DE102020118852A1

DE102020118852A1 - Method for determining at least one characteristic property of a passive filter device in a vehicle electrical system using a system, and system

Info

Publication number: DE102020118852A1
Application number: DE102020118852.8A
Authority: DE
Inventors: Martin Baumann; Ali Shoar Abouzari
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-07-16
Filing date: 2020-07-16
Publication date: 2022-01-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen zumindest einer charakteristischen Eigenschaft einer passiven Filtereinrichtung (36) in einem elektrischen Bordnetz (10) eines Kraftfahrzeugs (30), bei welchem das elektrische Bordnetz (10) mit zumindest einem Energiespeicher (12) in einem ersten Pfad (14) des elektrischen Bordnetzes (10) und mit einem zweiten Pfad (18) des elektrischen Bordnetzes (10) bereitgestellt wird, wobei im zweiten Pfad (18) zumindest eine erste elektrische Komponente (28) und eine zweite elektrische Komponente (32) im zweiten Pfad (18) bereitgestellt werden, wobei die erste elektrische Komponente (28) durch eine Fehlerinjektionseinrichtung (40) des Systems (10) im zweiten Pfad (18) ersetzt wird und ein Strompuls (42) in den zweiten Pfad (18) injiziert wird und mittels einer Erfassungseinrichtung (44) eine Spannung (46) an einer Anschlussklemme der zweiten elektrischen Komponente (32) erfasst wird und in Abhängigkeit davon die zumindest eine charakteristische Eigenschaft bestimmt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein System (38).The invention relates to a method for determining at least one characteristic property of a passive filter device (36) in an on-board electrical system (10) of a motor vehicle (30), in which the on-board electrical system (10) is equipped with at least one energy store (12) in a first path ( 14) of the vehicle electrical system (10) and with a second path (18) of the vehicle electrical system (10), wherein in the second path (18) at least a first electrical component (28) and a second electrical component (32) in the second Path (18) are provided, wherein the first electrical component (28) is replaced by a fault injection device (40) of the system (10) in the second path (18) and a current pulse (42) is injected into the second path (18) and A voltage (46) at a connection terminal of the second electrical component (32) is detected by means of a detection device (44) and, depending on this, the at least one characteristic E property is determined. The invention also relates to a system (38).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen zumindest einer charakteristischen Eigenschaft einer passiven Filtereinrichtung in einem elektrischen Bordnetz eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs mittels eines Systems gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein System.The invention relates to a method for determining at least one characteristic property of a passive filter device in an electrical system of an at least partially electrically operated motor vehicle using a system according to the preamble of patent claim 1. The invention also relates to a system.

Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, dass Kraftfahrzeuge zumindest teilweise elektrisch, insbesondere vollelektrisch betrieben werden können. Ferner ist bekannt, dass Kraftfahrzeuge zumindest teilweise autonom, insbesondere vollautonom betrieben werden können. Insbesondere bei hochautomatisierten Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs kann eine eingeschränkte Leistungsverfügbarkeit des elektrischen Bordnetzes sicherheitskritisch werden. Hohe Leistungsspitzen können elektrische Komponenten beschädigen, deren Leistungsfähigkeit reduzieren, zu Fehlfunktionen führen oder die Spannungsstabilität des elektrischen Bordnetzes beeinträchtigen. Um entsprechende Fehler bereits frühzeitig auffinden zu können, ist eine virtuelle Entwicklung von entsprechenden Bauteilen und elektrischen Bordnetzen ebenfalls aus dem Kraftfahrzeugbau bekannt, wobei entsprechende Auswirkungen von Fehlern und Störungen im Energiebordnetz adäquat simuliert werden können. Um kritische Spannungsstörungen am Beispiel einer Klemme von einer elektrischen Komponente nachbilden zu können, sind entsprechend valide Modelle für das elektrische Bordnetz beziehungsweise für elektrische Komponenten innerhalb des elektrischen Bordnetzes notwendig. Hierzu sind insbesondere Frequenzen von 10 kHz bis zu 150 kHz gefordert, wobei diese Frequenz aus typischen fahrzeugspezifischen Störungen resultieren. Elektrische Komponenten, welche beispielsweise im Kraftfahrzeug entsprechend verbaut sind, können beispielsweise eine Lenkung und/oder eine Bremse sein, wobei die neben der elektrischen Charakteristik auch eine Abhängigkeit von der mechanischen Gegenaktorik und der Temperatur aufweisen.It is already known from the prior art that motor vehicles can be operated at least partially electrically, in particular fully electrically. It is also known that motor vehicles can be operated at least partially autonomously, in particular fully autonomously. In the case of highly automated driving functions of the motor vehicle in particular, limited power availability of the on-board electrical system can become safety-critical. High power peaks can damage electrical components, reduce their performance, lead to malfunctions or impair the voltage stability of the on-board electrical system. In order to be able to find corresponding errors at an early stage, a virtual development of corresponding components and electrical on-board networks is also known from motor vehicle construction, with the corresponding effects of errors and faults in the on-board energy network being able to be adequately simulated. In order to be able to simulate critical voltage disturbances using the example of a terminal of an electrical component, correspondingly valid models for the on-board electrical system or for electrical components within the on-board electrical system are required. In particular, frequencies of 10 kHz up to 150 kHz are required for this, with this frequency resulting from typical vehicle-specific interference. Electrical components, which are installed accordingly in the motor vehicle, for example, can be a steering system and/or a brake, for example, which, in addition to the electrical characteristics, also have a dependency on the mechanical counter-actuators and the temperature.

Die DE 19 941 486 A1 gibt eine Schaltungsanordnung für die Minderung von Wechselstromanteilen im Zuleitungsgleichstrom von getakteten Verbrauchern an. Diese Verbraucher werden von einem Gleichspannungsnetz, insbesondere dem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, gespeist. Zwischen das Gleichspannungsnetz und dem Verbraucher ist ein auf die Anregungsfrequenz des getakteten Verbrauchers abgestimmtes Filter parallel zu dessen Eingang vorgesehen. Das Filter kann aus der Reihenschaltung einer Induktivität eines ohmschen Widerstands und eines Kondensators bestehen. Der getaktete Verbraucher kann ein bürstenloser Gleichstrommotor sein, der am Eingang Pufferkapazitäten enthält und mit vier Wicklungen sowie diese schaltenden Schaltern versehen ist. Das Gleichspannungsnetz bildet mit der Spannungsquelle, der Netzinduktivität und dem ohmschen Widerstand an seinen Ausgängen ein System, durch welches die Wechselstromanteile im Zuleitungsstrom entstehen. Diese werden durch das Filter, welches auf die Anregungsfrequenz des getakteten Verbrauchers abgestimmt ist, wirksam gedämpft.the DE 19 941 486 A1 specifies a circuit arrangement for the reduction of AC components in the supply line DC current of clocked loads. These consumers are powered by a DC voltage network, in particular the on-board network of a motor vehicle. A filter tuned to the excitation frequency of the clocked consumer is provided parallel to its input between the DC voltage network and the consumer. The filter can consist of a series connection of an inductor, an ohmic resistor and a capacitor. The clocked consumer can be a brushless DC motor that contains buffer capacitances at the input and is provided with four windings and switches that switch them. The DC voltage network forms a system with the voltage source, the network inductance and the ohmic resistance at its outputs, through which the AC components in the supply current arise. These are effectively dampened by the filter, which is tuned to the excitation frequency of the clocked load.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein System zu schaffen, mittels welchen Netzrückwirkungen im elektrischen Bordnetz von Störquellen auf bestimmte Senken reduziert werden können.It is the object of the present invention to create a method and a system by means of which mains reactions in the on-board electrical system can be reduced from sources of interference to specific sinks.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch ein System gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a method and by a system according to the independent patent claims. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen zumindest einer charakteristischen Eigenschaft einer passiven Filtereinrichtung in einem elektrischen Bordnetz eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs mittels eines Systems, bei welchem das elektrische Bordnetz mit zumindest einem Energiespeicher in einem ersten Pfad des elektrischen Bordnetzes und mit einem zweiten Pfad des elektrischen Bordnetzes bereitgestellt wird, wobei im zweiten Pfad zumindest eine erste elektrischen Komponente und eine zweite elektrische Komponente bereitgestellt werdenOne aspect of the invention relates to a method for determining at least one characteristic property of a passive filter device in an on-board electrical system of an at least partially electrically operated motor vehicle using a system in which the on-board electrical system is equipped with at least one energy store in a first path of the on-board electrical system and with a second Path of the vehicle electrical system is provided, wherein at least a first electrical component and a second electrical component are provided in the second path

Es ist vorgesehen, dass die erste elektrische Komponente durch eine Fehlerinjektionseinrichtung des Systems im zweiten Pfad ersetzt wird und zumindest ein Strompuls in den zweiten Pfad mittels der Fehlerinjektionseinrichtung injiziert wird und mittels einer Erfassungseinrichtung des Systems eine Spannung an einer Anschlussklemme der zweiten elektrischen Komponente erfasst wird und in Abhängigkeit von der erfassten Spannung und von dem injizierten Strompuls die zumindest eine charakteristische Eigenschaft der passiven Filtereinrichtung mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Systems bestimmt wird.It is provided that the first electrical component is replaced by a fault injection device of the system in the second path and at least one current pulse is injected into the second path by means of the fault injection device and a voltage at a connection terminal of the second electrical component is detected by a detection device of the system and the at least one characteristic property of the passive filter device is determined by means of an electronic computing device of the system as a function of the detected voltage and of the injected current pulse.

Dadurch ist es ermöglicht, dass Netzrückwirkungen beziehungsweise Störungen im elektrischen Bordnetz von Störquellen, welche beispielsweise durch die erste elektrische Komponente dargestellt werden, auf bestimmte Senken, welche beispielsweise der zweiten elektrischen Komponente entspricht, bestimmt werden können und anschließend entsprechende Maßnahmen zur Entstörung durchgeführt werden können. Somit kann die Robustheit von dem elektrischen Bordnetz gegenüber transienten Vorgängen erhöht werden.This makes it possible for mains feedback or interference in the on-board electrical system from interference sources, which are represented, for example, by the first electrical component, to specific sinks, which, for example, corresponds to the second electrical component, to be determined and then appropriate measures to suppress interference can be carried out. The robustness of the on-board electrical system with regard to transient processes can thus be increased.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl in einem Hochvoltbordnetz als auch in einem Niedervoltbordnetz, sowie einer Kombination davon genutzt werden. Bevorzugt kann der Energiespeicher als Hochvoltenergiespeicher ausgebildet sein und der erste Pfad entspricht einem Hochvoltpfad im elektrischen Bordnetz. Das elektrische Bordnetz kann zusätzlich einen Hochvolt-Niedervoltkonverter aufweisen, welcher zwischen dem Hochvoltpfad und dem als Niedervoltpfad ausgebildeten zweiten Pfad verschaltet sein kann.The method according to the invention can be used both in a high-voltage vehicle electrical system and in a low-voltage vehicle electrical system, as well as a combination thereof. The energy storage device can preferably be designed as a high-voltage energy storage device and the first path corresponds to a high-voltage path in the on-board electrical system. The vehicle electrical system can also have a high-voltage/low-voltage converter, which can be connected between the high-voltage path and the second path, which is designed as a low-voltage path.

Als zweite elektrische Komponente kann insbesondere ein sicherheitsrelevanter Verbraucher für beispielsweise das automatisierte Fahren angesehen werden. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass das zumindest teilweise elektrisch betriebene Kraftfahrzeug insbesondere ebenfalls zumindest teilweise autonom betrieben wird. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug voll elektrisch betrieben sein. Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug vollautonom betrieben werden kann. Als zweite elektrische Komponente können beispielsweise elektronische Recheneinrichtungen innerhalb des Kraftfahrzeugs angesehen werden, welche sowohl hochdynamische als auch nicht hochdynamische Lasten bilden. Ferner kann eine Sensorauswertung beziehungsweise ein Wischer oder ein Licht des Kraftfahrzeugs als zweite elektrische Komponente angesehen werden. Es kann auch eine Bremse oder eine Lenkung als zweite elektrische Komponente ausgebildet sein und somit ebenfalls eine sicherheitsrelevante Einrichtung sein, wobei dann insbesondere eine bidirektionale Entstörung durchgeführt werden kann.In particular, a safety-relevant load for automated driving, for example, can be regarded as the second electrical component. In other words, it can be provided that the at least partially electrically operated motor vehicle is in particular also operated at least partially autonomously. In particular, the motor vehicle can be operated fully electrically. Furthermore, it can be provided in particular that the motor vehicle can be operated fully autonomously. Electronic computing devices within the motor vehicle, for example, which form both highly dynamic and non-highly dynamic loads, can be regarded as the second electrical component. Furthermore, a sensor evaluation or a wiper or a light of the motor vehicle can be regarded as the second electrical component. A brake or a steering system can also be designed as a second electrical component and thus also be a safety-relevant device, in which case, in particular, bidirectional interference suppression can be carried out.

Als erste elektrische Komponente kann beispielsweise eine Leistungselektronik, ein Lüfter, eine Lenkung oder eine Bremse angesehen werden. Bei der ersten elektrischen Komponente handelt es sich insbesondere um eine hochdynamische Last.For example, power electronics, a fan, a steering system or a brake can be regarded as the first electrical component. The first electrical component is in particular a highly dynamic load.

Insbesondere nutzt die Erfindung zur Bestimmung der Transferfunktion die Vierpoltheorie. Für die Bestimmung der aktuellen Transferfunktion zwischen der Störquelle und der Störsenke wird das restliche Netz als zumindest ein passiver Vierpol berücksichtigt. An dem potentiellen Anschlusspunkt der passiven Filtereinrichtung wird ebenso dessen Anschlusscharakteristik zum Netz als Vierpol berücksichtigt. Die Vierpole werden mittels einer Impedanzanalyse messtechnisch ermittelt und es kann eine Vierpolmatrix erzeugt werden. Ferner kann über eine Systemidentifikation, beispielsweise mittels eines Vektor-Fitting sowie eine RLC-Synthese in ein passives Ersatzschaltbild überführt werden.In particular, the invention uses the four-pole theory to determine the transfer function. To determine the current transfer function between the interference source and the interference sink, the rest of the network is taken into account as at least one passive two-terminal network. At the potential connection point of the passive filter device, its connection characteristic to the network as a four-terminal network is also taken into account. The quadrupoles are determined metrologically by means of an impedance analysis and a quadrupole matrix can be generated. Furthermore, a system identification, for example by means of a vector fitting and an RLC synthesis, can be converted into a passive equivalent circuit diagram.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird eine Vielzahl von Strompulsen mittels der Fehlerinjektionseinrichtung in den zweiten Pfad injiziert, wobei jeweilige Strompulse unterschiedliche Amplituden und/oder Pulslängen aufweisen. Insbesondere werden somit hochdynamische Strompulse mit verschiedenen Amplituden und Pulslängen, beispielsweise von 100 A und 20 µs, in den zweiten Pfad injiziert. Dadurch können unterschiedliche Spannungen erfasst werden, wodurch zuverlässig beispielsweise eine Transferfunktion ermittelt werden kann. Somit kann die erste elektrische Komponente mittels der Fehlerinjektionseinrichtung zuverlässig simuliert werden. Insbesondere können unterschiedliche Betriebspunkte und Lasten der elektrischen Komponente simuliert werden, wodurch dann wiederum die Auswirkungen auf die zweite elektrische Komponente bestimmt werden können.According to an advantageous embodiment, a large number of current pulses are injected into the second path by means of the fault injection device, with the respective current pulses having different amplitudes and/or pulse lengths. In particular, highly dynamic current pulses with different amplitudes and pulse lengths, for example 100 A and 20 μs, are injected into the second path. As a result, different voltages can be detected, as a result of which a transfer function, for example, can be reliably determined. The first electrical component can thus be reliably simulated using the fault injection device. In particular, different operating points and loads of the electrical component can be simulated, as a result of which the effects on the second electrical component can then in turn be determined.

Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zur Bestimmung der charakteristischen Eigenschaft der passiven Filtereinrichtung in Abhängigkeit von dem Strompuls und von der erfassten Spannung eine Transferfunktion mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmt wird. Insbesondere wird somit aus den gemessenen Strom- und Spannungsprofilen die Transferfunktion bestimmt. Die bestimmte Transferfunktion kann beispielsweise in eine so genannte Laplace-Form überführt werden, wobei dies beispielsweise mittels einer Systemidentifikation beispielsweise mittels eines Vektor-Fittings durchgeführt wird.Furthermore, it has proven to be advantageous if, in order to determine the characteristic property of the passive filter device as a function of the current pulse and of the detected voltage, a transfer function is determined by means of the electronic computing device. In particular, the transfer function is thus determined from the measured current and voltage profiles. The transfer function determined can, for example, be converted into a so-called Laplace form, this being carried out, for example, by means of a system identification, for example by means of a vector fitting.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird als charakteristische Eigenschaft der passiven Filtereinrichtung ein Verschaltungsort der passiven Filtereinrichtung im zweiten Pfad mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmt. Insbesondere kann somit die passive Filtereinrichtung in einen bestimmten Punkt innerhalb des elektrischen Bordnetzes integriert werden. Die elektrische Filtereinrichtung reduziert die Störungen auf die zweite elektrische Komponente, welche durch die hochdynamischen Leistungsanfragen oder Leistungsinjektionen der benachbarten ersten elektrischen Komponenten entstehen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Filtereinrichtung zunächst an einem zu der Störquelle nahen Sicherungsverteiler mit einer Standardparametrierung eingesetzt werden kann. Es wird dann die Transferfunktion bestimmt. Ferner kann im Anschluss daran die Filtereinrichtung an weiteren möglichen Sicherungsverteilern und beispielsweise am Ausgang einer Hauptspannungsversorgung innerhalb des elektrischen Bordnetzes eingesetzt werden, wobei dann ebenfalls wiederum die Transferfunktion für jeden Verschaltungsort bestimmt werden kann. Somit kann die Filtereinrichtung an unterschiedlichen Verschaltungsorten eingesetzt und überprüft werden, wodurch eine verbesserte Bestimmung des optimalen Verschaltungsorts realisiert werden kann.In a further advantageous embodiment, a connection location of the passive filter device in the second path is determined by means of the electronic computing device as a characteristic property of the passive filter device. In particular, the passive filter device can thus be integrated into a specific point within the vehicle electrical system. The electrical filter device reduces the interference on the second electrical component, which is caused by the highly dynamic power requests or power injections of the adjacent first electrical components. In particular, it can be provided that the filter device can initially be used on a fuse distributor close to the source of interference with a standard parameterization. The transfer function is then determined. Furthermore, the filter device can then be used at other possible fuse distributors and, for example, at the output of a main voltage supply within the on-board electrical system, in which case the transfer function can then also be determined for each connection location. The filter device can thus be used and checked at different connection locations, as a result of which an improved determination of the optimal connection location can be implemented.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn der Verschaltungsort in Abhängigkeit von einer im Wesentlichen maximalen Dämpfung einer Transferfunktion mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmt wird. Mit anderen Worten wird der Verschaltungsort gewählt, bei welchem die maximale Dämpfung der Transferfunktion zu verzeichnen ist. Unter der maximalen Dämpfung ist vorliegend insbesondere die tatsächlich technisch umsetzbare Dämpfung zu verstehen, welche sich von einer idealen maximalen Dämpfung geringfügig unterscheiden kann. Die ideale maximale Dämpfung wird derart bestimmt, dass ein Imaginärteil der antiresonanzverursachenden Polstelle gleich Null wird. Der für die bestimmte ideale maximale Dämpfung erforderliche Widerstandswert muss praktisch umsetzbar sein. Beispielsweise kann basierend auf der Filterplatine, der minimal mögliche Widerstandswert bestimmt werden. Wenn der für die maximale Dämpfung benötigte Widerstand diesen Wert nicht unterschreitet, kann bestimmt werden, dass der Filterort, welcher dem Verschaltungsort entspricht, geeignet ist. Wenn er aber diesen Wert unterschreitet, ist eine ideale Dämpfung praktisch nicht möglich. Falls der Imaginärteil der Polstelle aber mit einem größeren Widerstandswert nur verkleinert werden kann, ist der Filterort beziehungsweise der Verschaltungsort weniger geeignet. Falls aber mit einem realisierbaren Widerstandswert die Polstelle nicht gedämpft werden kann, ist der Filterort ungeeignet. Beispielsweise kann anhand einer Impedanz zur elektrischen Masse an dem Filterort bereits eine erste Aussage über eine entsprechende Eignung dieses Verschaltungsorts gemacht werden. Als Beispiel, wenn die Impedanz zur elektrischen Masse im benachbarten niederfrequenten Bereich der Antiresonanz ein gedämpftes induktives Verhalten aufweist, zum Beispiel einen Phasenwinkel von 40°, wird die neue Antiresonanz durch den Einbau der passiven Filtereinrichtung schwächer sein als bei einem Phasenwinkel von 80°.It is also advantageous if the connection location is determined as a function of an essentially maximum damping of a transfer function using the electronic computing device. In other words, the connection location is selected at which the maximum damping of the transfer function can be recorded. In the present case, the maximum damping is to be understood in particular as the damping that can actually be technically implemented, which can differ slightly from an ideal maximum damping. The ideal maximum attenuation is determined such that an imaginary part of the pole causing anti-resonance becomes equal to zero. The resistance value required for the particular ideal maximum attenuation must be practical. For example, based on the filter board, the minimum possible resistance value can be determined. If the resistance required for the maximum attenuation does not fall below this value, it can be determined that the filter location, which corresponds to the connection location, is suitable. However, if it falls below this value, ideal damping is practically impossible. However, if the imaginary part of the pole can only be reduced with a larger resistance value, the filter location or the connection location is less suitable. However, if the pole point cannot be damped with a realizable resistance value, the filter location is unsuitable. For example, based on an impedance to electrical ground at the filter location, a first statement can already be made about a corresponding suitability of this connection location. As an example, if the impedance to electrical ground in the adjacent low-frequency range of the anti-resonance shows a damped inductive behavior, for example a phase angle of 40°, the new anti-resonance will be weaker than with a phase angle of 80° due to the incorporation of the passive filter device.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn der Verschaltungsort bei einer maximalen Dämpfung bei einer Frequenz der Transferfunktion zwischen 1 kHz und 1 MHz, insbesondere bei einer Frequenz zwischen 10 kHz und 150 kHz, mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmt wird. Insbesondere handelt es sich bei diesen Frequenzen um typische Frequenzen innerhalb des Kraftfahrzeugs. Somit ist es vorgesehen, dass genau die Störungen bei diesen Frequenzen herausgefiltert werden können. Dadurch kann die Robustheit des elektrischen Bordnetzes gesteigert werden.It is also advantageous if the connection location is determined by means of the electronic computing device at a maximum attenuation at a frequency of the transfer function between 1 kHz and 1 MHz, in particular at a frequency between 10 kHz and 150 kHz. In particular, these frequencies are typical frequencies within the motor vehicle. It is thus intended that precisely the interference at these frequencies can be filtered out. As a result, the robustness of the on-board electrical system can be increased.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform werden als charakteristische Eigenschaft der Filtereinrichtung zumindest ein Parameterwert von einem ohmschen Widerstand und/oder eine Kapazität und/oder eine Induktivität der passiven Filtereinrichtung mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmt. Insbesondere handelt es sich somit um eine RLC-Filtereinrichtung, wobei diese insbesondere als Serienschaltung anzusehen ist. Diese Filtereinrichtung wird dann an beispielsweise dem vorgegebenen Verschaltungsort in einen Kabelbaum mittels eines Optimierungsverfahrens derart parametriert, dass die vorher betrachteten Polstellen einer Transferfunktion eine reduzierte Amplitude aufweisen. Die neuen Polstellen weisen dabei einen minimalen Imaginärteil auf. Die Zieltransferimpedanz weist dann eine reduzierte Amplitude auf. Die Polstelle ist eine Nullstelle des Nenners in der Transferimpedanz. Die Parametrierung wird dann innerhalb der passiven Filtereinrichtung umgesetzt.In a further advantageous embodiment, at least one parameter value of an ohmic resistance and/or a capacitance and/or an inductance of the passive filter device is determined by means of the electronic computing device as a characteristic property of the filter device. In particular, it is therefore an RLC filter device, which is to be regarded in particular as a series circuit. This filter device is then parameterized at, for example, the specified connection location in a cable harness using an optimization method in such a way that the previously considered pole points of a transfer function have a reduced amplitude. The new poles have a minimal imaginary part. The target transfer impedance then has a reduced amplitude. The pole is a zero of the denominator in the transfer impedance. The parameterization is then implemented within the passive filter device.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird zur Bestimmung des zumindest einen Parameterwerts der passiven Filtereinrichtung in Abhängigkeit von dem Strompuls und von der erfassten Spannung eine Transferfunktion mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmt und zumindest eine Polstelle der Transferfunktion mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmt und der zumindest eine Parameterwert derart bestimmt, dass die Transferfunktion zumindest an der bestimmten Polstelle gedämpft wird. Bei der Polstelle handelt es sich insbesondere um eine mathematisch komplexe Polstelle, welche somit zwei Polstellen aufweist. Insbesondere wird die Polstelle zwischen 10 kHz und 150 kHz bestimmt, welche einen großen Imaginärteil aufweist. Die Transferfunktion hat an dieser Frequenz eine so genannte Antiresonanz. Hierbei handelt es sich um den kritischen Punkt, an welchem die hochdynamische Last, mit anderen Worten die erste elektrische Komponente, Spannungsoszillationen beziehungsweise Spannungsstörungen an den Eingangsklemmen der zu entstörenden Komponente, mit anderen Worten der zweiten elektrischen Komponente, erzwingt. Mit anderen Worten ist das Ziel bei der Parametrierung die Reduktion der erhöhten Antiresonanz in der als sicherheitskritisch definierten Transferfunktion in einem Frequenzbereich zwischen 10 kHz bis 150 kHz. Es wird dabei die die Antiresonanz verursachende Polstelle gedämpft. Dazu wird eine Dämpfungskonstante D eingeführt. Bei Einsatz eines „idealen Filters“ kann die ursprüngliche Transferfunktion insbesondere vollständig gedämpft werden.According to a further advantageous embodiment, to determine the at least one parameter value of the passive filter device as a function of the current pulse and the detected voltage, a transfer function is determined using the electronic computing device and at least one pole point of the transfer function is determined using the electronic computing device and the at least one parameter value is determined in this way , that the transfer function is damped at least at the specific pole. The pole is in particular a mathematically complex pole, which thus has two poles. In particular, the pole between 10 kHz and 150 kHz is determined, which has a large imaginary part. The transfer function has a so-called anti-resonance at this frequency. This is the critical point at which the highly dynamic load, in other words the first electrical component, forces voltage oscillations or voltage disturbances at the input terminals of the component to be suppressed, in other words the second electrical component. In other words, the aim of parameterization is to reduce the increased anti-resonance in the transfer function, which is defined as safety-critical, in a frequency range between 10 kHz and 150 kHz. The pole point causing the anti-resonance is thereby damped. A damping constant D is introduced for this purpose. When using an “ideal filter”, the original transfer function can in particular be completely damped.

Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn als passive Filtereinrichtung im System ein Hochpassfilter erster Ordnung und/oder ein Hochpassfilter zweiter Ordnung und/oder ein C-Typ-Filter und/oder ein Einzelfrequenzfilter und/oder ein Doppelfrequenzfilter und/oder ein Mehrfrequenzfilter eingesetzt wird. Insbesondere ist es möglich, dass auch mehr als eine Filterstufe eingesetzt werden kann. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass mehrere Filter als Filtereinrichtung eingesetzt werden. Insbesondere kann dabei eine Kombination der oben aufgeführten Filtereinrichtungen realisiert werden. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung kann dann bestimmt werden, welche der oben genannten Filtereinrichtungen eine gewünschte Dämpfung innerhalb der Transferfunktion realisieren. Somit ist es ermöglicht, dass mittels unterschiedlicher Filter eine Dämpfung durchgeführt werden kann. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass individuell auf die erste elektrische Komponente angepasst ein entsprechender Filter realisiert werden kann.It has also proven to be advantageous if a first-order high-pass filter and/or a second-order high-pass filter and/or a C-type filter and/or a single-frequency filter and/or a double-frequency filter and/or a multi-frequency filter is used as the passive filter device in the system will. In particular, it is possible that more than one filter stage can also be used. In other words, it can be provided that several filters are used as the filter device. In particular, a combination of the filter devices listed above can be implemented. The electronic computing device can then be used to determine which of the filter devices mentioned above implement a desired damping within the transfer function. It is thus possible for an attenuation to be able to be carried out by means of different filters. In particular, this makes it possible for a corresponding filter to be implemented that is individually adapted to the first electrical component.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Bestimmen zumindest einer charakteristischen Eigenschaft einer passiven Filtereinrichtung in einem elektrischen Bordnetz eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit zumindest einer Fehlerinjektionseinrichtung, mit einer Erfassungseinrichtung und mit einer elektronischen Recheneinrichtung, wobei das System zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels des Systems durchgeführt.A further aspect of the invention relates to a system for determining at least one characteristic property of a passive filter device in an on-board electrical system of an at least partially electrically operated motor vehicle, with at least one error injection device, with a detection device and with an electronic computing device, the system for carrying out a method according to the previous aspect is formed. In particular, the method is carried out using the system.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Systems anzusehen. Das System weist dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform davon ermöglichen.Advantageous configurations of the method are to be regarded as advantageous configurations of the system. For this purpose, the system has objective features which enable the method or an advantageous embodiment thereof to be carried out.

Ein unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft das Verfahren zur Bestimmung des Verschaltungsorts der passiven Filtereinrichtung im elektrischen Bordnetz. Dazu ebenfalls unabhängig kann die Bestimmung der Parameterwerte der passiven Filtereinrichtung angesehen werden. Mit anderen Worten können unabhängig von einem bestimmten, jedoch vorgegebenen, Verschaltungsort die Parameterwerte der passiven Filtereinrichtung bestimmt werden und es kann unabhängig von der Bestimmung der Parameterwerte der passiven Filtereinrichtung der Verschaltungsort der passiven Filtereinrichtung innerhalb des Bordnetzes bestimmt werden. Zu Bestimmung der Parameterwerte der passiven Filtereinrichtung kann somit auch ein Verschaltungsort vorgegeben werden und in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Verschaltungsort können dann die entsprechenden Parameterwerte bestimmt werden.An independent aspect of the invention relates to the method for determining the connection location of the passive filter device in the vehicle electrical system. The determination of the parameter values of the passive filter device can also be viewed independently of this. In other words, the parameter values of the passive filter device can be determined independently of a specific but predetermined connection location, and the connection location of the passive filter device within the vehicle electrical system can be determined independently of the determination of the parameter values of the passive filter device. In order to determine the parameter values of the passive filter device, a connection location can thus also be specified and the corresponding parameter values can then be determined as a function of the specified connection location.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention result from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform eines elektrischen Bordnetzes;
2 ein weiteres schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform des Systems;
3 ein weiteres schematisches Blockschaltbild zum Bestimmen einer charakteristischen Eigenschaft einer passiven Filtereinrichtung;
4 ein schematisches Diagramm einer Transferfunktion; und
5 ein schematisches Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens.

The invention will now be explained in more detail using a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawings. Show it:

1 a schematic block diagram of an embodiment of an electrical system;
2 a further schematic block diagram of an embodiment of the system;
3 a further schematic block diagram for determining a characteristic property of a passive filter device;
4 a schematic diagram of a transfer function; and
5 a schematic flow chart according to an embodiment of the method.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform eines elektrischen Bordnetzes 10. Das elektrische Bordnetz 10 weist in diesem speziellen Ausführungsbeispiel einen Energiespeicher 12, welcher als Hochvoltenergiespeicher ausgebildet ist, in einem ersten Pfad 14 auf, welcher vorliegende als Hochvoltpfad ausgebildet ist. Der Energiespeicher 12 kann auch als Batterie beziehungsweise als Energiequelle bezeichnet werden. Das elektrische Bordnetz 10 weist ferner vorliegend einen Hochvolt-Niedervolt-Konverter 16 auf, welcher auch als DC-DC-Wandler ausgebildet sein kann. Der Hochvolt-Niedervolt-Konverter 16 ist zwischen dem ersten Pfad 14 und einem zweiten Pfad 18 ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das elektrische Bordnetz 10 ferner einen Sicherungsverteiler 20 auf. Der Sicherungsverteiler 20 ist vorliegend insbesondere ebenfalls als Kabelbaum zu betrachten. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of an electrical system 10. In this specific exemplary embodiment, the electrical system 10 has an energy store 12, which is designed as a high-voltage energy store, in a first path 14, which is designed as a high-voltage path here. The energy store 12 can also be referred to as a battery or as an energy source. The vehicle electrical system 10 also has a high-voltage/low-voltage converter 16 in the present case, which can also be embodied as a DC-DC converter. The high-voltage/low-voltage converter 16 is formed between the first path 14 and a second path 18 . In the present exemplary embodiment, the vehicle electrical system 10 also has a fuse distributor 20 . In the present case, the fuse distributor 20 is also to be considered in particular as a cable harness.

Das elektrische Bordnetz 10 ist in der 1 als Kombination aus einem Hochvoltbordnetz und einem Niedervoltbordnetz gezeigt. Dies ist lediglich als Beispiel anzusehen und keinesfalls als abschließend zu betrachten. Das elektrische Bordnetz 10 kann sowohl in einem Hochvoltbordnetz als auch in einem Niedervoltbordnetz, sowie in der gezeigten Kombination davon genutzt werden. Bevorzugt kann der Energiespeicher 12 als Hochvoltenergiespeicher ausgebildet sein und der erste Pfad 14 entspricht einem Hochvoltpfad im elektrischen Bordnetz 10. Das elektrische Bordnetz10 kann zusätzlich den Hochvolt-Niedervolt-Konverter aufweisen, welcher zwischen dem Hochvoltpfad und dem als Niedervoltpfad ausgebildeten zweiten Pfad 16 verschaltet sein kann.The electrical system 10 is in the 1 shown as a combination of a high-voltage electrical system and a low-voltage electrical system. This is only to be regarded as an example and should not be regarded as conclusive. The on-board electrical system 10 can be used both in a high-voltage on-board network and in a low-voltage on-board network, as well as in the combination thereof shown. The energy store 12 can preferably be designed as a high-voltage energy store and the first path 14 corresponds to a high-voltage path in the on-board electrical system 10. The on-board electrical system 10 can also have the high-voltage/low-voltage converter, which can be connected between the high-voltage path and the second path 16, which is designed as a low-voltage path .

Ferner zeigt 1, dass das elektrische Bordnetz 10 einen ersten Verbraucherzweig 22 und zumindest einen zweiten Verbraucherzweig 24 aufweisen kann. Vorliegend ist insbesondere vorgesehen, dass das elektrische Bordnetz 10 einen dritten Verbraucherzweig 26 aufweisen kann. Im ersten Verbraucherzweig 22 ist vorliegend eine erste elektrische Komponente 28 ausgebildet, welche insbesondere eine hochdynamische Last bildet. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Lenkung beziehungsweise um eine Bremse innerhalb eines Kraftfahrzeugs 30 handeln. Im zweiten Verbraucherzweig 24 ist eine zweite elektrische Komponente 32 ausgebildet, welche einer nicht-hochdynamischen Komponente entsprechen kann und beispielsweise als elektrischer Lüfter beziehungsweise als Wischer ausgebildet sein kann. Im dritten Verbraucherzweig 26 ist vorliegend ebenfalls eine nicht-hochdynamische Komponente ausgebildet, welche vorliegend als dritte elektrische Komponente 34 ausgebildet ist, wobei die dritte elektrische Komponente 34 beispielsweise ein Steuergerät, ein Verstärker oder ein Scheinwerfer sein kann. An dieser Stelle ist anzumerken, dass die dritte elektrische Komponente 34 vorliegend auch als zweite elektrische Komponente 32 betrachtet werden kann. Sollte in der nachfolgenden Beschreibung der Begriff zweite elektrische Komponente 32 fallen, so gilt dies im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch für die dritte elektrische Komponente 34.Furthermore shows 1 that the electrical system 10 can have a first load branch 22 and at least one second load branch 24 . In the present case, provision is made in particular for the on-board electrical system 10 to be able to have a third load branch 26 . In the present case, a first electrical component 28 is formed in the first consumer branch 22, which in particular forms a highly dynamic load. This can be a steering or a brake within a motor vehicle 30, for example. A second electrical component 32 is formed in the second load branch 24, which may correspond to a non-highly dynamic component and may be formed, for example, as an electric fan or as a wiper. In the present case, a non-highly dynamic component is also formed in the third consumer branch 26, which is in the present case formed as a third electrical component 34, with the third electrical component 34 being able to be, for example, a control unit, an amplifier or a headlight. At this point it should be noted that the third electrical component 34 can also be regarded as the second electrical component 32 in the present case. If the term second electrical component 32 is used in the following description, this also applies to the third electrical component 34 in the present exemplary embodiment.

Insbesondere zeigt 1, wie zumindest eine charakteristische Eigenschaft einer passiven Filtereinrichtung 36 (3) in dem elektrischen Bordnetz 10 des zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs 30 mittels eines Systems 38 (2) bestimmt werden kann. Das elektrische Bordnetz 10 wird mit zumindest dem Energiespeicher 12 in dem ersten Pfad 14, mit zumindest dem Hochvolt-Niedervolt-Konverter 16 zwischen dem ersten Pfad 14 und dem zweiten Pfad 18, mit der ersten elektrischen Komponente 28 im zweiten Pfad 18 und mit der zweiten elektrischen Komponente 32 im zweiten Pfad 18 bereitgestellt. Vorliegend ist insbesondere gezeigt, dass auch die dritte elektrische Komponente 34 im zweiten Pfad 18 ausgebildet ist.In particular shows 1 , such as at least one characteristic property of a passive filter device 36 ( 3 ) in the vehicle electrical system 10 of the at least partially electrically operated motor vehicle 30 by means of a system 38 ( 2 ) can be determined. The vehicle electrical system 10 is connected to at least the energy store 12 in the first path 14, to at least the high-voltage/low-voltage converter 16 between the first path 14 and the second path 18, to the first electrical component 28 in the second path 18 and to the second electrical component 32 provided in the second path 18 . The present example shows in particular that the third electrical component 34 is also formed in the second path 18 .

Es ist vorgesehen, dass die erste elektrische Komponente 28 durch eine Fehlerinjektionseinrichtung (2) des Systems 38 im zweiten Pfad 18 ersetzt wird und zumindest ein Strompuls 42 (2) in den zweiten Pfad 18, insbesondere vorliegend in die jeweiligen Verbraucherzweige 22, 24, 26, mittels der Fehlerinjektionseinrichtung 40 injiziert wird und mittels einer Erfassungseinrichtung 44 (2) des Systems 38 eine Spannung 46 (2) an einer Anschlussklemme der zweiten elektrischen Komponente 32 erfasst wird und in Abhängigkeit von der erfassten Spannung 46 und von dem injizierten Strompuls 42 die zumindest eine charakteristische Eigenschaft der passiven Filtereinrichtung 36 mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 48 (2) des Systems 10 bestimmt wird. Weitere Spannungen sind durch das Bezugszeichen U in der 2 dargestellt.Provision is made for the first electrical component 28 to be replaced by a fault injection device ( 2 ) of the system 38 is replaced in the second path 18 and at least one current pulse 42 ( 2 ) is injected into the second path 18, in particular into the respective consumer branches 22, 24, 26, by means of the error injection device 40 and by means of a detection device 44 ( 2 ) of the system 38 a voltage 46 ( 2 ) is detected at a connection terminal of the second electrical component 32 and, depending on the detected voltage 46 and the injected current pulse 42, the at least one characteristic property of the passive filter device 36 is determined by means of an electronic computing device 48 ( 2 ) of the system 10 is determined. Other voltages are indicated by the reference U in the 2 shown.

1 zeigt insbesondere, dass als charakteristische Eigenschaft der passiven Filtereinrichtung 36 ein Verschaltungsort A, B, C, D der passiven Filtereinrichtung 36 im zweiten Pfad 18 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 48 bestimmt wird. In 1 sind insbesondere potentielle Verschaltungsorte A, B, C, D eingezeichnet. Es ist somit gezeigt, dass an unterschiedlichen Verschaltungsorten A, B, C, D die passive Filtereinrichtung 36 eingesetzt werden kann. 1 shows in particular that a connection location A, B, C, D of the passive filter device 36 in the second path 18 is determined by means of the electronic computing device 48 as a characteristic property of the passive filter device 36 . In 1 In particular, potential connection locations A, B, C, D are drawn in. It is thus shown that the passive filter device 36 can be used at different connection locations A, B, C, D.

Insbesondere zeigt somit 1 ferner, dass die drei Verbraucherzweige 22, 24, 26 sowohl sicherheitsrelevante als auch weitere Verbraucher inkludieren können, wobei diese insbesondere über den Kabelbaum mit einer Versorgung verbunden sind. Die passive Filtereinrichtung 36 soll dabei Störungen zwischen den einzelnen Verbrauchern der Verbraucherzweige 22, 24, 26 reduzieren. Es kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass die passive Filtereinrichtung 36 derart positioniert wird, dass diese an dem Verschaltungsort A, B, C, D möglichst mehrere Koppelpfade entstören kann.In particular, therefore, 1 furthermore, that the three consumer branches 22, 24, 26 can include both safety-related and other consumers, these being connected in particular to a supply via the cable harness. The passive filter device 36 is intended to reduce interference between the individual consumers in the consumer branches 22, 24, 26. Provision can be made in particular for the passive filter device 36 to be positioned in such a way that it can suppress interference from as many coupling paths as possible at the connection location A, B, C, D.

2 zeigt ein schematisches Ersatzschaltbild einer Ausführungsform des Systems 38. Vorliegend ist insbesondere gezeigt, dass die erste elektrische Komponente 28 durch die Filterinjektionseinrichtung 40 ersetzt wird. Die Filterinjektionseinrichtung 40 ist insbesondere als Schalteinrichtung und zum Schließen eines Stromkreises ausgebildet. In dem rein schematisch dargestellten vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Ersatzschaltbild für die Fehlerinjektionseinrichtung 40 dargestellt und weist insbesondere zwei ohmsche Widerstände R, eine Kapazität C sowie einen Schalter S auf. Die vorliegende Darstellung der Fehlerinjektionseinrichtung 40 ist ebenfalls rein beispielhaft zu betrachten und keinesfalls abschließend. Es können unterschiedliche Fehlerinjektionseinrichtungen 40 verwendet werden, ohne den erfindungsgemäßen Gedanken dabei zu verlassen. 2 shows a schematic equivalent circuit diagram of an embodiment of the system 38. In the present case, it is shown in particular that the first electrical component 28 is replaced by the filter injection device 40. The filter injection device 40 is designed in particular as a switching device and for closing a circuit. In the present exemplary embodiment, which is shown purely schematically, an equivalent circuit diagram for the error injection device 40 is shown and has, in particular, two ohmic resistors R, a capacitor C and a switch S. The present representation of the error injection device 40 is also to be considered purely as an example and in no way exhaustive. Different fault injection devices 40 can be used without departing from the inventive idea.

Insbesondere wird zur Bestimmung der aktuellen Störungen eine so genannte Impedanzspektroskopie ausgeführt. Die Impedanz ist in den Figuren als Z dargestellt. Dabei ist in diesem Zusammenhang eine Prognose von Stromstörungen an Störquelle und Spannungsstörungen an Störsenke, mit anderen Worten der ersten elektrischen Komponente 28, und im Übertragungsverhältnis zu anderen Komponenten, mit anderen Worten vorliegend der zweiten elektrischen Komponente 32, durch Impedanzmessungen mithilfe der injizierten Strompulse 42 zu verstehen. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von Strompulsen 42 mittels der Fehlerinjektionseinrichtung 40 in den zweiten Pfad 18 injiziert wird, wobei jeweilige Strompulse 42 unterschiedliche Amplituden und/oder Pulslängen aufweisen.In particular, a so-called impedance spectroscopy is carried out to determine the current disturbances. The impedance is shown as Z in the figures. In this context, a prognosis of current disturbances at the disturbance source and voltage disturbances at the disturbance sink, in other words the first electrical component 28, and in the transmission ratio to other components, in other words the second electrical component 32 in the present case, is carried out by impedance measurements using the injected current pulses 42 to understand. Provision can be made here in particular for a large number of current pulses 42 to be injected into the second path 18 by means of the fault injection device 40, with the respective current pulses 42 having different amplitudes and/or pulse lengths.

3 zeigt ein weiteres schematisches Ersatzschaltbild zur Bestimmung der charakteristischen Eigenschaften der passiven Filtereinrichtung 36. Insbesondere zeigt 3, dass zur Bestimmung der charakteristischen Eigenschaften die Vierpol-Theorie genutzt wird. Um eine Transferfunktion 50 (4) zwischen der Störquelle Z_q und der Störsenke Z_s zu berücksichtigen, wird das restliche elektrische Bordnetz 10 als passiver Vierpol 52, vorliegend insbesondere als so genannter Stern, berücksichtigt. Die Störstelle Z_q entspricht dabei vorliegend insbesondere der ersten elektrischen Komponente 28 und die Störsenke Z_s entspricht dabei vorliegend insbesondere der zweiten elektrischen Komponente 32. An dem potentiellen Anschlusspunkt, also dem Verschaltungsort A, B, C, D, der passiven Filtereinrichtung 36, welche vorliegend durch Z_f dargestellt ist, wird ebenso dessen Anschlusscharakteristik zum Netz als Vierpol 52 berücksichtigt. Die Vierpole 52 werden dann mittels einer Impedanzanalyse messtechnisch ermittelt und beispielsweise über eine Systemidentifikation, beispielsweise mittels eines Vektor-Fittings, in einer RLC-Synthese in ein passives Ersatzschaltbild überführt, wie vorliegend dargestellt. 3 shows a further schematic equivalent circuit diagram for determining the characteristic properties of the passive filter device 36. In particular, FIG 3 that the four-pole theory is used to determine the characteristic properties. To get a transfer function 50 ( 4 ) between the interference source Z _q and the interference sink Z _s , the rest of the on-board electrical system 10 is taken into account as a passive four-terminal network 52 , in this case in particular as a so-called star. The point of disturbance Z _q corresponds in this case in particular to the first electrical component 28 and the interference sink Z _s in this case corresponds in particular to the second electrical component 32. At the potential connection point, i.e. the connection point A, B, C, D, of the passive filter device 36, is represented here by Z _f , its connection characteristic to the network as a four-terminal network 52 is also taken into account. The quadrupoles 52 are then determined by measurement using an impedance analysis and converted into a passive equivalent circuit diagram in an RLC synthesis, for example using a system identification, for example using a vector fitting, as shown here.

Der jeweilige Verschaltungsort A, B, C, D wird dann in Abhängigkeit von einer maximalen Dämpfung der Transferfunktion 50 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 48 bestimmt. Insbesondere wird derjenige Verschaltungsort A, B, C, D bestimmt, welcher für die Transferfunktion 50 zwischen 10 kHz und 150 kHz am stärksten gedämpft wird.The respective connection location A, B, C, D is then determined as a function of a maximum damping of the transfer function 50 using the electronic computing device 48 . In particular, that connection point A, B, C, D is determined which is most heavily attenuated for the transfer function 50 between 10 kHz and 150 kHz.

4 zeigt ein schematisches Diagramm einer Transferfunktion 50. Insbesondere ist auf einer Abszisse die Frequenz in kHz angegeben und auf der Ordinate ist die Amplitude der Übertragungsimpedanz in dBQ angegeben. Insbesondere ist gezeigt, dass die Transferfunktion 50 eine Polstelle 54 bei einer Antiresonanz aufweist. Mittels der Transferfunktion 50 ist nun insbesondere vorgesehen, dass nach oder auch unabhängig von der Bestimmung des Verschaltungsorts A, B, C, D eines Aspekts dieser Erfindung eine entsprechende Parametrierung durchgeführt werden kann. An dieser Stelle sei angemerkt, dass es auch möglich ist, dass bei einem vorgegebenen Verschaltungsort A, B, C, D, mit anderen Worten einem Verschaltungsort A, B, C, D, welcher nicht als charakteristische Eigenschaft bestimmt wurde, jeweils dann abhängig von dem vorgegebenen Verschaltungsort A, B, C, D eine jeweilige Parametrierung beziehungsweise Bestimmung der jeweiligen Parameterwerte durchgeführt werden kann. Es handelt sich somit um zwei voneinander unabhängigen Aspekte der Erfindung. Ein erster Aspekt betrifft dabei die Bestimmung des Verschaltungsorts A, B, C, D und ein zweiter Aspekt betrifft dabei die Bestimmung der Parameterwerte der passiven Filtereinrichtung 36. Jedoch sei auch erwähnt, dass diese beiden Aspekte kombiniert werden können und somit eine vorteilhafte Synthese der beiden Aspekte realisiert werden kann. 4 12 shows a schematic diagram of a transfer function 50. In particular, the frequency in kHz is indicated on an abscissa and the amplitude of the transmission impedance in dBQ is indicated on the ordinate. In particular, the transfer function 50 is shown to have a pole 54 at anti-resonance. By means of the transfer function 50 it is now provided in particular that a corresponding parameterization can be carried out after or also independently of the determination of the connection location A, B, C, D of an aspect of this invention. At this point it should be noted that it is also possible that with a given connection location A, B, C, D, in other words a connection location A, B, C, D, which was not determined as a characteristic property, in each case depending on a respective parameterization or determination of the respective parameter values can be carried out at the predetermined connection location A, B, C, D. There are thus two mutually independent aspects of the invention. A first aspect relates to the determination of the connection location A, B, C, D and a second aspect relates to the determination of the parameter values of the passive filter device 36. However, it should also be mentioned that these two aspects can be combined and thus an advantageous synthesis of the two aspects can be realized.

Insbesondere ist vorgesehen, dass als charakteristische Eigenschaft der passiven Filtereinrichtung 36 zumindest ein Parameterwert von einem ohmschen Widerstand R und/oder eine Kapazität C und/oder eine Induktivität der passiven Filtereinrichtung 36 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 48 bestimmt wird. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass zur Bestimmung des zumindest einen Parameterwerts der passiven Filtereinrichtung 36 in Abhängigkeit von dem Strompuls 42 und von der erfassten Spannung 46 die Transferfunktion 50 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 48 bestimmt wird und zumindest die Polstelle 54 der Transferfunktion 50 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 48 bestimmt wird und der zumindest eine Parameterwert derart bestimmt wird, dass die Transferfunktion 50 zumindest an der bestimmen Polstelle 54 gedämpft wird. Dies ist insbesondere durch die Funktion 56 gezeigt.In particular, it is provided that at least one parameter value of an ohmic resistance R and/or a capacitance C and/or an inductance of the passive filter device 36 is determined by means of the electronic computing device 48 as a characteristic property of the passive filter device 36 . In particular, it can be provided that, in order to determine the at least one parameter value of passive filter device 36 as a function of current pulse 42 and of detected voltage 46, transfer function 50 is determined using electronic computing device 48, and at least pole point 54 of transfer function 50 is determined using electronic Computing device 48 is determined and the at least one parameter value is determined in such a way that the transfer function 50 is damped at least at the specific pole point 54. This is shown in particular by function 56 .

Vorliegend ist somit insbesondere gezeigt, dass an der Polstelle 54 die Transferfunktion 50 ohne Filter und somit ungedämpft ist und die Funktion 56 mit der passiven Filtereinrichtung 36 entsprechend gedämpft werden kann.In the present case it is thus shown in particular that at the pole point 54 the transfer function 50 is without a filter and is therefore undamped and the function 56 can be correspondingly damped with the passive filter device 36 .

Somit ist gezeigt, dass die Antiresonanz an der Polstelle 54 als sicherheitskritisch definierte Transferfunktion 50, insbesondere im Frequenzbereich zwischen 10 kHz und 150 kHz, reduziert wird. Hierbei wird die die Antiresonanz verursachende Polstelle 54 gedämpft, wobei hierzu insbesondere eine entsprechende Dämpfungskonstante D eingeführt werden kann. Bei Einsatz der passiven Filtereinrichtung 36 kann die ursprüngliche Transferfunktion 50 gedämpft werden, wodurch sich die Funktion 56 ergibt. Somit kann eine reduzierte Antiresonanz an der Polstelle 54 erzeugt werden.It is thus shown that the anti-resonance at the pole point 54 as a safety-critical transfer function 50 is reduced, in particular in the frequency range between 10 kHz and 150 kHz. In this case, the pole point 54 causing the antiresonance is damped, it being possible in particular for a corresponding damping constant D to be introduced for this purpose. If the passive filter device 36 is used, the original transfer function 50 can be damped, as a result of which the function 56 results. A reduced anti-resonance can thus be generated at the pole point 54 .

Als passive Filtereinrichtung 36 können dabei sowohl ein Hochpassfilter erster Ordnung und/oder zweiter Ordnung genutzt werden. Ferner kann auch ein C-Typ-Filter und/oder ein Einzelfrequenzfilter und/oder ein Doppelfrequenzfilter verwendet werden. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Mehrfrequenzfilter eingesetzt werden. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die unterschiedlichen Kombinationen von unterschiedlichen Filtereinrichtungen möglich sind. Ferner kann auch eine Mehrzahl von Filterstufen eingesetzt werden, um eine entsprechende Dämpfung realisieren zu können.A first-order and/or second-order high-pass filter can be used as the passive filter device 36 . Furthermore, a C-type filter and/or a single frequency filter and/or a double frequency filter can also be used. Alternatively or additionally, a multi-frequency filter can also be used. It should be noted at this point that the different combinations of different filters facilities are possible. Furthermore, a plurality of filter stages can also be used in order to be able to implement appropriate damping.

5 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung einer charakteristischen Eigenschaft der passiven Filtereinrichtung 36, insbesondere der Parameterwerte der passiven Filtereinrichtung 36. In einem ersten Schritt S1 erfolgt das Fitting der gemessenen ursprünglichen Transferimpedanz als Transferfunktion 50. In einem zweiten Schritt S2 erfolgt dann die Berechnung der Zielimpedanz anhand der praktisch möglichen Dämpfungskonstanten D durch eine an einem Verschaltungsort A, B, C, D eingebaute passive Filtereinrichtung 36. Die Zielimpedanz kann beispielsweise als Funktion 56 angesehen werden. 5 shows a schematic view of a flow chart for determining a characteristic property of the passive filter device 36, in particular the parameter values of the passive filter device 36. In a first step S1, the measured original transfer impedance is fitted as a transfer function 50. In a second step S2, the calculation then takes place of the target impedance based on the practically possible damping constant D by a passive filter device 36 installed at a connection point A, B, C, D. The target impedance can be viewed as a function 56, for example.

In einem dritten Schritt S3 erfolgt dann die Berechnung des ohmschen Widerstandswerts auf Basis der Dämpfungskonstanten D: R=f(D,Z).In a third step S3, the ohmic resistance value is then calculated on the basis of the damping constant D: R=f(D,Z).

In einem vierten Schritt S4 erfolgt dann die Optimierung des Kapazitätswerts C für minimale positive Abweichung von der ursprünglichen Transferimpedanz.In a fourth step S4, the capacitance value C is then optimized for a minimum positive deviation from the original transfer impedance.

In einem fünften Schritt S5 erfolgt die Berechnung der Induktivität auf Basis von Resonanzgleichungen der passiven Filtereinrichtung 36.In a fifth step S5, the inductance is calculated on the basis of resonance equations of the passive filter device 36.

In einem sechsten Schritt S6 erfolgt die Berechnung der neuen Transferimpedanz nach der Bestimmung der Parameterwerte der passiven Filtereinrichtung 36 beziehungsweise einer Filterstufe der passiven Filtereinrichtung 36.In a sixth step S6, the new transfer impedance is calculated after the parameter values of the passive filter device 36 or a filter stage of the passive filter device 36 have been determined.

In einem siebten Schritt S7 wird überprüft, ob die maximale positive Abweichung von der ursprünglichen Transferimpedanz akzeptabel ist. Sollte dies der Fall sein, so wird in einem achten Schritt S8 das Verfahren beendet. Sollte dies nicht der Fall sein, so wird in einem neunten Schritt S9 die Berechnung der notwendigen Dämpfungskonstanten D für die minimale positive Abweichung von der ursprünglichen Transferimpedanz erneut durchgeführt. Die Verfahrensschritte S3 bis S5 werden dann erneut durchgeführt, bis im sechsten Schritt S6 übergegangen werden kann. Das Verfahren wird so lange durchgeführt, bis die maximale positive Abweichung von der ursprünglichen Transferimpedanz akzeptabel ist. Sollte das Verfahren nicht im achten Schritt S8 beendet werden, erfolgt die erneute Berechnung einer Dämpfungskonstante D. Resultat ist eine zweite parallele Filterstufe. Eine weitere Iteration würde eine dritte parallele Filterstufe ergeben.In a seventh step S7, it is checked whether the maximum positive deviation from the original transfer impedance is acceptable. If this is the case, the method is ended in an eighth step S8. If this is not the case, then in a ninth step S9 the necessary damping constant D for the minimum positive deviation from the original transfer impedance is calculated again. The method steps S3 to S5 are then carried out again until the sixth step S6 can be carried out. The procedure is continued until the maximum positive deviation from the original transfer impedance is acceptable. If the method is not ended in the eighth step S8, a damping constant D is calculated again. The result is a second parallel filter stage. A further iteration would result in a third parallel filter stage.

Insgesamt zeigen die Figuren ein Verfahren zur Ortsdefinition eines Entstörungsfilters im Energiebordnetz und ein Verfahren zur Parametrierung eines Filters im Energiebordnetz.Overall, the figures show a method for defining the location of an interference suppression filter in the vehicle electrical system and a method for parameterizing a filter in the vehicle electrical system.

BezugszeichenlisteReference List

1010: elektrisches Bordnetzelectrical system
1212: Energiespeicherenergy storage
1414: erster Pfadfirst path
1616: Hochvolt-Niedervolt-KonverterHigh-voltage low-voltage converter
1818: zweiter Pfadsecond path
2020: Sicherungsverteilerfuse distributor
2222: erster Verbraucherzweigfirst consumer branch
2424: zweiter Verbraucherzweigsecond consumer branch
2626: dritter Verbraucherzweigthird consumer branch
2828: erste elektrische Komponentefirst electrical component
3030: Kraftfahrzeugmotor vehicle
3232: zweite elektrische Komponentesecond electrical component
3434: dritte elektrische Komponentethird electrical component
3636: passive Filtereinrichtungpassive filter device
3838: Systemsystem
4040: Fehlerinjektionseinrichtungfault injection facility
4242: Strompulscurrent pulse
4444: Erfassungseinrichtungdetection device
4646: Spannungvoltage
4848: elektronische Recheneinrichtungelectronic computing device
5050: Transferfunktiontransfer function
5252: Vierpolfour-pole
5454: Polstellepole
5656: Funktionfunction
AA: Verschaltungsortconnection location
BB: Verschaltungsortconnection location
CC: Verschaltungsortconnection location
DD: Verschaltungsortconnection location
S1S1: erster Schrittfirst step
S2S2: zweiter Schrittsecond step
S3S3: dritter SchrittThird step
S4S4: vierter Schrittfourth step
S5S5: fünfter Schrittfifth step
S6S6: sechster Schrittsixth step
S7S7: siebter Schrittseventh step
S8S8: achter Schritteighth step
S9S9: neunter Schrittninth step
RR: ohmscher Widerstandohmic resistance
CC: Kapazitätcapacity
SS: Schalteinrichtungswitching device
ZZ: Impedanzimpedance
Uu: Spannungvoltage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 19941486 A1 [0003]

Claims

Method for determining at least one characteristic property of a passive filter device (36) in an electrical system (10) of an at least partially electrically operated motor vehicle (30) by means of a system (38), in which the electrical system (10) is equipped with at least one energy store (12 ) is provided in a first path (14) of the electrical system (10) and with a second path (18) of the electrical system (10), wherein in the second path (18) at least a first electrical component (28) and a second electrical Component (32) are provided in the second path (18), characterized in that the first electrical component (28) is replaced by a fault injection device (40) of the system (10) in the second path (18) and at least one current pulse (42) is injected into the second path (18) by means of the error injection device (40) and by means of a detection device (44) of the system (38) a voltage (46) at e is detected in a connection terminal of the second electrical component (32) and, depending on the detected voltage (46) and the injected current pulse (42), the at least one characteristic property of the passive filter device (36) is determined by means of an electronic computing device (48) of the system ( 38) is determined.

procedure after claim 1 , characterized in that a large number of current pulses (42) is injected into the second path (18) by means of the fault injection device (40), the respective current pulses (42) having different amplitudes and/or pulse lengths.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that to determine the characteristic property of the passive filter device (36) as a function of the current pulse (42) and the detected voltage (46), a transfer function (50) is determined by means of the electronic computing device (48).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a characteristic property of the passive filter device (36) a connection location (A, B, C, D) of the passive filter device (36) in the second path (18) by means of the electronic computing device (48) is determined.

procedure after claim 4 , characterized in that the connection location (A, B, C, D) is determined as a function of a maximum damping of a transfer function (50) by means of the electronic computing device (48).

procedure after claim 5 , characterized in that the connection location (A, B, C, D) at a maximum attenuation at a frequency of the transfer function (50) between 1 kHz and 1 MHz, in particular at a frequency between 10 kHz and 150 kHz, by means of the electronic computing device (48) is determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a characteristic property of the passive filter device (36) at least one parameter value of an ohmic resistance (R) and / or a capacitance (C) and / or an inductance of the passive filter device (36) by means the electronic computing device (48) is determined.

procedure after claim 7 , characterized in that to determine the at least one parameter value of the passive filter device (36) as a function of the current pulse (42) and of the detected voltage (46), a transfer function (50) is determined by means of the electronic computing device (48) and at least one Pole (54) of the transfer function (50) is determined by means of the electronic computing device (48) and the at least one parameter value is determined in such a way that the transfer function (50) is damped at least at the specific pole (54).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a first-order high-pass filter and/or a second-order high-pass filter and/or a C-type filter and/or a single-frequency filter and/or a Double frequency filter and / or a multi-frequency filter is used.

System (38) for determining at least one characteristic property of a passive filter device (36) in an electrical system (10) of an at least partially electrically operated motor vehicle (30), with at least one error injection device (40), with a detection device (44) and with a Electronic computing device (48), wherein the system (38) for performing a method according to any one of Claims 1 until 9 is trained.