energie wird dem Speicherkondensator 14 entnommen, wodurch sich die Spannung zwischen den Ausgangsanschlüssen 22, 24 und damit am Knotenpunkt 26 absenkt.
  • Der Spannungsabfall am Ausgang des Gleichspannungswandlers 12 wird durch den Spannungsregler 16 detektiert, der eingangsseitig mit dem Knotenpunkt 26 zwischen dem Ausgang des Gleichspannungswandlers 12 und dem Speicherkondensator 14 verbunden ist. Ein Ausgang des Spannungsreglers 16 ist mit dem Gleichspannungswandler 12 verbunden, wodurch dieser ein Nachladen des Speicherkondensators 14 bewirkt, um die Verstärkungsspannung UDCDC wieder auf die z.B. 65 V zu regeln.
  • Die Spannungsmessung zur Regelung des Gleichspannungswandlers 12 erfolgt durch den Spannungsregler. Die nachfolgend beschriebene Verarbeitung der Spannung UDCDC kann wahlweise Teil des Spannungsreglers 16 sein. Sie kann auch ein separater Bestandteil des Steuergeräts 10 sein.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Vorrichtung zum Verarbeiten der an dem Knoten 26 bzw. 22 anliegenden Spannung UDCDC. Diese umfasst eine analoge Filteranordnung 46, welche beispielhaft als RC-Filter mit einem Widerstand 52 und einem Kondensator 54 ausgebildet ist. Die Filteranordnung 46 filtert aufgrund einer gewählten langen Filterzeitkonstante aus dem Spannungssignal UDCDC kurzzeitige Spannungseinbrüche heraus. Ausgangsseitig ist die Filteranordnung 46 mit einem Eingang 34 (ADW-Eingang) eines Analog-Digital-Wandlers (AD-Wandler) 32 verbunden. Der AD-Wandler 32, dem das gefilterte analoge Spannungssignal UDCDC zugeführt wird, stellt einen die Spannung zu dem Messzeitpunkt repräsentierenden Wert an einem Ausgang (ADW-Ausgang) 36 digitalisiert bereit.
  • Der Ausgang 36 ist mit einem Eingang 40 einer Verarbeitungseinheit 38 verbunden, die die digitalisierten Spannungswerte in einer vorgegeben Weise verarbeitet, um beispielsweise dem Gleichspannungswandler des Steuergeräts 10 ein Ist-Signal zuzuführen. Die Verarbeitungseinheit 38 kann auch darüber hinaus gehende Auswertungen vornehmen. Die Verarbeitungseinheit 38 kann in Hardware oder Software bereitgestellt sein.
  • Der AD-Wandler 32 und die Verarbeitungseinheit 38 sind Bestandteil einer Recheneinheit 44, zum Beispiel eines Mikrocontrollers. Die Recheneinheit 44 kann eine von der Recheneinheit 18 aus 1 unterschiedliche Recheneinheit sein. Ebenso kann die Recheneinheit 44 der Recheneinheit 18 aus 1 entsprechen.
  • Durch die Eigenschaften der Filteranordnung 46, mit einer verhältnismäßig großen Filterzeitkonstante die Spannung UDCDC zur Filterung kurzzeitiger Spannungseinbrüche zu bedämpfen, ist die Feststellung der Kapazität oder das Vorhandensein des Speicherkondensators 14 des Steuergeräts 10 bzw. der Funktionsfähigkeit des Gleichspannungswandlers 12 nicht möglich. Ebenso können diese Eigenschaften nicht nachträglich detektiert werden.
  • 3 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verarbeiten der an dem Knoten 26 bzw. 22 anliegenden Spannung UDCDC, welche dieses Problem löst.
  • Die Filteranordnung 46 ist hier zweiteilig ausgebildet. Die Filteranordnung 46 umfasst ein erstes Teilfilter 48 und ein zweites Teilfilter 50. Das erste Teilfilter 48 ist ein hinsichtlich seiner Filterzeitkonstante konfigurierbares digitales Filter, das zwischen dem Ausgang 36 des AD-Wandlers 32 und dem Eingang 40 der Verarbeitungseinheit 38 angeordnet ist.
  • Das zweite Teilfilter 50 entspricht von der Anordnung der Filteranordnung 46 aus 2. Dies bedeutet, das zweite Teilfilter 50 ist zwischen dem Eingang 34 des AD-Wandlers 32 und dem Knoten 22 bzw. 26 angeordnet. Im Unterschied zu der Filteranordnung 46 weist das zweite Teilfilter 50 eine Filterzeitkonstante auf, welche auch kurzzeitige Spannungseinbrüche zur Auswertung durch die Verarbeitungseinheit 38 zulässt. Hierzu wird die Filterzeitkonstante des zweiten Teilfilters 50 auf einen möglichst niedrigen Wert gesetzt, mit dem noch eine zuverlässige Messung bzw. Digitalisierung durch den AD-Wandler 32 möglich ist. Beispielhaft ist das zweite Teilfilter 50 ebenfalls als RC-Filter mit einem Widerstand 52 und einem Kondensator 54 ausgebildet. Grundsätzlich können auch andere Filtertypen zum Einsatz kommen, welche die gewünschte geringe Filterzeitkonstante aufweisen.
  • Das erste Teilfilter 48 wird in Abhängigkeit davon konfiguriert, ob ein Testbetrieb oder ein bestimmungsgemäßer Betrieb durchgeführt werden soll. In dem bestimmungsgemäßen Betrieb wird das erste Teilfilter derart konfiguriert, dass es das Verhalten eines analogen Filters mit langer Zeitkonstante aufweist, das dem AD-Wandler vorgeschaltet ist. Beispielsweise können der Auswerteeinheit 38 aus den digitalen Einzelwerten gemittelte Spannungswerte zugeführt werden. Hierdurch wird die geringe Bedämpfung des zweiten Teilfilters „kompensiert“, so dass sich dann aus Sicht der Verarbeitungseinheit 38 kein Unterschied ergibt, ob die ihr zugeführten Signalwerte von einem herkömmlichen, analogen Filters gemäß 2 oder einer erfindungsgemäßen Filteranordnung gemäß 3 stammen.
  • In dem Testbetrieb wird die erste Filterkonfiguration derart gewählt, dass der Verarbeitungseinheit 38 solche Werte der am Ausgang des Gleichspannungswandlers bzw. des Speicherkondensators auftretenden, digitalisierten Spannungswerte zugeführt werden, welche eine Überprüfung der Kapazität oder eine Überprüfung des Vorhandenseins ermöglichen. Beispielsweise können der Verarbeitungseinheit 38 hierzu digitalisierte Maximalwerte und/oder Minimalwerte der Spannung UDCDC der Auswerteeinheit 38 zugeführt werden.
  • Die Auswertung eines weitgehend unbedämpften Spannungssignals ermöglicht eine Umweltqualifikation, eine Validierung sowie Fertigungstests der in dem Steuergerät verbauten Komponenten. Die Überwachung der Leistungsfähigkeit bzw. von Spannungswerten des Gleichspannungswandlers und/oder des Speicherkondensators kann durch digitale Filterung und/oder eine gleitende Mittelwertbildung erfolgen.
  • Es wird vorgeschlagen, ein bislang eingesetztes analoges Filter mit langer Filterzeitkonstante auf eine analoge Filterkomponente und eine digitale Filterkomponente aufzuteilen. Hierdurch wird eine flexible Konfiguration der Filteranordnung erreicht, die es ermöglicht, einen größeren und genaueren Messbereich abzudecken.
  • Die Erfindung wurde im vorstehenden Ausführungsbeispiel anhand eines spulengesteuerten Kraftstoffinjektors beschrieben, der stellvertretend für eine Last im Allgemeinen zu Illustrationszwecken gewählt wurde. Anstelle eines spulengesteuerten Kraftstoffinjektors könnte im Rahmen der Erfindung auch ein Piezoinjektor oder eine Hochdruckpumpe angesteuert und in der beschriebenen Weise überwacht bzw. betrieben werden.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Verarbeiten eines Spannungssignals (UDCDC), das an einem Ausgang eines spannungsgeregelten Gleichspannungswandlers (12) zum Betrieb einer Last anliegt, wobei die Vorrichtung umfasst: – einen Analog-Digital-Wandler (32), dem an einem ADW-Eingang (34) das an dem Ausgang (26) des Gleichspannungswandlers (12) anliegende Spannungssignal (UDCDC) zuführbar ist und der einen die Spannung zu einem Messzeitpunkt repräsentierenden Wert an einem ADW-Ausgang (36) digitalisiert bereitstellt; – eine Verarbeitungseinheit (38) zum Verarbeiten des von dem AD-Wandler (32) digitalisierten Spannungswerts; – eine Filteranordnung (46), die zumindest ein erstes Teilfilter (48) umfasst, wobei das erste Teilfilter (48) ein hinsichtlich einer Filterzeitkonstante konfigurierbares digitales Filter ist, das zwischen dem ADW-Ausgang (36) und der Verarbeitungseinheit (38) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Filteranordnung (46) ein zweites Teilfilter (50) umfasst, wobei das zweite Teilfilter (50) ein analoges Filter ist, das eine Filterzeitkonstante aufweist, welche auch kurzzeitige Spannungseinbrüche des Spannungsignals (UDCDC) zur Auswertung durch die Verarbeitungseinheit (38) zulässt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das zweite Teilfilter (50) eine kleinstmögliche Filterzeitkonstante aufweist, so dass dem AD-Wandler (32) im Betrieb der Vorrichtung ein gering bedämpftes Spannungssignal (UDCDC) zugeführt wird.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste Teilfilter (48) in einem Testbetrieb eine erste Filterkonfiguration und in einem bestimmungsgemäßen Betrieb eine zweite Filterkonfiguration aufweist, wobei die erste und die zweite Filterkonfiguration unterschiedlich sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die erste Filterkonfiguration in dem Testbetrieb derart gewählt ist, dass der Verarbeitungseinheit (38) maximale und/oder minimale Werte der am Ausgang des Gleichspannungswandlers (12) auftretenden, digitalisierten Spannungswerte zuführbar sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die zweite Filterkonfiguration in dem bestimmungsgemäßen Betrieb derart gewählt ist, dass der Verarbeitungseinheit (38) gemittelte Werte der am Ausgang des Gleichspannungswandlers (12) auftretenden, digitalisierten Spannungswerte zuführbar sind, so dass schnelle Spannungsschwankungen an dem Ausgang (26) nicht der Verarbeitungseinheit (38) zugeführt werden.
  7. Verfahren zum Verarbeiten eines Spannungssignals (UDCDC), das an einem Ausgang eines spannungsgeregelten Gleichspannungswandlers (12) zum Betrieb einer Last anliegt, wobei die Vorrichtung umfasst: – einen Analog-Digital-Wandler (32), dem an einem ADW-Eingang das an dem Ausgang (26) des Gleichspannungswandlers (12) anliegende Spannungssignal (UDCDC) zugeführt wird und der einen die Spannung zu einem Messzeitpunkt repräsentierenden Wert an einem ADW-Ausgang (36) digitalisiert bereitstellt; – eine Verarbeitungseinheit (38), die den von dem AD-Wandler (32) digitalisierten Spannungswert verarbeitet; – eine Filteranordnung (46), die zumindest ein erstes Teilfilter (48) umfasst, wobei das erste Teilfilter (48) ein hinsichtlich einer Filterzeitkonstante konfigurierbares digitales Filter ist, das zwischen dem ADW-Ausgang (36) und der Verarbeitungseinheit (38) angeordnet ist; bei dem das erste Teilfilter (48) in Abhängigkeit eines Testbetriebs oder eines bestimmungsgemäßen Betriebs konfiguriert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das erste Teilfilter (48) in den beiden Betriebsarten unterschiedlich konfiguriert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das erste Teilfilter in dem bestimmungsgemäßen Betriebs derart konfiguriert wird, dass es das Verhalten eines analogen Filters mit langer Filterzeitkonstante aufweist, das dem AD-Wandler (32) vorgeschaltet ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem in dem Testbetrieb anhand des an dem Ausgang anliegenden Spannungssignals (UDCDC) eine messtechnische Auswertung des Gleichspannungswandlers (12) durchgeführt wird.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10319336A1 (de) * 2003-04-30 2004-11-18 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung wenigstens eines Energiereservekondensators in einem Rückhaltesystem
US20080048628A1 (en) * 2006-08-22 2008-02-28 Lee Yong-Hee Voltage converter and a method of using the same
US20080186006A1 (en) * 2002-12-21 2008-08-07 Alain Chapuis Method and system for communicating filter compensation coefficients for a digital power control system
US20090267582A1 (en) * 2008-04-29 2009-10-29 Exar Corporation Self-tuning digital current estimator for low-power switching converters

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080186006A1 (en) * 2002-12-21 2008-08-07 Alain Chapuis Method and system for communicating filter compensation coefficients for a digital power control system
DE10319336A1 (de) * 2003-04-30 2004-11-18 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung wenigstens eines Energiereservekondensators in einem Rückhaltesystem
US20080048628A1 (en) * 2006-08-22 2008-02-28 Lee Yong-Hee Voltage converter and a method of using the same
US20090267582A1 (en) * 2008-04-29 2009-10-29 Exar Corporation Self-tuning digital current estimator for low-power switching converters

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