WO2020182593A1 - Steuergerät und verfahren zum betreiben eines steuergeräts - Google Patents

Steuergerät und verfahren zum betreiben eines steuergeräts Download PDF

Info

Publication number
WO2020182593A1
WO2020182593A1 PCT/EP2020/055802 EP2020055802W WO2020182593A1 WO 2020182593 A1 WO2020182593 A1 WO 2020182593A1 EP 2020055802 W EP2020055802 W EP 2020055802W WO 2020182593 A1 WO2020182593 A1 WO 2020182593A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
test signal
control device
signal line
preferred embodiments
tsr
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/055802
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Aue
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN202080020398.9A priority Critical patent/CN113508305A/zh
Publication of WO2020182593A1 publication Critical patent/WO2020182593A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/11—Locating faults in cables, transmission lines, or networks using pulse reflection methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0084—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to control modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/54—Testing for continuity
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0256—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults injecting test signals and analyzing monitored process response, e.g. injecting the test signal while interrupting the normal operation of the monitored system; superimposing the test signal onto a control signal during normal operation of the monitored system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/40—Working vehicles
    • B60L2200/44—Industrial trucks or floor conveyors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2637—Vehicle, car, auto, wheelchair
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/60—Electric or hybrid propulsion means for production processes

Definitions

  • the disclosure relates to a method for operating a control device, in particular for a motor vehicle, the control device having a connection for connecting a signal line via which an external unit can be connected to the connection of the control device.
  • Preferred embodiments relate to a method for operating a control device, in particular for a motor vehicle, the control device having a connection for connecting a signal line via which an external unit can be connected to the connection of the control device, the method comprising: outputting a test signal the port, receiving a reflected test signal at the port, the reflected
  • Test signal at least one pulse with a rise time im
  • a fault in particular a short circuit or an open circuit, is present in the area of the signal line.
  • Signal line is closed, in particular a spatial resolution Meters or less.
  • a determinable or known signal propagation time of, for example, typically 30 cm per ns (or correspondingly less, for example about 20 cm per nanosecond, depending on the type of line and the dielectric used) is advantageously used.
  • the control device has a control circuit, in particular a semiconductor switch, further in particular a driver transistor, for controlling the external unit via the signal line, wherein a) the control circuit, in particular the driver transistor, is deactivated for outputting the test signal and / or b) outputting the test signal in an operating phase of the control device is carried out, in which the control circuit, in particular the driver transistor, is not controlled.
  • a control circuit in particular a semiconductor switch, further in particular a driver transistor, for controlling the external unit via the signal line, wherein a) the control circuit, in particular the driver transistor, is deactivated for outputting the test signal and / or b) outputting the test signal in an operating phase of the control device is carried out, in which the control circuit, in particular the driver transistor, is not controlled.
  • a voting process is carried out depending on the results of the repetitions mentioned.
  • the voting process can e.g. be carried out as a "7-out-of-10" voting process, in which e.g. A fault on the signal line can then be inferred if at least seven repetitions in the above-mentioned ten repetitions have shown that there is an error or a deviation in the quality of the signal line from a reference quality. This results in a particularly high level of robustness against interference.
  • control device in particular for a motor vehicle, the control device having a connection for connecting a signal line via which an external unit can be connected to the connection of the control device, the control device for
  • the control device has a control circuit, in particular a semiconductor switch, further in particular a driver transistor, for controlling the external unit via the signal line.
  • Control device is designed to deactivate the control circuit, in particular the driver transistor, for outputting the test signal.
  • control circuit in addition to the control circuit, in particular the semiconductor switch or
  • Control device is designed to control the external unit, in particular the actuator or sensor, in a first operating state, e.g. by means of a control circuit, for example a corresponding
  • FIG. 3 schematically shows a simplified block diagram of a control device
  • 5B, 5C each schematically show a reflected test signal according to others
  • FIG. 1 schematically shows a simplified block diagram of a control device 100 according to preferred embodiments.
  • the control device 100 is provided, for example, for a motor vehicle, for example to control a Internal combustion engine of a motor vehicle.
  • preferred embodiments are not limited to the use of the control device 100 in the motor vehicle sector.
  • the control unit 100 has a connection 110 for connecting a signal line 200 via which an external unit 300 (e.g. an actuator of a target system such as an internal combustion engine) can be connected to the connection 110 of the control unit 100.
  • an external unit 300 e.g. an actuator of a target system such as an internal combustion engine
  • the control device 100 can use the signal line 200 to send both energy (such as a control signal for the actuator 300) and information (that is to say e.g.
  • the memory device 104 has at least one of the following elements: a volatile memory 104a, in particular a working memory (RAM), a non-volatile memory 104b, in particular flash EEPROM.
  • the computer program PRG is preferably stored in the non-volatile memory 104b.
  • control circuit 106a has a second semiconductor switch T2 (e.g. also a MOSFET), which with its switching path, in particular drain-source path, e.g. is connected between a third reference potential BP3 and the connection 110.
  • the second semiconductor switch T2 can be (e.g. under control by the computing device 102) the test signal TS, e.g. a square-wave pulse with comparatively (e.g. compared to the control signal AS) less
  • Reference potential BP3 e.g. the first reference potential BP1.
  • FIG. 5B shows a reflected test signal TSR1 in the case of an open circuit (“open signal line 200”)
  • FIG. 5C shows a reflected test signal TSR2 in the case of a short circuit.
  • Control device 100, 100a repeatedly assumes the second operating state BZ2 (FIG. 6), in particular periodically and / or after activation (initialization) of the control device and / or upon request of a further unit (e.g. another control device). Possible state transitions between the states BZ1, BZ2 are described in FIG. 6 with the reference symbols t12, t21.
  • control circuit 106, 106a In which both the
  • Control circuit 106, 106a (in particular, for example, the transistors T1 and / or T2) in the computing device 102.
  • Further preferred embodiments provide for a determination or calculation of the distance of the disturbance F, ST by multiplying the reflection time or time difference with the signal propagation speed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei das Steuergerät einen Anschluss zum Anschließen einer Signalleitung aufweist, über die eine externe Einheit mit dem Anschluss des Steuergeräts verbindbar ist, wobei das Verfahren aufweist: Ausgeben eines Testsignals auf dem Anschluss, Empfangen eines reflektierten Testsignals an dem Anschluss, wobei das reflektierte Testsignal insbesondere wenigstens einen reflektierten Anteil des Testsignals aufweist, Ermitteln einer ersten Größe, die eine Qualität der Signalleitung charakterisiert, in Abhängigkeit des reflektierten Testsignals.

Description

Beschreibung
Titel
Steuergerät und Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts
Stand der Technik
Die Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei das Steuergerät einen Anschluss zum Anschließen einer Signalleitung aufweist, über die eine externe Einheit mit dem Anschluss des Steuergeräts verbindbar ist.
Die Offenbarung betrifft ferner ein Steuergerät, das einen Anschluss zum Anschließen einer Signalleitung aufweist, über die eine externe Einheit mit dem Anschluss des Steuergeräts verbindbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei das Steuergerät einen Anschluss zum Anschließen einer Signalleitung aufweist, über die eine externe Einheit mit dem Anschluss des Steuergeräts verbindbar ist, wobei das Verfahren aufweist: Ausgeben eines Testsignals auf dem Anschluss, Empfangen eines reflektierten Testsignals an dem Anschluss, wobei das reflektierte
Testsignal insbesondere wenigstens einen reflektierten Anteil des Testsignals aufweist, Ermitteln einer ersten Größe, die eine Qualität der Signalleitung charakterisiert, in Abhängigkeit des reflektierten Testsignals. Dadurch können effizient Informationen bezüglich der Qualität der Signalleitung ermittelt werden, aus denen auf ggf. vorhandene Störungen bzw. Fehler der Signalleitung (z.B. Leitungsschluss, Kurzschluss, Leerlauf, usw.) und - bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, s.u. - insbesondere auch einen Ort der Störung
geschlossen werden kann. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Testsignal wenigstens einen Impuls mit einer Anstiegszeit im
Pikosekundenbereich (z.B. zwischen einer Pikosekunde und 1000
Pikosekunden) oder im Nanosekundenbereich (z.B. zwischen einer
Nanosekunde und 1000 Nanosekunden) aufweist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Impuls eine Breite von 200 Nanosekunden, ns, oder weniger aufweist, vorzugsweise von 100 ns oder weniger. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Impulsbreite einer Halbwertsbreite (FWHM, full width at half maximum) des Impulses entspricht, mithin bevorzugt die Halbwertsbreite (FWHM) des Impulses 200 ns oder weniger ist, vorzugsweise 100 ns oder weniger.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass dann, wenn das reflektierte Testsignal (z.B. ein Betrag einer maximalen Amplitude des reflektierten Testsignals bzw. des reflektierten Impulses) einen vorgebbaren ersten Schwellwert unterschreitet, darauf geschlossen wird, dass kein Fehler, insbesondere kein Kurzschluss oder kein Leerlauf, im Bereich der Signalleitung vorliegt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass dann, wenn das reflektierte Testsignal einen vorgebbaren zweiten Schwellwert überschreitet, darauf geschlossen wird, dass ein Fehler, insbesondere ein Kurzschluss oder ein Leerlauf, im Bereich der Signalleitung vorliegt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Größe eine Verzögerungszeit zwischen dem Ausgeben des Testsignals und dem Empfangen des reflektierten Testsignals charakterisiert. Hierzu kann bevorzugt z.B. eine Laufzeitmessung des (reflektierten) Testsignals TS, TSr ausgeführt werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass in
Abhängigkeit der ersten Größe auf einen Ort eines Fehlers entlang der
Signalleitung geschlossen wird, wobei insbesondere eine Ortsauflösung einen Meter oder weniger beträgt. Dabei wird bevorzugt vorteilhaft eine ermittelbare bzw. bekannte Signalausbreitungszeit von z.B. typischerweise 30cm pro ns (bzw. je nach Art der Leitung und des verwendeten Dielektrikums entsprechend weniger, z.B. etwa 20cm je Nanosekunde) genutzt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass vor dem Ausgeben des Testsignals ein Pegel der Signalleitung auf einen vorgegebenen Sollwert eingestellt wird, insbesondere angehoben oder abgesenkt wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät eine Ansteuerschaltung, insbesondere einen Halbleiterschalter, weiter insbesondere Treibertransistor, zum Ansteuern der externen Einheit über die Signalleitung aufweist, wobei a) die Ansteuerschaltung, insbesondere der Treibertransistor, zum Ausgeben des Testsignals deaktiviert wird und/oder b) das Ausgeben des Testsignals in einer Betriebsphase des Steuergeräts ausgeführt wird, in der die Ansteuerschaltung, insbesondere der Treibertransistor, nicht angesteuert wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass zusätzlich zu der Ansteuerschaltung, insbesondere dem Halbleiterschalter bzw.
Treibertransistor, eine zweite Ansteuerschaltung, insbesondere ein zweiter Transistor, vorgesehen ist, die bzw. der zur Ausgabe des Testsignals an den Anschluss verwendbar ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist eine gemeinsame
Ansteuerschaltung vorgesehen, die die Funktion der vorstehend genannten ersten und zweiten Ansteuerschaltung in sich vereinigt, mithin dazu ausgebildet ist, zumindest zeitweise die externe Einheit bzw. den Aktuator anzusteuern und zumindest zeitweise, insbesondere dem Prinzip gemäß den Ausführungsformen folgend, das Testsignal auszugeben.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das reflektierte Testsignal charakterisierende Informationen (z.B. wenigstens ein Spannungspegel des reflektierten Testsignals) mittels eines Komparators erfasst werden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein Zeitstempel erfasst wird, der beispielsweise einem Spannungspegel des reflektierten Testsignals zugeordnet wird. Ebenso ist ein Zeitstempel erfassbar, der einen (vorausgehenden) Zeitpunkt des Ausgebens des Testsignals charakterisiert.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Schritte des Aussendens, Empfangens und Ermittelns für eine vorgebbare Anzahl von Wiederholungen wiederholt werden, beispielsweise wenigstens fünfmal, insbesondere zehnmal.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein Voting- Prozess in Abhängigkeit der Ergebnisse der genannten Wiederholungen ausgeführt wird. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Voting- Prozess z.B. als„7-aus-10“ Voting-Prozess ausgeführt werden, bei dem z.B. dann auf einen Fehler auf der Signalleitung geschlossen werden kann, wenn bei den vorstehend genannten beispielhaft zehn Wiederholungen wenigstens sieben Wiederholungen ergeben haben, dass ein Fehler bzw. eine Abweichung der Qualität der Signalleitung von einer Referenzqualität vorliegt. Dadurch ergibt sich eine besonders große Robustheit gegen Störungen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei das Steuergerät einen Anschluss zum Anschließen einer Signalleitung aufweist, über die eine externe Einheit mit dem Anschluss des Steuergeräts verbindbar ist, wobei das Steuergerät zur
Ausführung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen ausgebildet ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät eine Ansteuerschaltung, insbesondere einen Halbleiterschalter, weiter insbesondere Treibertransistor, zum Ansteuern der externen Einheit über die Signalleitung aufweist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät, dazu ausgebildet ist, die Ansteuerschaltung, insbesondere den Treibertransistor, zum Ausgeben des Testsignals zu deaktivieren.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät dazu ausgebildet ist, das Ausgeben des Testsignals in einer Betriebsphase des Steuergeräts auszuführen, in der die Ansteuerschaltung, insbesondere der Treibertransistor, nicht angesteuert wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass zusätzlich zu der Ansteuerschaltung, insbesondere dem Halbleiterschalter bzw.
Treibertransistor, eine zweite Ansteuerschaltung, insbesondere ein zweiter Transistor, vorgesehen ist, die bzw. der zur Ausgabe des Testsignals an den Anschluss verwendbar ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die externe Einheit ein Aktuator oder Sensor, insbesondere für das Kraftfahrzeug, ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät dazu ausgebildet ist, in einem ersten Betriebszustand die externe Einheit, insbesondere den Aktuator bzw. Sensor, anzusteuern, z.B. mittels einer bzw. der Ansteuerschaltung, die beispielsweise ein entsprechendes
Ansteuersignal für den Aktuator auf dem Anschluss zum Anschließen der Signalleitung ausgibt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät dazu ausgebildet ist, in einem zweiten Betriebszustand, der von dem ersten Betriebszustand verschieden ist, das Testsignal auf dem Anschluss zum Anschließen der Signalleitung auszugeben. Nach dem Ausgeben des
Testsignals können bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen die Schritte des Empfangens des reflektierten Testsignals und des Ermittelns der ersten Größe ausgeführt werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät den zweiten Betriebszustand wiederholt einnimmt, insbesondere periodisch und/oder nach dem Aktivieren (Initialisieren) des Steuergeräts und/oder auf Anforderung einer weiteren Einheit (z.B. anderes Steuergerät).
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder des Steuergeräts gemäß den Ausführungsformen zur Ermittlung des Orts eines Fehlers entlang der Signalleitung, wobei die Signalleitung insbesondere ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs mit einem Aktor bzw. Aktuator (oder Sensor oder einer sonstigen Komponente) des Kraftfahrzeugs verbindet.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind. Dabei bilden alle
beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger
Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer
Zusammenfassung in den Schutzansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 schematisch ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Steuergeräts
gemäß bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 2 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 3 schematisch ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Steuergeräts
gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 4 schematisch Details einer Ansteuerschaltung gemäß weiteren
bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 5A,
5B, 5C jeweils schematisch ein reflektiertes Testsignal gemäß weiteren
bevorzugten Ausführungsformen, und
Figur 6 schematisch ein Zustandsdiagramm gemäß weiteren bevorzugten
Ausführungsformen.
Figur 1 zeigt schematisch ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Steuergeräts 100 gemäß bevorzugten Ausführungsformen. Das Steuergerät 100 ist beispielsweise für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, z.B. zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Bevorzugte Ausführungsformen sind jedoch nicht auf die Anwendung des Steuergeräts 100 im Kraftfahrzeugbereich beschränkt.
Das Steuergerät 100 weist einen Anschluss 110 zum Anschließen einer Signalleitung 200 auf, über die eine externe Einheit 300 (z.B. ein Aktuator eines Zielsystems wie z.B. einer Brennkraftmaschine) mit dem Anschluss 110 des Steuergeräts 100 verbindbar ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Steuergerät 100 über die Signalleitung 200 sowohl Energie (wie z.B. ein Ansteuersignal für den Aktuator 300) als auch Informationen (also z.B.
(logische oder sonstige) Signale mit vergleichsweise geringer Signalenergie, die primär zum Informationsaustausch zwischen Steuergerät 100 und Aktuator 300 dienen) übertragen.
In realen System kann es Vorkommen, dass im Bereich der Signalleitung 200 ein Fehler F auftritt, der eine zuverlässige Übertragung von Informationen und/oder Energie an die externe Einheit 300 beeinträchtigt oder sogar verhindert, z.B. ein Leitungsschluss, Kurzschluss, Leerlauf, usw..
Daher ist bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen das nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von Fig. 2 beschriebene Verfahren vorgesehen, das folgende Schritte aufweist: Ausgeben 400 eines Testsignals TS (Fig. 1) auf dem Anschluss 110, Empfangen 410 (Fig. 2) eines reflektierten Testsignals TSr an dem Anschluss 110, wobei das reflektierte Testsignal TSr insbesondere wenigstens einen (insbesondere an dem Ort des Fehlers F) reflektierten Anteil des Testsignals TS aufweist, Ermitteln 420 einer ersten Größe G1 (Fig. 1), die eine Qualität der Signalleitung 200 charakterisiert, in Abhängigkeit des reflektierten Testsignals TSr. Dadurch können effizient Informationen bezüglich der Qualität der Signalleitung 200 ermittelt werden, aus denen auf ggf. vorhandene Störungen bzw. Fehler F der Signalleitung 200 (z.B. Leitungsschluss, Kurzschluss, Leerlauf, usw.) und - bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, s.u. - insbesondere auch einen Ort der Störung
geschlossen werden kann.
Beispielsweise weist die Signalleitung 200 gemäß Fig. 1 entlang ihrer
Leitungskoordinate x ausgehend von dem Ort xO (entsprechend dem Anschluss 110) bis zu dem Ort x1 (entsprechend dem Ort der weiteren Einheit 300) einen Fehler F bei dem Ort x2 > xO, x2 < x1 auf, also zwischen dem Anschluss 110 und der weiteren Einheit 300. An diesem Ort x2 treten daher z.B. Reflektionen des von dem Anschluss 110 ausgehenden Testsignals TS auf, vgl. das
Bezugszeichen TSr, wobei Art (z.B. Phase) und Umfang (z.B. Amplitude) der Reflektionen bzw. des reflektierten Testsignals TSr insbesondere von der Art des Fehlers F (Leerlauf, Kurzschluss, bzw. allgemein nichtverschwindender
Reflektionsfaktor) abhängen. Durch Auswertung (Schritt 420 des Ermittelns der ersten Größe G1) kann das Steuergerät 100 entsprechende Informationen über den Fehler F ermitteln.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen können die Schritte 400, 410, 420 ein oder mehrere Male wiederholt werden, vgl. Schritt 430 aus Fig. 2, wodurch die Robustheit des Verfahrens gesteigert wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Testsignal TS wenigstens einen Impuls mit einer Anstiegszeit im
Pikosekundenbereich (z.B. zwischen einer Pikosekunde und 1000
Pikosekunden) oder im Nanosekundenbereich (z.B. zwischen einer
Nanosekunde und 1000 Nanosekunden) aufweist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Impuls des Testsignals TS eine Breite von 200 Nanosekunden, ns, oder weniger aufweist, vorzugsweise von 100 ns oder weniger. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Impulsbreite einer Halbwertsbreite (FWHM, full width at half maximum) des Impulses entspricht, mithin bevorzugt die Halbwertsbreite (FWHM) des Impulses 200 ns oder weniger ist, vorzugsweise 100 ns oder weniger.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Impuls z.B. im
Wesentlichen ein Rechteckimpuls, was eine besonders effiziente Erzeugung des Testsignals TS und effiziente Auswertung des reflektierten Testsignals TSr ermöglicht.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass dann, wenn das reflektierte Testsignal TSr (z.B. ein Betrag einer maximalen Amplitude des reflektierten Testsignals TSr bzw. des reflektierten Impulses) einen vorgebbaren ersten Schwellwert unterschreitet, mithin insbesondere keine wesentlichen Reflektionen des Testsignals TS auftreten, darauf geschlossen wird, dass kein Fehler, insbesondere kein Kurzschluss oder kein Leerlauf, im Bereich der Signalleitung 200 vorliegt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass dann, wenn das reflektierte Testsignal TSr (z.B. ein Betrag einer maximalen Amplitude des reflektierten Testsignals TSr bzw. des reflektierten Impulses) einen vorgebbaren zweiten Schwellwert überschreitet, darauf geschlossen wird, dass ein Fehler, insbesondere ein Kurzschluss oder ein Leerlauf, im Bereich der Signalleitung 200 vorliegt. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann daraufhin eine Fehlerreaktion eingeleitet werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Größe G1 (Fig. 1) eine Verzögerungszeit zwischen dem Ausgeben 400 (Fig. 2) des Testsignals TS (Fig. 1) und dem Empfangen 410 (Fig. 2) des reflektierten Testsignals TSr charakterisiert, also insbesondere eine Laufzeit des
(reflektierten) Impulses auf der Signalleitung (von dem Anschluss 110 zu der Störstelle F am Ort x2 und z.B. wieder zurück zu dem Anschluss 110).
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass in
Abhängigkeit der ersten Größe G1 auf den Ort x2 (Fig. 1) eines Fehlers entlang der Signalleitung 200 geschlossen wird, wobei insbesondere eine Ortsauflösung einen Meter oder weniger beträgt. Dadurch kann die Störstelle auf der
Signalleitung 200 präzise ermittelt werden, und es kann ggf. eine gezielte Reparatur der Signalleitung 200 eingeleitet werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass vor dem Ausgeben 400 (Fig. 2) des Testsignals TS (Fig. 1) ein Pegel der Signalleitung 200 auf einen vorgegebenen Sollwert eingestellt wird, insbesondere angehoben oder abgesenkt wird. Dadurch kann eine effiziente Übertragung des Testsignals TS und ein effizienter Empfang des reflektierten Testsignals TSr sichergestellt werden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät 100 (Fig. 1) eine Ansteuerschaltung, insbesondere einen
Halbleiterschalter, weiter insbesondere Treibertransistor, zum Ansteuern der externen Einheit 300 über die Signalleitung 200 aufweist, wobei z.B. a) die Ansteuerschaltung, insbesondere der Treibertransistor, zum Ausgeben des Testsignals TS deaktiviert wird und/oder b) das Ausgeben 400 des Testsignals TS in einer Betriebsphase des Steuergeräts 100 ausgeführt wird, in der die Ansteuerschaltung, insbesondere der Treibertransistor, nicht angesteuert wird.
Figur 3 zeigt hierzu schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Steuergeräts 100a gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen.
Beispielsweise kann auch das Steuergerät 100 aus Fig. 1 eine Konfiguration 100a gemäß Fig. 3 aufweisen.
Das Steuergerät 100a weist eine Recheneinrichtung 102 auf, wenigstens eine der Recheneinrichtung 102 zugeordnete Speichereinrichtung 104 zur zumindest zeitweisen Speicherung eines Computerprogramms PRG, wobei das
Computerprogramm PRG insbesondere zur Steuerung eines Betriebs des Steuergeräts 100, 100a bzw. insbesondere zur Ausführung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen (s. z.B. Fig. 2) ausgebildet ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Recheneinrichtung 102 wenigstens eines der folgenden Elemente auf: einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen programmierbaren Logikbaustein (z.B. FPGA, field programmable gate array), einen ASIC
(anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis). Kombinationen hieraus sind bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch denkbar.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Speichereinrichtung 104 wenigstens eines der folgenden Elemente auf: einen flüchtigen Speicher 104a, insbesondere Arbeitsspeicher (RAM), einen nichtflüchtigen Speicher 104b, insbesondere Flash-EEPROM. Bevorzugt ist das Computerprogramm PRG in dem nichtflüchtigen Speicher 104b abgelegt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist auch die erste Größe G1 (s. auch Fig. 1) zumindest zeitweise in der Speichereinrichtung 104 speicherbar. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist das Steuergerät 100a die vorstehend bereits erwähnte Ansteuerschaltung 106 zum Ansteuern der externen Einheit 300 über die Signalleitung 200 auf, wobei der Anschluss 110 (s. auch Fig. 1) z.B. einen Teil der Ansteuerschaltung 106 bildet.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass zusätzlich zu der Ansteuerschaltung 106 eine zweite Ansteuerschaltung (nicht gezeigt) vorgesehen ist, die zur Ausgabe des Testsignals TS an den Anschluss 110 verwendbar ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist eine gemeinsame
Ansteuerschaltung 106 vorgesehen, die die Funktion der vorstehend genannten ersten und zweiten Ansteuerschaltung in sich vereinigt, mithin dazu ausgebildet ist, zumindest zeitweise die externe Einheit 300 (Fig. 1) bzw. den Aktuator mit einem dafür vorgesehenen Ansteuersignal AS (Fig. 1) anzusteuern, und, zumindest zeitweise, insbesondere dem Prinzip gemäß den Ausführungsformen folgend, das Testsignal TS auszugeben.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die (gemeinsame)
Ansteuerschaltung 106 auch dazu ausgebildet, das reflektierte Testsignal TSr zu empfangen, z.B. ebenfalls über den Anschluss 110.
Figur 4 zeigt hierzu schematisch Details einer Ansteuerschaltung 106a gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. Die Ansteuerschaltung 106a weist einen ersten Halbleiterschalter T1 , insbesondere Transistor, z.B.
Feldeffekttransistor (z.B. MOSFET) auf, der mit dem Anschluss 110 verbunden ist und dazu ausgebildet ist (z.B. unter Ansteuerung durch die Recheneinrichtung 102) ein Ansteuersignal AS (Fig. 3) an die externe Einheit 300 auszugeben. Vorliegend ist die externe Einheit 300 mit einem ersten Anschluss 301 beispielsweise mit einem ersten Bezugspotential BP1 , z.B. entsprechend einer Batteriespannung (z.B. 12 Volt Bordnetzspannung einer Kraftfahrzeug-Batterie), verbunden, und mit ihrem zweiten Anschluss 302 ist sie über die Signalleitung 200 (bzw. wenigstens eine Ader (nicht gezeigt) hiervon) und den Anschluss 110 mit einem ersten Anschluss T1 D (z.B. einem Drain-Anschluss) des ersten Halbleiterschalters T 1 verbunden. Auf diese Weise kann der erste Halbleiterschalter T1 , der mit seinem Source-Anschluss T2S an ein zweites Bezugspotential BP2, z.B. das Massepotential, angeschlossen ist, als sog. low- side-Schalter verwendet werden, der entsprechend dem Ansteuersignal AS den zweiten Anschluss der externen Einheit 302 auf Masse schaltet.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Ansteuerschaltung 106a einen zweiten Halbleiterschalter T2 (z.B. ebenfalls einen MOSFET), auf, der mit seiner Schaltstrecke, insbesondere Drain-Source-Strecke, z.B. zwischen einem dritten Bezugspotential BP3 und dem Anschluss 110 angeschlossen ist. Dadurch kann der zweite Halbleiterschalter T2 ist (z.B. unter Ansteuerung durch die Recheneinrichtung 102) das Testsignal TS, z.B. einen Rechteckimpuls mit vergleichsweise (z.B. im Vergleich zu dem Ansteuersignal AS) geringer
Impulsbreite (z.B. einige zehn Nanosekunden, z.B. 30 Nanosekunden) über den Anschluss 110 auf die Signalleitung 200 ausgeben. Das Testsignal TS wird an der Störstelle ST (Fig. 4) zumindest teilweise reflektiert, wobei die Reflektion in Form des reflektierten Testsignals TSr empfangbar und wie vorstehend bereits beschrieben (vgl. z.B. Fig. 2) auswertbar ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind Widerstände R1 , R2 vorgesehen, die bezüglich z.B. des ersten Bezugspotentials BP1 und des Massepotentials BP2 in Serie geschaltet sind und die Signalleitung 200 bzw. wenigstens eine Ader hiervon auf ein vorgebbares elektrisches Potential legen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen entspricht das dritte
Bezugspotential BP3 z.B. dem ersten Bezugspotential BP1.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das reflektierte Testsignal TSr charakterisierende Informationen (z.B. wenigstens ein Spannungspegel des reflektierten Testsignals TSr) mittels eines Komparators K, vgl. Fig. 4, erfasst werden. Hierzu ist ein erster Eingang KE1 des Komparators K mit dem Anschluss 110 verbunden bzw. verbindbar. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist ein zweiter Eingang KE2 des Komparators K auf ein vorgebbares elektrisches Referenzpotential gelegt bzw. legbar, z.B. mittels des die weiteren Widerstände R3, R4 aufweisenden Spannungsteilers. Bevorzugt weisen die weiteren Widerstände R3, R4 bei weiteren Ausführungsformen dieselben Widerstandswerte auf wie die Widerstände R1 , R2. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Bezugspegel des Komparators K, vgl. den zweiten Eingang KE2, zumindest zeitweise geändert werden, um Kurzschlüsse auf der Signalleitung besser auswerten zu können. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist denkbar, den Ablauf der Schritte 400, 410, 420 gemäß Fig. 3 wenigstens zeitweise mit einem ersten Bezugspegel für den Komparator K auszuführen, der eine effiziente Ermittlung von z.B.
Leerläufen ermöglicht, und wenigstens zeitweise mit einem von dem ersten Bezugspegel verschiedenen zweiten Bezugspegel für den Komparator K auszuführen, der eine effiziente Ermittlung von z.B. Kurzschlüssen ermöglicht. Auch bei diesen Varianten sind ein oder mehrere Wiederholungen der jeweiligen Abläufe optional ausführbar.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein
Zeitstempel erfasst wird, der beispielsweise einem Spannungspegel des reflektierten Testsignals TSr zugeordnet wird, wobei der Zeitstempel z.B. den Eintreffzeitpunkt des reflektierten Testsignals TSr an dem Anschluss 110 bzw. dem Komparator K charakterisiert.
Figur 5A, 5B, 5C zeigen jeweils schematisch einen zeitlichen Verlauf eines (reflektierten) Testsignals gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. Fig. 5A zeigt schematisch qualitativ ein mehrere Impulse aufweisendes Testsignal TS‘, wie es durch entsprechend pulsförmige Ansteuerung des zweiten
Halbleiterschalters T2 (Fig. 4) der Ansteuerschaltung 106a realisierbar ist, Fig.
5B zeigt ein reflektiertes Testsignal TSR1 im Falle eines Leerlaufs („offene Signalleitung 200“), und Fig. 5C zeigt ein reflektiertes Testsignal TSR2 im Falle eines Kurzschlusses.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Schritte des Aussendens 400, Empfangens 410 und Ermittelns 420 (Fig. 2) für eine vorgebbare Anzahl von Wiederholungen wiederholt werden, beispielsweise wenigstens fünfmal, insbesondere zehnmal, vgl. den optionalen Schritt 430.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein Voting- Prozess in Abhängigkeit der Ergebnisse der genannten Wiederholungen 430 ausgeführt wird. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Voting- Prozess z.B. als„7-aus-10“ Voting-Prozess ausgeführt werden, bei dem z.B. dann auf einen Fehler F, ST auf bzw. im Bereich der Signalleitung 200 geschlossen werden kann, wenn bei den vorstehend genannten beispielhaft zehn Wiederholungen wenigstens sieben Wiederholungen ergeben haben, dass ein Fehler bzw. eine Abweichung der Qualität der Signalleitung 200 von einer Referenzqualität vorliegt. Dadurch ergibt sich eine besonders große Robustheit gegen Störungen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, vgl. z.B. Fig. 4, ist vorgesehen, dass das Steuergerät 100, 100a, dazu ausgebildet ist, die Ansteuerschaltung 106, 106a, insbesondere den Treibertransistor T1 , zum bzw. während des Ausgeben(s) des Testsignals TS zu deaktivieren, damit insbesondere keine Überlagerung von Ansteuerungssignalen AS und dem Testsignal TS auftritt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät dazu ausgebildet ist, das Ausgeben des Testsignals in einer Betriebsphase des Steuergeräts auszuführen, in der die Ansteuerschaltung 106, 106a, insbesondere der Treibertransistor T1 , nicht angesteuert wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, vgl. das beispielhafte
Zustandsdiagramm aus Fig. 6, ist vorgesehen, dass das Steuergerät 100, 100a dazu ausgebildet ist, in einem ersten Betriebszustand BZ1 die externe Einheit 300, insbesondere den Aktuator, anzusteuern, z.B. mittels einer bzw. der Ansteuerschaltung 106, 106a, die beispielsweise ein entsprechendes
Ansteuersignal AS für den Aktuator 300 auf dem Anschluss 110 zum
Anschließen der Signalleitung 200 ausgibt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät 100, 100a dazu ausgebildet ist, in einem zweiten Betriebszustand BZ2, der von dem ersten Betriebszustand BZ1 verschieden ist, das Testsignal TS auf dem Anschluss 110 zum Anschließen der Signalleitung 200 auszugeben. Nach dem Ausgeben 400 (Fig. 2) des Testsignals TS können bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen die Schritte des Empfangens 410 des reflektierten Testsignals TSr und des Ermittelns 420 der ersten Größe G1 ausgeführt werden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät 100, 100a den zweiten Betriebszustand BZ2 (Fig. 6) wiederholt einnimmt, insbesondere periodisch und/oder nach dem Aktivieren (Initialisieren) des Steuergeräts und/oder auf Anforderung einer weiteren Einheit (z.B. anderes Steuergerät). Mögliche Zustandsübergänge zwischen den Zuständen BZ1 , BZ2 sind in Fig. 6 mit den Bezugszeichen t12, t21 beschrieben.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Steuergerät 100, 100a einen dritten Betriebszustand BZ3 einnimmt, z.B. einen Fehlerzustand, vgl. den Zustandsübergang t23, in den ausgehend von dem zweiten Betriebszustand BZ2 übergegangen werden kann, wenn die erste Größe G1 bzw. eine Auswertung der ersten Größe G1 auf das Vorhandensein eines Fehlers im Bereich der Signalleitung 200 schließen lässt. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann auch von dem dritten Betriebszustand BZ3 wieder in einen anderen Zustand BZ1 , BZ2 übergegangen werden, vgl. die in Fig. 6 gestrichelten, nicht näher bezeichneten Pfeile.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder des Steuergeräts 100,
100a gemäß den Ausführungsformen zur Ermittlung des Orts x1 eines Fehlers F entlang der Signalleitung 200, wobei die Signalleitung 200 insbesondere ein Steuergerät 100, 100a eines Kraftfahrzeugs mit einem Aktor 300 bzw. Aktuator des Kraftfahrzeugs verbindet.
Nachstehend sind weitere bevorzugte Ausführungsformen und Aspekte beschrieben, die jeweils einzeln für sich oder in Kombination miteinander mit wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
kombinierbar sind.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann ein Zeitgeberbaustein des Steuergeräts 100, 100a bzw. der Recheneinrichtung 102 verwendet werden, um dem empfangenen reflektierten Testsignal TSr bzw. wenigstens einem Teil hiervon einen Zeitstempel zuzuordnen. Auch dem ausgesendeten Testsignal TS kann auf diese Weise ein Zeitstempel zugeordnet werden, so dass aus der Laufzeit des empfangenen reflektierten Testsignals TSr z.B. der Ort x2 der Störung ermittelbar ist. Besonders bevorzugt weist das Steuergerät 100, 100a bzw. die Recheneinrichtung 102 bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen einen Zeitgeberbaustein („Timer“) auf, der eine zeitliche Auflösung im Bereich von 500 Pikosekunden, ps, oder weniger aufweist, z.B. 200 ps, insbesondere 50 ps.
Bevorzugte Ausführungsformen ermöglichen, eine Diagnose von Fehlern in den Signalen (Ein- und/oder Ausgänge) in einem Kraftfahrzeug, auf den Ort x2 des Fehlers F einzuschränken, wobei das vorstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf einen Anschluss 110 genannte Prinzip bei weiteren Ausführungsformen auch auf mehrere Anschlüsse des Steuergeräts 100, 100a angewandt werden kann.
Bevorzugte Ausführungsformen ermöglichen z.B., festzustellen, ob ein Fehler F nahe am Steuergerät 100, 100a oder am Aktuator bzw. Sensor 300 oder dazwischen ist, weil vorteilhaft eine Einschränkung des Fehlerortes x2 möglich ist. Je nach zeitlicher Auflösung bei dem Empfang des reflektierten Testsignals TSr kann die Ortsauflösung bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen 1 Meter, m, oder weniger betragen, z.B. 20 Zentimeter, cm.
Bevorzugte Ausführungsformen ermöglichen zumindest zeitweise und/oder zumindest teilweise eine Verbesserung der Diagnosefähigkeiten der
Steuergeräte 100, 100a insbesondere von Kraftfahrzeugen, insbesondere im Betrieb und/oder in den Werkstätten. Weitere Vorteile: - geringere Kosten für eine präzise Fehleridentifikation z.B. im Kundendienst, - weniger ggf. fehlerhaft ausgetauschte Steuergeräte/Sensoren 300 und damit weniger Reparaturkosten,
- insgesamt geringere Kosten, da weniger Rückläufer, z.B. muss ein Steuergerät 100 nicht mehr ausgetauscht werden, wenn bevorzugte Ausführungsformen anzeigen, dass der Ort x2 des Fehlers F, ST mehr als einen vorgebbaren Abstand von z.B. 50cm weg von der Quelle (z.B. Ansteuerschaltung 106, 106a) entfernt ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sehen vor, dass die Ansteuerschaltung 106, 106a mittels wenigstens einer der folgenden Halbleitertechnologien realisiert wird: BCD (BIPOLAR-CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor )-DMOS (Double-Diffused Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)) oder HVCMOS (High Voltage CMOS). Insbesondere kann bei einer Realisierung mittels HVCMOS-Technologie ein optionales RC-Glied an dem Anschluss 110 gespart werden und es können dadurch höhere (Zeit- und damit Orts-)
Auflösungen erreicht werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sehen eine diskrete Realisierung der Ansteuerschaltung 106, 106a vor, bei der sowohl die
„Mittelspannungserzeugung“ als auch die Detektion (vgl. Komparator K) und der T ransistor T1 , T2 diskret ausgeführt werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sehen eine Integration der
Ansteuerschaltung 106, 106a (insbesondere z.B. der Transistoren T1 und/oder T2) in die Recheneinrichtung 102 vor.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sehen den folgenden Ablauf vor:
Abschalten des Treibertransistors T1 des Aktuators 300, oder Nutzung einer nicht angesteuerten Phase, Anschalten (bevorzugt impulsweise) des Transistors T2, insbesondere, um das Testsignal TS zu erzeugen, Messung mittels des Komparators K, wobei bevorzugt ein erster Zeitstempel einer (insbesondere durch das Testsignal TS bedingten) Signaländerung erfasst wird, Warten auf das ggf. zu empfangende reflektierte Testsignal TSr, Empfang bzw. Messung (bevorzugt mit zweitem Zeitstempel) der Reflexion (reflektiertes Testsignal TSr) mittels Komparator K, Ausrechnen der Zeitdifferenz zwischen erstem und zweitem Zeitstempel, optional: Wiederholen des Ablaufs, insbesondere mindestens 10 mal - und Voting z.B.„7 aus 10“ der Reflexionszeit -, was die Robustheit gegen Störungen weiter steigert.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sehen eine Ermittlung bzw. Berechnung der Entfernung der Störung F, ST durch Multiplikation der Reflexionszeit bzw. Zeitdifferenz mit der Signalausbreitungsgeschwindigkeit vor.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts (100; 100a), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1000), wobei das Steuergerät (100) einen Anschluss (110) zum Anschließen einer Signalleitung (200) aufweist, über die eine externe Einheit (300) mit dem Anschluss (110) des Steuergeräts (100) verbindbar ist, wobei das Verfahren aufweist: Ausgeben (400) eines
Testsignals (TS) auf dem Anschluss (110), Empfangen (410) eines reflektierten Testsignals (TSr) an dem Anschluss (110), wobei das reflektierte Testsignal (TSr) insbesondere wenigstens einen reflektierten Anteil des Testsignals (TSr) aufweist, Ermitteln (420) einer ersten Größe (G1), die eine Qualität der Signalleitung (200) charakterisiert, in Abhängigkeit des reflektierten Testsignals (TSr).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Testsignal (TS) wenigstens einen Impuls mit einer Anstiegszeit im Pikosekundenbereich oder im
Nanosekundenbereich aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der wenigstens eine Impuls eine Breite von 200 Nanosekunden, ns, oder weniger aufweist, vorzugsweise von 100 ns oder weniger.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei dann, wenn das reflektierte Testsignal (TSr) einen vorgebbaren ersten Schwellwert unterschreitet, darauf geschlossen wird, dass kein Fehler, insbesondere kein Kurzschluss oder kein Leerlauf, im Bereich der
Signalleitung (200) vorliegt.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei dann, wenn das reflektierte Testsignal (TSr) einen vorgebbaren zweiten Schwellwert überschreitet, darauf geschlossen wird, dass ein Fehler, insbesondere ein Kurzschluss oder ein Leerlauf, im Bereich der Signalleitung (200) vorliegt.
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Größe (G1) eine Verzögerungszeit zwischen dem Ausgeben (400) des Testsignals (TS) und dem Empfangen (410) des reflektierten Testsignals (TSr) charakterisiert.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in Abhängigkeit der ersten Größe (G1) auf einen Ort (x2) eines Fehlers (F) entlang der Signalleitung (200) geschlossen wird, wobei insbesondere eine Ortsauflösung einen Meter oder weniger beträgt.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei vor dem Ausgeben (400) des Testsignals (TS) ein Pegel der Signalleitung (200) auf einen vorgegebenen Sollwert eingestellt wird, insbesondere angehoben oder abgesenkt wird.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Steuergerät (100) eine Ansteuerschaltung (106; 106a), insbesondere einen Treibertransistor (T1), zum Ansteuern der externen Einheit (300) über die Signalleitung (200) aufweist, und wobei a) die Ansteuerschaltung, insbesondere der Treibertransistor (T1), zum Ausgeben (400) des
Testsignals (TS) deaktiviert wird und/oder b) das Ausgeben (400) des Testsignals (TS) in einer Betriebsphase des Steuergeräts (100) ausgeführt wird, in der der die Ansteuerschaltung, insbesondere der Treibertransistor (T1), nicht angesteuert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei zusätzlich zu der Ansteuerschaltung, insbesondere dem Treibertransistor (T 1), eine zweite Ansteuerschaltung, insbesondere ein zweiter Transistor (T2), vorgesehen ist, die bzw. der zur Ausgabe des Testsignals (TS) an den Anschluss (110) verwendbar ist.
11. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das reflektierte Testsignal (TSr) charakterisierende Informationen mittels eines Komparators (K) erfasst werden.
12. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Schritte des Aussendens (400), Empfangens (410) und Ermittelns (420) für eine vorgebbare Anzahl von Wiederholungen wiederholt (430) werden, beispielsweise wenigstens fünfmal, insbesondere zehnmal.
13. Steuergerät (100; 100a), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei das
Steuergerät (100) einen Anschluss (110) zum Anschließen einer
Signalleitung (200) aufweist, über die eine externe Einheit (300) mit dem Anschluss (110) des Steuergeräts (100) verbindbar ist, wobei das
Steuergerät (100) zur Ausführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
14. Verwendung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder des Steuergeräts (100; 100a) nach Anspruch 13 zur Ermittlung des Orts (x2) eines Fehlers (F) entlang der Signalleitung (200), wobei die Signalleitung (200) insbesondere ein Steuergerät (100) eines Kraftfahrzeugs (1000) mit einem Aktor (300) des Kraftfahrzeugs (1000) verbindet.
PCT/EP2020/055802 2019-03-12 2020-03-05 Steuergerät und verfahren zum betreiben eines steuergeräts WO2020182593A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080020398.9A CN113508305A (zh) 2019-03-12 2020-03-05 控制器和用于运行控制器的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019203314.8 2019-03-12
DE102019203314.8A DE102019203314A1 (de) 2019-03-12 2019-03-12 Steuergerät und Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020182593A1 true WO2020182593A1 (de) 2020-09-17

Family

ID=69846399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/055802 WO2020182593A1 (de) 2019-03-12 2020-03-05 Steuergerät und verfahren zum betreiben eines steuergeräts

Country Status (4)

Country Link
CN (1) CN113508305A (de)
DE (1) DE102019203314A1 (de)
FR (1) FR3093683A1 (de)
WO (1) WO2020182593A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021205331A1 (de) * 2021-05-26 2022-12-01 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Steuergeräts
DE102022213936A1 (de) 2022-12-19 2024-06-20 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer technischen Komponente

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006129999A1 (en) * 2005-05-31 2006-12-07 Snap-On Incorporated Network bus diagnosis system
US20130162262A1 (en) * 2011-06-17 2013-06-27 Darrell J. Johnson System and Method for Automated Testing of an Electric Cable Harness
DE102013202921A1 (de) * 2012-02-29 2013-08-29 Gm Global Technology Operations, Llc Rückstreutechnik-System und -Verfahren
DE102017205440A1 (de) * 2017-03-30 2018-10-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung mindestens einer Netzwerkleitung in einem Kraftfahrzeug

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0114273D0 (en) * 2001-06-12 2001-08-01 Phoenix Aviat And Technology L Fault detection system and method
DE102009003049A1 (de) * 2009-05-13 2010-11-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Funktionsprüfung eines Ultraschallsensors an einem Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betrieb eines Ultraschallsensors an einem Kraftfahrzeug und Abstandsmessvorrichtung mit mindestens einem Ultraschallsensor zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug
DE102011006512A1 (de) * 2011-03-31 2012-10-04 Robert Bosch Gmbh Steuereinheit
CN202583395U (zh) * 2012-05-09 2012-12-05 兰州交通大学 电缆故障测试仪
GB2529824B (en) * 2014-09-02 2018-03-07 Ge Aviat Systems Ltd Locating electrical faults in a circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006129999A1 (en) * 2005-05-31 2006-12-07 Snap-On Incorporated Network bus diagnosis system
US20130162262A1 (en) * 2011-06-17 2013-06-27 Darrell J. Johnson System and Method for Automated Testing of an Electric Cable Harness
DE102013202921A1 (de) * 2012-02-29 2013-08-29 Gm Global Technology Operations, Llc Rückstreutechnik-System und -Verfahren
DE102017205440A1 (de) * 2017-03-30 2018-10-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung mindestens einer Netzwerkleitung in einem Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
CN113508305A (zh) 2021-10-15
DE102019203314A1 (de) 2020-09-17
FR3093683A1 (fr) 2020-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018217116B3 (de) Hochvoltsystem und Verfahren zur Überwachung von Isolationsfehlern in einem Hochvoltsystem
DE102005012405B3 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Detektion eines Leitungsbruches
DE3207950A1 (de) Abstandsmessvorrichtung
WO2020182593A1 (de) Steuergerät und verfahren zum betreiben eines steuergeräts
WO2014009207A1 (de) Vorrichtung zur diagnose einer schaltungsanordnung
DE102018132503B4 (de) Detektion von Codewörtern
DE102011086412A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Testen des Zustands der Verbindung einer mit einem Verbindungspunkt verbundenen Last
DE10234091A1 (de) Verfahren zur Überwachung von wenigstens zwei elektromagnetischen Ventilen einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE112020000787T5 (de) Fahrzeugklimaanlage
WO2018069074A1 (de) Verfahren zum erkennen eines kurzschlusses über eine last
DE102017118096B3 (de) Sicherheitsrelevantes Sensorsystem zum Selbsttest
DE10127054B4 (de) Verfahren zur Überwachung einer Spannungsversorgung eines Steuergeräts in einem Kraftfahrzeug
EP3665498A2 (de) Selbsttestfähiges messsystem und verfahren zum betreiben eines selbsttestfähigen messsystems
EP1355163B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen eines Umrichters
DE10028353C2 (de) Verfahren zur Überprüfung eines kapazitiven Stellgliedes
DE10331702A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Auswahl von Sensorausgangssignalen
EP1497544A1 (de) Verfahren zum betrieb einer kraftstoffeinspritzanlage für einen verbrennungsmotor
DE102017118107B3 (de) Verfahren zum Selbsttest eines sicherheitsrelevanten Ultraschallsensorsystems
DE102017118103B3 (de) Sicherheitsrelevantes Sensorsystem zum Selbsttest und Überwachung dieses Sensorsystems durch Überwachung einer Signalsymmetrie
DE102017118101B3 (de) Sicherheitsrelevantes Sensorsystem zum Selbsttest mittels Signalparameterauswertung der Antwort eines Ultraschalltransducers auf eine Anregung
DE102018203036A1 (de) &#34;Diagnoseverfahren zur Sprungerkennung einer kontinuierlichen Messgröße, Steuerung zur Durchführung des Verfahrens&#34;
DE112020001445T5 (de) Vorrichtung und verfahren zur erkennung eines offenen schaltkreises einer motorantriebsschaltung
DE102018105381A1 (de) Verfahren zur Erkennung eines Kurzschlusses eines mechatronischen Kupplungsaktors in einem Fahrzeug
DE202016006083U1 (de) Parallel geschaltete Halbleiterschalter zur redundanten Stromversorgung und Unterbrechung
DE102012201161A1 (de) Verfahren und Ansteuereinrichtung zum Aufladen oder Entladen eines piezoelektrischen Aktors

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20712452

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20712452

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1