WO2011088930A2 - Control system and method for diagnosis in a multi-channel microcontroller - Google Patents

Control system and method for diagnosis in a multi-channel microcontroller Download PDF

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WO2011088930A2
WO2011088930A2 PCT/EP2010/069215 EP2010069215W WO2011088930A2 WO 2011088930 A2 WO2011088930 A2 WO 2011088930A2 EP 2010069215 W EP2010069215 W EP 2010069215W WO 2011088930 A2 WO2011088930 A2 WO 2011088930A2
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width modulation
pulse
pulse width
channel
diagnosis
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Inventor
Robert Murr
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Continental Automotive Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters

Definitions

  • the invention relates to a method for diagnosis in a multichannel microcontroller according to the preamble of patent claim 1 and to a controller for carrying out this method.
  • Powerful multi-channel microcontroller offer Periphe ⁇ riefunktionen for generating pulse-width modulated (PWM) signals, which are used for the control personnelster motors or lamps.
  • PWM pulse-width modulated
  • a microcontroller in an electronic control unit also known as an electronic control unit (ECU) generates, for example, up to 64 PWM connections (ports), which each load a load through a corresponding output driver.
  • the initial state of the driver should be made diagnosable by means of analogue / digital (A / D) converters.
  • the diagnosis is best carried out in the middle of the respective active PWM phase, that is with the driver switched on.
  • the on and off edges of the PWM connections are set at different times in order to minimize the electromagnetic compatibility (EMC) emissions of the entire ECU.
  • EMC electromagnetic compatibility
  • the PWM frequencies may be different, but they are usually an integer and even multiple of the fundamental frequency.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for the diagnosis in a multichannel microcontroller, which enables in a simple manner a permanently positioned diagnosis of all PWM channels and, if possible, without realizing an artefitration of the A / D converter diagnostic requirements.
  • diagnosis of all channels with mög ⁇ lichst little time lag should be able to be carried out with changing the pulse-pause ratio.
  • a pulse width modulation control unit which executes the pulse width modulation in ei ⁇ nem centered mode, each associated with a channel output driver for driving a respective channel associated load depending on the respective pulse width modulation phase and achieved with an A / D conversion system according to claim 1 and a controller for ei ⁇ nen multi-channel microcontroller according to claim 7.
  • a method for diagnosing in a multi-channel microcontroller with a pulse width modulation control unit that performs the pulse width modulation in a central ⁇ riert aligned mode one channel supplied arrange ⁇ th output driver for driving a associated with the respective channel load is dependent on the respective Pulsweitenmodu - Lation phase and provided with an A / D conversion system, in which the diagnosis is carried out for each channel in the middle of centent ⁇ oriented pulse width modulation phases by the A / D conversion system.
  • the center-aligned mode of the pulse width modulation control unit provides that the center of the active pulse width modulation phase of all channels is always at the same time, or always starts from the same point in time. This is the time at which the corresponding ⁇ de timer reaches the maximum value, and thus marks the point of inflection of the timer. So it stands at the center of an ever ⁇ the active time of a pulse or period. In other words, is at a center-aligned mode, the ac- tive time of the pulse (duty time) right in the middle of the Perio ⁇ de.
  • the diagnosis by the A / D converter system is performed sequentially for each channel with a small time offset and also does not change in time or in the order for each channel even with changing pulse-pause ratio of a pulse width modulation.
  • the diagnosis can be completed within, for example, 100 ps and lasts thus kür ⁇ zer than the minimum active pulse width modulation phase of for example 200 ps at a 400 Hz pulse width modulation or 400 ps at a 200 Hz pulse width modulation.
  • a method of ge ⁇ represents a fixedly positioned diagnosis of all pulse width modulation channels can be realized with the advantageously and by that allows a diagnosis for all channels at this time with a minimum time offset is thus according to the invention.
  • the diagnosis is always located centrally in the middle of the active pulse-side modulation phase and can therefore be used in particular in the diagnosis of a lamp load.
  • the erfindungsge ⁇ Permitted method utilizes the fact that thereby avoided a Jerusalemwendi ⁇ ge arbitration of the A / D converter diagnostic requirements is the. A waiver of such an arbitration was previously not possible.
  • a block selection control (sense-enable control) of the output drivers can be provided. In this way, a saving of A / D converter channels of the A / D converter system can take place.
  • grouping of the pulse side modulation with multiple channels can be provided, which can be provided with a time offset.
  • simultaneous switching edges can be equalized vorteilhafterwei ⁇ se.
  • the diagnostic requirements can be further equalized.
  • a systematically programmed low pulse-pause deviation can be introduced in the case of a same pulse-pause ratio provided for two channels within a pulse width modulation grouping. This can be reliably avoided at a lamp load whose respective deviation in the brightness are not recognizable, simultaneous input / output edges. A minimized EMC radiation can be achieved with it.
  • the output drivers can be coupled to one or more lamp drivers.
  • the lamp driver (s) may comprise an LED driver.
  • the invention also relates to a device for controlling a multichannel microcontroller with a pulse width modulation control unit, which executes the pulse width modulation in ei ⁇ nem centered mode, depending on a channel associated output driver for driving a respective channel associated load depending on the respective pulse width modulation phase and an a / D conversion system are provided where ⁇ with means for controlling the control of the diagnosis by the a / D conversion system such that the Diag ⁇ nose in the middle of the centered pulse-width-aligned carried lationsphasen.
  • a PWM controller is used in the manner in which the diagnosis of the microcontroller, to the Pulswei ⁇ width modulation in a center-aligned mode (cente- raligned mode) and executes the same time the diagnosis is carried out by the A / D converter system in the middle of centered ⁇ th pulse width modulation phases .
  • centered out ⁇ oriented mode (centeraligned mode) of Pulsweitenmodula- provides tion control unit that the center of the active pulse width modulation ⁇ phase of all channels is always the same time or always starts from the same point in time. This is the time at which the corresponding timer reaches the maximum value and thus marks the turning point of the timer. It also forms the middle of each active time
  • Pulse or period In other words, with In the centered mode, the active time of the pulse (duty-time) centers exactly in the middle of the period.
  • the diagnosis by the A / D converter system is performed sequentially for each channel with a small time offset and also does not change in time or in the order for each channel even with changing pulse-pause ratio of a pulse width modulation.
  • a block selection control (sense-enable control) of the output drivers can be provided.
  • the controller can have a systematic programming for generating a small pulse-pause deviation in the case of a same pulse-pause ratio provided for two channels within a pulse width modulation grouping. This can be reliably avoided at a lamp load whose respective deviation in the brightness are not recognizable, simultaneous input / output edges. Minimized EMC radiation can thus be achieved.
  • the invention also relates to a microcontroller which is designed to carry out the method according to the invention.
  • the microcontroller can be used to generate PWM signals, which are preferably used for the control of motors or lamps.
  • FIG. 1 is a diagram of the PWM phases and their diagnosis of eight PWM channels for controlling automotive lighting systems according to the present invention.
  • Fig. 2 is a simplified schematic representation of a pre ⁇ direction for carrying out the method according to the invention.
  • Fig. 1 illustrates the timing of 6 PWM channels and their diagnosis with A / D conversion times according to the present invention.
  • the counter value timer-count
  • the PWM phases are registered with the respective active PWM phase times for the various ⁇ which channels (1 ... 8) of a PWM-grouping.
  • channel 1 and channel 3 each have the same pulse-pause ratios, which can be minimally shifted, for example, by systematic software programming in order to avoid simultaneous input / output edges.
  • the PWM signals are centered (centered) so that the centers of the active phases of all channels are at the same time (t M itte).
  • This time is also the upper turning point of the count (timer-count) position (tc), which is shown here by dashed lines.
  • the relationship of the timer-count position to the programmed reference values (CC value) of the individual channels are also indicated.
  • Diagnosis by the A / D converter system is sequential for each channel with little skew and neither changes in time nor in order for each channel. The diagnosis can be concluded completed within, for example, 100 ps, and thus is shorter than the minimum ak ⁇ tive pulse width modulation phase of for example 200 ps at a 400 Hz pulse width modulation or 400 ps at a 200 Hz pulse width modulation.
  • FIG. 2 shows in a simplified and schematic representation of an inventive apparatus 10 for controlling a microcontroller (not shown) comprising a Pulswei ⁇ tenmodulations control unit 11, which performs the Puls shimmerenmodula ⁇ tion in a centered aligned mode depending NEN ei ⁇ associated with a channel output driver for driving an allocated to the respective channel output driver for driving a associated with the respective channel load depending on the pulse width modulation stage and an a / D conversion system 12.
  • means 13 provided ⁇ see for control of the diagnosis by the a / D conversion system 12 such that the diagnosis in the middle of the centered out ⁇ omnidirectional pulse width modulation phases.

Abstract

The invention relates to a method for diagnosing a multi-channel microcontroller comprising a pulse duration-modulation control unit, which carries out the pulse duration-modulation in a centre-oriented mode, output drivers assigned to respective channels for actuating a load associated with the respective channel according to the particular pulse duration-modulation phase, and an AC/DC converter system, in which the diagnosis for each channel is carried out in the middle of the centre-oriented pulse duration-modulation phases by the AC/DC converter system. The invention also relates to a control system for carrying out the method and to a microcontroller comprising such a control system.

Description

Beschreibung description
Steuerung und Verfahren zur Diagnose in einem mehrkanaligen Mikrocontroller Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose in einem mehrkanaligen Mikrocontroller gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Steuerung zur Ausführung dieses Verfahrens . The invention relates to a method for diagnosis in a multichannel microcontroller according to the preamble of patent claim 1 and to a controller for carrying out this method.
Stand der Technik State of the art
Leistungsfähige mehrkanalige Mikrocontroller bieten Periphe¬ riefunktionen für die Erzeugung von Pulsweiten-Modulierten (PWM) -Signalen, die für die Steuerung verschiedenster Motoren oder Lampen genutzt werden. Powerful multi-channel microcontroller offer Periphe ¬ riefunktionen for generating pulse-width modulated (PWM) signals, which are used for the control verschiedenster motors or lamps.
Ein Mikrocontroller in einer elektronischen Steuereinheit, auch unter Electronic Control Unit (ECU) bekannt, generiert beispielsweise bis zu 64 PWM-Anschlüsse (Ports ) , die jeweils durch einen entsprechenden Ausgangstreiber eine Last ans- teuern. Der Ausgangszustand der Treiber soll mittels Ana¬ log/Digital (A/D) -Wandler diagnostizierbar gemacht werden. Dabei ist die Diagnose am besten in der Mitte der jeweiligen aktiven PWM-Phase, das heißt bei eingeschaltetem Treiber, durchzuführen. Die Ein- und Ausschaltflanken der PWM-Anschlüsse werden soweit als möglich auf verschiedene Zeitpunkte gesetzt, um die elektromagnetische Verträglichkeits- (EMV) -Emission der gesamten ECU so klein als möglich zu halten. Die PWM- Frequenzen können verschieden sein, jedoch sind sie in der Regel ein ganz- und geradzahliges Vielfaches der Grundfrequenz. Aktuell wird die Diagnose mittels A/D Wandler derart ge¬ steuert, dass die PWM im aufsteigender Flanke ausgerichteten Modus (left edge aligned mode) erzeugt wird, wodurch ohne wei¬ tere Maßnahmen alle Einschaltflanken der PWM-Anschlüsse zum gleichen Zeitpunkt zu liegen kommen würden. Um dem abzuhelfen, wird hier generell eine Zeitverzögerung für jeden Kanal hinzu¬ gefügt. Der Nachteil dieser Methode ist jedoch, dass die Diag¬ nose mit A/D-Wandlern für jeden Kanal eigens zeitlich neu für jedes Puls-Pausenverhältnis programmiert werden muss. Damit kann es jedoch zu zeitlichen Kollisionen, das heißt zu einer Gleichzeitigkeit, bei den Diagnoseanforderungen kommen, die nur durch eine aufwendige Arbitration der Diagnoseanforderungen vermieden werden kann. A microcontroller in an electronic control unit, also known as an electronic control unit (ECU), generates, for example, up to 64 PWM connections (ports), which each load a load through a corresponding output driver. The initial state of the driver should be made diagnosable by means of analogue / digital (A / D) converters. The diagnosis is best carried out in the middle of the respective active PWM phase, that is with the driver switched on. As far as possible, the on and off edges of the PWM connections are set at different times in order to minimize the electromagnetic compatibility (EMC) emissions of the entire ECU. The PWM frequencies may be different, but they are usually an integer and even multiple of the fundamental frequency. Currently, the diagnosis by means of A / D converter is such ge controls ¬ that the PWM aligned in the ascending flank mode (left edge aligned mode) is generated, which would come to lie at the same time all the switch-on of the PWM ports without wei ¬ direct measures , To remedy this, a time delay for each channel is generally added added ¬ here. The disadvantage of this method, however, is that the diag ¬ nose with A / D converters for each channel has to be programmed new time for each pulse-pause ratio. However, this can lead to temporal collisions, that is, to a simultaneity, in the diagnosis requirements, which can only be avoided by a complex arbitration of the diagnostic requirements.
Den steigenden Anforderungen in der Automobil- und Industrie- elektronik entsprechend ist es ein ständiges Bestreben, eine verbesserte und vereinfachte Diagnosemethode anzugeben, damit eine Diagnose mit möglichst geringem zeitlichen Versatz auch bei sich veränderndem Puls-Pausenverhältnis ermöglicht wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Diagnose in einem mehrkanaligen MikroController bereitzustellen, das auf einfache Weise eine zeitlich fest positionierte Diagnose aller PWM-Kanäle ermöglicht und möglichst ohne auf¬ wendige Arbitratrion der A/D-Wandlerdiagnoseanforderungen zu realisieren ist. Zudem soll die Diagnose aller Kanäle mit mög¬ lichst geringem zeitlichem Versatz auch bei sich veränderndem Puls-Pausenverhältnis durchgeführt werden können. In line with the increasing demands in automotive and industrial electronics, it is a constant endeavor to provide an improved and simplified diagnostic method, so that a diagnosis with the shortest possible time offset is possible even with a changing pulse-pause ratio. The object of the present invention is therefore to provide a method for the diagnosis in a multichannel microcontroller, which enables in a simple manner a permanently positioned diagnosis of all PWM channels and, if possible, without realizing an artefitration of the A / D converter diagnostic requirements. In addition, the diagnosis of all channels with mög ¬ lichst little time lag should be able to be carried out with changing the pulse-pause ratio.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Diagnose in einem mehrkanaligen MikroController mit einer Pulsweitenmodulations-Steuereinheit , welche die Pulsweitenmodulation in ei¬ nem zentriert ausgerichteten Modus ausführt, je einem einem Kanal zugeordneten Ausgangstreiber zur Ansteuerung einer dem jeweiligen Kanal zugeordneten Last abhängig von der jeweiligen Pulsweitenmodulationsphase und mit einem A/D-Wandlungssystem entsprechend des Patentanspruchs 1 und einer Steuerung für ei¬ nen mehrkanaligen MikroController nach Anspruch 7 erreicht. In den abhängigen Ansprüchen sind jeweils bevorzugte Weiterbil¬ dungen der Erfindung angegeben. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Diagnose in einem mehr- kanaligen MikroController mit einer Pulsweitenmodulations- Steuereinheit , welche die Pulsweitenmodulation in einem zent¬ riert ausgerichteten Modus ausführt, je einem Kanal zugeordne¬ ten Ausgangstreiber zur Ansteuerung einer dem jeweiligen Kanal zugeordneten Last abhängig von der jeweiligen Pulsweitenmodu- lationsphase und mit einem A/D-Wandlungssystem bereitgestellt, bei dem die Diagnose für jeden Kanal in der Mitte der zent¬ riert ausgerichteten Pulsweitenmodulationsphasen durch das A/D-Wandlungssystem durchgeführt wird. This is according to the invention with a method for diagnosis in a multi-channel microcontroller with a pulse width modulation control unit, which executes the pulse width modulation in ei ¬ nem centered mode, each associated with a channel output driver for driving a respective channel associated load depending on the respective pulse width modulation phase and achieved with an A / D conversion system according to claim 1 and a controller for ei ¬ nen multi-channel microcontroller according to claim 7. In the dependent claims each preferred Weitererbil ¬ tions of the invention are given. According to the invention a method for diagnosing in a multi-channel microcontroller with a pulse width modulation control unit that performs the pulse width modulation in a central ¬ riert aligned mode, one channel supplied arrange ¬ th output driver for driving a associated with the respective channel load is dependent on the respective Pulsweitenmodu - Lation phase and provided with an A / D conversion system, in which the diagnosis is carried out for each channel in the middle of centent ¬ oriented pulse width modulation phases by the A / D conversion system.
Der zentriert ausgerichtete Modus ( centeraligned Modus) der Pulsweitenmodulationssteuereinheit sieht vor, dass die Mitte der aktiven Pulsweitenmodulationsphase aller Kanäle immer am selben Zeitpunkt liegt, beziehungsweise immer vom selben Zeit- punkt ausgeht. Dies ist der Zeitpunkt, an dem der entsprechen¬ de Timer den maximalen Wert erreicht und somit den Wendepunkt des Timers markiert. Er bildet damit auch die Mitte einer je¬ den aktiven Zeit eines Pulses bzw. Periode. Anders ausgedrückt befindet sich bei einem zentriert ausgerichteten Modus die ak- tive Zeit des Pulses (Duty-Time) genau in der Mitte der Perio¬ de . The center-aligned mode of the pulse width modulation control unit provides that the center of the active pulse width modulation phase of all channels is always at the same time, or always starts from the same point in time. This is the time at which the corresponding ¬ de timer reaches the maximum value, and thus marks the point of inflection of the timer. So it stands at the center of an ever ¬ the active time of a pulse or period. In other words, is at a center-aligned mode, the ac- tive time of the pulse (duty time) right in the middle of the Perio ¬ de.
Die Diagnose durch das A/D-Wandlersystem erfolgt sequentiell für jeden Kanal mit geringem zeitlichen Versatz und ändert sich auch weder zeitlich noch in der Reihenfolge für jeden Kanal auch bei sich veränderndem Puls-Pausenverhältnis einer Pulsweitenmodulation. Die Diagnose kann innerhalb von beispielsweise 100 ps abgeschlossen werden und dauert somit kür¬ zer als die minimale aktive Pulsweitenmodulationsphase von beispielsweise 200 ps bei einer 400 Hz-Pulsweitenmodulation oder 400 ps bei einer 200 Hz-Pulsweitenmodulation. The diagnosis by the A / D converter system is performed sequentially for each channel with a small time offset and also does not change in time or in the order for each channel even with changing pulse-pause ratio of a pulse width modulation. The diagnosis can be completed within, for example, 100 ps and lasts thus kür ¬ zer than the minimum active pulse width modulation phase of for example 200 ps at a 400 Hz pulse width modulation or 400 ps at a 200 Hz pulse width modulation.
Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Verfügung ge¬ stellt, mit dem vorteilhafterweise eine fest positionierte Diagnose aller Pulsweitenmodulationskanäle realisiert werden kann und durch das eine Diagnose für alle Kanäle an diesem Zeitpunkt mit geringstem zeitlichen Versatz ermöglicht wird. Die Diagnose liegt immer zentral in der Mitte der aktiven Pul- seitenmodulationsphase und kann daher insbesondere bei der Diagnose einer Lampenlast eingesetzt werden. Das erfindungsge¬ mäße Verfahren nutzt die Tatsache, dass dadurch eine aufwendi¬ ge Arbitrierung der A/D-Wandler-Diagnoseanforderungen vermie- den wird. Ein Verzicht auf eine solche Arbitrierung war bisher nicht möglich. A method of ge ¬ represents a fixedly positioned diagnosis of all pulse width modulation channels can be realized with the advantageously and by that allows a diagnosis for all channels at this time with a minimum time offset is thus according to the invention. The diagnosis is always located centrally in the middle of the active pulse-side modulation phase and can therefore be used in particular in the diagnosis of a lamp load. The erfindungsge ¬ Permitted method utilizes the fact that thereby avoided a aufwendi ¬ ge arbitration of the A / D converter diagnostic requirements is the. A waiver of such an arbitration was previously not possible.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann eine Bausteinauswahl-Steuerung ( Sense-Enable-Steuerung) der Aus- gangstreiber vorgesehen werden. Auf diese Weise kann eine Einsparung von A/D-Wandlerkanälen des A/D-Wandlersystems erfolgen . In a preferred embodiment of the method, a block selection control (sense-enable control) of the output drivers can be provided. In this way, a saving of A / D converter channels of the A / D converter system can take place.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Gruppierung der Pulseitenmodulation mit mehreren Kanälen, wie zum Beispiel mit 8 Kanälen, vorgesehen werden, die mit einem zeitlichen Versatz (Offset) versehen werden können. Auf diese Weise können zeitgleiche Schaltflanken vorteilhafterwei¬ se entzerrt werden. Gleichermaßen können damit auch die Diag- noseanforderungen weiter entzerrt werden. In another preferred embodiment of the method, grouping of the pulse side modulation with multiple channels, such as 8 channels, can be provided, which can be provided with a time offset. In this way, simultaneous switching edges can be equalized vorteilhafterwei ¬ se. At the same time, the diagnostic requirements can be further equalized.
Gleichermaßen bevorzugt kann dabei bei einem innerhalb einer Pulsweitenmodulationsgruppierung für zwei Kanäle vorgesehenen gleichen Puls-Pausenverhältnis eine systematisch programmierte geringe Puls-Pausenabweichung eingeführt werden. Dadurch können bei einer Lampenlast, deren jeweilige Abweichung in der Helligkeit nicht erkennbar sind, zeitgleiche Ein-/Ausflanken zuverlässig vermieden werden. Eine minimierte EMV-Abstrahlung kann damit erreicht werden. Equally preferably, a systematically programmed low pulse-pause deviation can be introduced in the case of a same pulse-pause ratio provided for two channels within a pulse width modulation grouping. This can be reliably avoided at a lamp load whose respective deviation in the brightness are not recognizable, simultaneous input / output edges. A minimized EMC radiation can be achieved with it.
In einer Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Ausgangstreiber mit einem oder mehreren Lampentreibern gekoppelt sein. In a further development of the method according to the invention, the output drivers can be coupled to one or more lamp drivers.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der oder die Lampentrei- ber einen LED-Treiber umfassen. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Steuerung eines mehrkanaligen MikroControllers mit einer Pulsweitenmodu- lations-Steuereinheit , welche die Pulsweitenmodulation in ei¬ nem zentriert ausgerichteten Modus ausführt, je einen einem Kanal zugeordneten Ausgangstreiber zur Ansteuerung einer dem jeweiligen Kanal zugeordneten Last abhängig von der jeweiligen Pulsweitenmodulationsphase und einem A/D-Wandlungssystem, wo¬ bei Mittel vorgesehen sind zur Steuerung der Steuerung der Diagnose durch das A/D-Wandlungssystem derart, dass die Diag¬ nose in der Mitte der zentriert ausgerichteten Pulsweitenmodu- lationsphasen erfolgt. In a further refinement, the lamp driver (s) may comprise an LED driver. The invention also relates to a device for controlling a multichannel microcontroller with a pulse width modulation control unit, which executes the pulse width modulation in ei ¬ nem centered mode, depending on a channel associated output driver for driving a respective channel associated load depending on the respective pulse width modulation phase and an a / D conversion system are provided where ¬ with means for controlling the control of the diagnosis by the a / D conversion system such that the Diag ¬ nose in the middle of the centered pulse-width-aligned carried lationsphasen.
Wie vorstehend ausgeführt ist gerade bei mehrkanaligen Mikro- controllern mit PWM-Signalerzeugung wie sie beispielsweise bei der Steuerung von Motoren oder Lampen in der Automobilindust- rie verwendet werden, ein effizienter und möglichst Ressourcen schonender Aufbau der Systeme gefordert. Daher soll eine auf¬ wendige Arbitrierung der A/D-Wandlerdiagnoseanforderungen möglichst vermieden werden, ohne dass eine erhöhte EMV- Abstrahlung oder andere Nachteile entstehen. Dies kann mit der erfindungsgemäßen Steuerung auf einfache Weise ermöglicht werden, in dem zur Diagnose des MikroControllers eine PWM- Steuereinheit in der Art verwendet wird, dass sie die Pulswei¬ tenmodulation in einem zentriert ausgerichteten Modus (cente- raligned modus ) ausführt und gleichzeitig die Diagnose durch das A/D-Wandlersystem in der Mitte der zentriert ausgerichte¬ ten Pulsweitenmodulationsphasen durchgeführt wird. As stated above, in multi-channel microcontrollers with PWM signal generation, as used, for example, in the control of motors or lamps in the automotive industry, an efficient and, as far as possible, resource-saving design of the systems is required. Therefore, an arbitrary arbitration of the A / D converter diagnostic requirements should be avoided as far as possible without resulting in increased EMC radiation or other disadvantages. This can be made possible with the inventive control in a simple manner, a PWM controller is used in the manner in which the diagnosis of the microcontroller, to the Pulswei ¬ width modulation in a center-aligned mode (cente- raligned mode) and executes the same time the diagnosis is carried out by the A / D converter system in the middle of centered ¬ th pulse width modulation phases .
Wie vorstehend bereits angeführt, sieht der zentriert ausge¬ richtete Modus ( centeraligned Modus) der Pulsweitenmodula- tionssteuereinheit vor, dass die Mitte der aktiven Pulsweiten¬ modulationsphase aller Kanäle immer am selben Zeitpunkt liegt, beziehungsweise immer vom selben Zeitpunkt ausgeht. Dies ist der Zeitpunkt, an dem der entsprechende Timer den maximalen Wert erreicht und somit den Wendepunkt des Timers markiert. Er bildet damit auch die Mitte einer jeden aktiven Zeit einesAs already mentioned, centered out ¬ oriented mode (centeraligned mode) of Pulsweitenmodula- provides tion control unit that the center of the active pulse width modulation ¬ phase of all channels is always the same time or always starts from the same point in time. This is the time at which the corresponding timer reaches the maximum value and thus marks the turning point of the timer. It also forms the middle of each active time
Pulses bzw. Periode. Anders ausgedrückt befindet sich bei ei- nem zentriert ausgerichteten Modus die aktive Zeit des Pulses (Duty-Time) genau in der Mitte der Periode. Pulse or period. In other words, with In the centered mode, the active time of the pulse (duty-time) centers exactly in the middle of the period.
Die Diagnose durch das A/D-Wandlersystem erfolgt sequentiell für jeden Kanal mit geringem zeitlichen Versatz und ändert sich auch weder zeitlich noch in der Reihenfolge für jeden Kanal auch bei sich veränderndem Puls-Pausenverhältnis einer Pulsweitenmodulation . The diagnosis by the A / D converter system is performed sequentially for each channel with a small time offset and also does not change in time or in the order for each channel even with changing pulse-pause ratio of a pulse width modulation.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steue- rung kann eine Bausteinauswahl-Steuerung ( Sense-Enable- Steuerung) der Ausgangstreiber vorgesehen sein. In a further embodiment of the control according to the invention, a block selection control (sense-enable control) of the output drivers can be provided.
In einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung kann sie eine systematische Programmierung zur Generierung ei- ner geringen Puls-Pausenabweichung bei einem innerhalb einer Pulsweitenmodulationsgruppierung für zwei Kanäle vorgesehenen gleichen Puls-Pausenverhältnis aufweisen. Dadurch können bei einer Lampenlast, deren jeweilige Abweichung in der Helligkeit nicht erkennbar sind, zeitgleiche Ein-/Ausflanken zuverlässig vermieden werden. Eine minimierte EMV-Abstrahlung kann somit erreicht werden. In another embodiment of the controller according to the invention, it can have a systematic programming for generating a small pulse-pause deviation in the case of a same pulse-pause ratio provided for two channels within a pulse width modulation grouping. This can be reliably avoided at a lamp load whose respective deviation in the brightness are not recognizable, simultaneous input / output edges. Minimized EMC radiation can thus be achieved.
Die Erfindung betrifft zudem einen MikroController, welcher zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltet ist. The invention also relates to a microcontroller which is designed to carry out the method according to the invention.
Der MikroController kann zur Erzeugung von PWM-Signalen verwendet werden, die bevorzugt für die Steuerung von Motoren oder Lampen eingesetzt werden. The microcontroller can be used to generate PWM signals, which are preferably used for the control of motors or lamps.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand der Zeichnung erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. In dieser zeigt: The invention will be explained below by way of example with reference to the drawing. However, the invention is not limited to the illustrated embodiment. In this shows:
Fig. 1 ein Diagramm der PWM-Phasen und deren Diagnose von acht PWM-Kanälen zur Steuerung von Automotive-Beleuchtungssystemen gemäß der vorliegenden Erfindung. 1 is a diagram of the PWM phases and their diagnosis of eight PWM channels for controlling automotive lighting systems according to the present invention.
Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Vor¬ richtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 2 is a simplified schematic representation of a pre ¬ direction for carrying out the method according to the invention.
Fig. 1 verdeutlicht die zeitliche Abfolge von 6 PWM-Kanälen sowie deren Diagnose mit A/D-Wandlungszeitpunkten gemäß der vorliegenden Erfindung. In dem Diagramm ist der Zählerstand (timer-count ) gegen die Zeit t aufgetragen. Für die verschie¬ denen Kanäle (1...8) einer PWM-Gruppierung sind die PWM-Phasen mit den jeweils aktiven PWM-Phasenzeiten eingetragen. Hierbei weisen vorliegend Kanal 1 und Kanal 3 jeweils die gleichen Puls-Pausenverhältnisse auf, was beispielsweise durch eine systematische Softwareprogrammierung minimal verschoben werden kann, um zeitgleiche Ein-/Ausflanken zu vermeiden. Die PWM- Signale sind zentriert ausgerichtet ( centeraligned) , so dass die Mitten der aktiven Phasen aller Kanäle am selben Zeitpunkt (tMitte) liegen. Dieser Zeitpunkt ist auch der obere Wendepunkt der Zählerstand ( timer-count ) Position (tc) , die vorliegend gestrichelt eingezeichnet ist. Die Beziehung der Zählerstand (timer-count) Position zu den programmierten Vergleichswerten (CC-Wert) der einzelnen Kanäle sind ebenfalls angedeutet. Die Diagnose durch das A/D-Wandlersystem erfolgt sequentiell für jeden Kanal mit geringem zeitlichen Versatz und ändert sich auch weder zeitlich noch in der Reihenfolge für jeden Kanal. Die Diagnose kann innerhalb von beispielsweise 100 ps abge- schlössen werden und dauert somit kürzer als die minimale ak¬ tive Pulsweitenmodulationsphase von beispielsweise 200 ps bei einer 400 Hz-Pulsweitenmodulation oder 400 ps bei einer 200 Hz-Pulsweitenmodulation . Fig. 2 zeigt in einer vereinfachten und schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Steuerung eines MikroControllers (nicht dargestellt) umfassend eine Pulswei¬ tenmodulations-Steuereinheit 11, welche die Pulsweitenmodula¬ tion in einem zentriert ausgerichteten Modus ausführt, je ei¬ nen einem Kanal zugeordneten Ausgangstreiber zur Ansteuerung einer dem jeweiligen Kanal zugeordneten Ausgangstreiber zur Ansteuerung einer dem jeweiligen Kanal zugeordneten Last abhängig von der jeweiligen Pulsweitenmodulationsphase und ein A/D-Wandlungssystem 12. Erfindungsgemäß sind Mittel 13 vorge¬ sehen zur Steuerung der Diagnose durch das A/D-Wandlungssystem 12 derart, dass die Diagnose in der Mitte der zentriert ausge¬ richteten Pulsweitenmodulationsphasen erfolgt. Fig. 1 illustrates the timing of 6 PWM channels and their diagnosis with A / D conversion times according to the present invention. In the diagram, the counter value (timer-count) is plotted against the time t. The PWM phases are registered with the respective active PWM phase times for the various ¬ which channels (1 ... 8) of a PWM-grouping. In this case, in the present case, channel 1 and channel 3 each have the same pulse-pause ratios, which can be minimally shifted, for example, by systematic software programming in order to avoid simultaneous input / output edges. The PWM signals are centered (centered) so that the centers of the active phases of all channels are at the same time (t M itte). This time is also the upper turning point of the count (timer-count) position (tc), which is shown here by dashed lines. The relationship of the timer-count position to the programmed reference values (CC value) of the individual channels are also indicated. Diagnosis by the A / D converter system is sequential for each channel with little skew and neither changes in time nor in order for each channel. The diagnosis can be concluded completed within, for example, 100 ps, and thus is shorter than the minimum ak ¬ tive pulse width modulation phase of for example 200 ps at a 400 Hz pulse width modulation or 400 ps at a 200 Hz pulse width modulation. Fig. 2 shows in a simplified and schematic representation of an inventive apparatus 10 for controlling a microcontroller (not shown) comprising a Pulswei ¬ tenmodulations control unit 11, which performs the Pulsweitenmodula ¬ tion in a centered aligned mode depending NEN ei ¬ associated with a channel output driver for driving an allocated to the respective channel output driver for driving a associated with the respective channel load depending on the pulse width modulation stage and an a / D conversion system 12. According to the invention means 13 provided ¬ see for control of the diagnosis by the a / D conversion system 12 such that the diagnosis in the middle of the centered out ¬ omnidirectional pulse width modulation phases.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Diagnose eines mehrkanaligen Mikrocontrol- lers umfassend eine Pulsweitenmodulations-Steuereinheit , wel¬ che die Pulsweitenmodulation in einem zentriert ausgerichteten Modus ausführt, je einen einem Kanal zugeordneten Ausgangs¬ treiber zur Ansteuerung einer dem jeweiligen Kanal zugeordneten Last abhängig von der jeweiligen Pulsweitenmodulationspha- se und ein A/D-Wandlungssystem dadurch gekennzeichnet dass die Diagnose für jeden Kanal in der Mitte der zentriert ausgerichteten Pulsweitenmodulationsphasen durch das A/D- Wandlungssystem durchgeführt wird. 1. A method for diagnosing a multi-channel microcontroller toddlers comprising, wel ¬ che carries out pulse-width modulation control unit, the pulse width modulation in a center-aligned mode, one each associated with a channel output ¬ driver for driving a associated with the respective channel load dependent on the respective Pulsweitenmodulationspha- and an A / D conversion system characterized in that the diagnosis for each channel is performed in the center of the center-aligned pulse width modulation phases by the A / D conversion system.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Bausteinauswahl-Steuerung der Ausgangstreiber vorgesehen wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that a device selection control of the output driver is provided.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppierung der Pulsweitenmodulation mit mehreren Kanälen vorgesehen wird, die mit einem zeitlichen Versatz ver- sehen werden. 3. The method of claim 1 or 2, characterized in that a grouping of the pulse width modulation is provided with a plurality of channels, which are provided with a temporal offset.
4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass bei einem innerhalb einer Pulsweitenmodulationsgruppierung für zwei Kanäle vorgesehenen gleichen Puls-Pausenverhältnis eine systematisch programmierte geringe Puls-Pausenabweichung eingeführt wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that at a provided within a pulse width modulation grouping for two channels the same pulse-pause ratio a systematically programmed low pulse-pause deviation is introduced.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangstreiber mit einem oder mehre- ren Lampentreibern gekoppelt sind. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the output drivers are coupled to one or more lamp drivers.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Lampentreiber einen LED- Treiber umfassen. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the one or more lamp drivers comprise an LED driver.
7. Vorrichtung zur Steuerung eines MikroControllers mit einer Pulsweitenmodulations-Steuereinheit , welche die Pulsweitenmo¬ dulation in einem zentriert ausgerichteten Modus ausführt, je einen einem Kanal zugeordneten Ausgangstreiber zur Ansteuerung einer dem jeweiligen Kanal zugeordneten Last abhängig von der jeweiligen Pulsweitenmodulationsphase und einem A/D-7. An apparatus for controlling a microcontroller with a pulse-width modulation control unit that performs the Pulsweitenmo ¬ dulation in a center-aligned mode, one each associated with a channel output driver for driving a associated with the respective channel load depending on the pulse width modulation stage and an A / D
Wandlungssystem dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind zur Steuerung der Diagnose durch das A/D- Wandlungssystem derart, dass die Diagnose in der Mitte der zentriert ausgerichteten Pulsweitenmodulationsphasen erfolgt. Conversion system characterized in that means are provided for controlling the diagnosis by the A / D conversion system such that the diagnosis takes place in the center of the center-aligned pulse width modulation phases.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bausteinauswahl-Steuerung der Ausgangstreiber vorgesehen ist . 8. The device according to claim 7, characterized in that a device selection control of the output driver is provided.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine systematische Programmierung zur Generie¬ rung einer geringen Puls-Pausenabweichung bei einem innerhalb einer Pulsweitenmodulationsgruppierung für zwei Kanäle vorgesehenen gleichen Puls-Pausenverhältnis aufweist. 9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that it comprises a systematic programming to Generie ¬ tion of a small pulse-pause deviation at a designated within a pulse width modulation array for two channels the same pulse-pause ratio.
10. MikroController, dadurch gekennzeichnet, dass er zur 10. microcontroller, characterized in that it for
Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgestaltet ist. Implementation of the method according to one of claims 1 to 6 configured.
11. MikroController nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass er zur Erzeugung von PWM-Signalen verwendet wird, die für die Steuerung von Motoren oder Lampen eingesetzt werden. 11. A microcontroller according to claim 10, characterized in that it is used for the generation of PWM signals, which are used for the control of motors or lamps.
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