Die Erfindung betrifft ein Schaltungsvorrichtung
und ein Verfahren zur Diagnose eines Schwingkreises, insbesondere
eines Schwingkreises, der als Sendeantenne eine Spule aufweist, über die
Daten gesendet werden können.The invention relates to a circuit device
and a method for diagnosing a resonant circuit, in particular
a resonant circuit, which has a coil as the transmitting antenna, via the
Data can be sent.
Allgemein bekannt ist die Verwendung
von derartigen Schwingkreisen zur Erzeugung einer LF-Sendeleistung
in sogenannten PASE (Passive Start/Passive Entry)-Systemen sowie
in elektronischen Wegfahrsperren. Dabei wird typischerweise eine
Spule als Sendeantenne verwendet, die von einem Steuergerät derart
angesteuert wird, dass ein magnetisches Feld erzeugt wird, das stark
genug ist, um Daten beispielsweise an eine ID-Karte zu übertragen.The use is generally known
of such resonant circuits for generating an LF transmission power
in so-called PASE (Passive Start / Passive Entry) systems as well
in electronic immobilizers. This is typically a
Coil used as a transmitting antenna by such a control unit
is driven that a magnetic field is generated that strong
is enough to transfer data to an ID card, for example.
Da insbesondere die Sendespule nahe
der Autokarosserie oder im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist, besteht
die Gefahr, dass die Sendespule mit Massepotential oder mit dem
Potential der Autobatterie kurzgeschlossen wird. Derartige Störfälle müssen zuverlässig erkannt
werden, um die Funktionssicherheit, beispielsweise einer Wegfahrsperre, zu
gewährleisten.Because in particular the transmitter coil is close
the car body or inside the vehicle is there
the risk that the transmitter coil with ground potential or with the
Potential of the car battery is short-circuited. Such accidents must be reliably recognized
to ensure functional reliability, for example an immobilizer
guarantee.
Bekannte Systeme überwachen die Funktionalität von Schwingkreisen
entweder durch Messen der Schwingspannung (zum Beispiel Philipps
PCF 7991) oder durch statische Strommessung, wie etwa Peak-Strommessung
oder Average-Strommessung.Known systems monitor the functionality of resonant circuits
either by measuring the vibration voltage (for example Philipps
PCF 7991) or by static current measurement, such as peak current measurement
or average current measurement.
Bei einem Schwingkreis mit einer
Spule als Sendeantenne verhält
sich der Laststrom jedoch dynamisch. Die Amplituden- und Phasenlage
des resultierenden Wechselstroms können durch Systemtoleranzen
und Anschwingverhalten stark variieren. Eine zuverlässige Diagnose
des Lastkreises kann nicht durch eine einfache statische Strommessung,
wie oben genannt, realisiert werden, da sich der im Fehlerfall fließende Strom
nicht eindeutig vom normalen Betriebsstrom unterscheiden läßt.With a resonant circuit with a
Coil behaves as a transmitting antenna
however, the load current is dynamic. The amplitude and phase position
of the resulting alternating current can be caused by system tolerances
and start-up behavior vary widely. A reliable diagnosis
the load circuit cannot be measured by a simple static current measurement,
as mentioned above, because the current flowing in the event of a fault
cannot be clearly distinguished from normal operating current.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung
einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur besseren Diagnose von
Störfällen eines
Schwingkreises, der als Antenne zum Senden von Daten eine Sendespule verwendet.The object of the invention is to create
a device and a method for better diagnosis of
Accidents one
Resonant circuit, which uses a transmitter coil as an antenna for transmitting data.
Die verfahrensseitige Lösung der
oben genannten Aufgabe ist dem Anspruch 1 zu entnehmen. Vorteilhafte
Weiterbildungen derselben sind in den Unteransprüchen 2 und 3 angegeben.The procedural solution of
The above-mentioned object can be found in claim 1. advantageous
Developments of the same are specified in subclaims 2 and 3.
Die vorrichtungsseitige Lösung der
oben genannten Aufgabe ist dem Anspruch 4 zu entnehmen. Eine vorteilhafte
Weiterbildung derselben ist im Unteranspruch 5 angegeben.The device side solution of
The above-mentioned object can be found in claim 4. An advantageous one
Further development of the same is specified in dependent claim 5.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine Vielzahl
von Fehlermöglichkeiten
eines Schwingkreises zuverlässig
zu erkennen. Durch Messung des im Schwingkreis fließenden Stroms
zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, insbesondere durch Messung der
Amplitude, wird eine eindeutige Unterscheidung zwischen Normalbetrieb
und Fehlerbetrieb möglich. Durch
zeitlich versetztes Messen des Stroms zu bekannten Zeitpunkten kann
darüber
hinaus auch eine Phasenlage des Stroms zu den Meßzeitpunkten berechnet werden.According to the invention it is possible to have a variety
of possible errors
of a resonant circuit reliably
to recognize. By measuring the current flowing in the resonant circuit
at a predetermined time, in particular by measuring the
Amplitude, makes a clear distinction between normal operation
and fault operation possible. By
timed measurement of the current at known times can
about that
In addition, a phase position of the current at the time of measurement can also be calculated.
Ferner ist die erfindungsgemäße Schaltungsvorrichtung
zur Diagnose einfach aufgebaut und kann mit Standardbauteilen realisiert
werden.Furthermore, the circuit device according to the invention
Easy to set up for diagnosis and can be implemented with standard components
become.
Im folgenden werden unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens
beschrieben. Es zeigen:The following are with reference
on the attached
Drawings a preferred embodiment
the device according to the invention
and a preferred embodiment
of the method according to the invention
described. Show it:
1 ein
Blockdiagramm einer Schaltungsvorrichtung zur Diagnose eines Schwingkreises
gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung; 1 a block diagram of a circuit device for diagnosing a resonant circuit according to the preferred embodiment of the invention;
2 ein
Blockdiagramm eines Steuergeräts,
in dem die Schaltungsvorrichtung gemäß 1 integriert ist; 2 a block diagram of a control unit in which the circuit device according to 1 is integrated;
3 ein
Diagramm einer Wellenform einer Erregung des Schwingkreises zur
Erklärung
des Meßzeitpunkts
gemäß der Erfindung; 3 a diagram of a waveform of an excitation of the resonant circuit for explaining the time of measurement according to the invention;
4A und 4B Darstellungen zur Erläuterung
eines ersten Störfalls
und dessen Erkennung gemäß der Erfindung; 4A and 4B Representations to explain a first accident and its detection according to the invention;
5A und 5B Darstellungen zur Erläuterung
eines zweiten Störfalls
und dessen Erkennung gemäß der Erfindung; 5A and 5B Representations to explain a second accident and its detection according to the invention;
6A und 6B Darstellungen zur Erläuterung
eines dritten Störfalls
und dessen Erkennung gemäß der Erfindung;
und 6A and 6B Representations to explain a third accident and its detection according to the invention; and
7 ein
Flußdiagramm
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
des Verfahrens zur Diagnose eines Schwingkreises. 7 a flowchart of a preferred embodiment of the method for diagnosing a resonant circuit.
1 zeigt
ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Diagnose einer Störung
in einem Schwingkreis. Die Schaltungsvorrichtung 1 enthält ein Steuermittel,
beispielsweise einen Mikroprozessor 2, zur Steuerung der
gesamten Schaltungsvorrichtung 1. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Mikroprozessor 2 über einen Timer 3 mit
einem Meßmittel 4 verbunden.
Das Meßmittel 4 dient
zum Messen eines durch einen Schwingkreis (nicht gezeigt) fließenden Stroms
und ist beispielsweise ein herkömmliches
Strommessgerät,
mit dem der Betrag eines Stroms gemessen werden können. Das
Aktivieren des Meßmittels 4 erfolgt
beispielsweise durch den Timer 3, der über den Mikroprozessor 2 angesteuert
wird. In dem Timer ist ein vorbestimmter Wert gespeichert, der der
Zeitdauer entspricht, die der intakte Schwingkreis benötigt, um
den eingeschwungenen Zustand zu erreichen. Der genaue Zeitpunkt
zur Durchführung
der Strommessung wird später
unter Bezugnahme auf 3 näher erläutert. 1 shows a block diagram of a preferred embodiment of the inventive device for diagnosing a fault in a resonant circuit. The circuit device 1 contains a control means, for example a microprocessor 2 , to control the entire circuit device 1 , According to the preferred embodiment, the microprocessor is 2 via a timer 3 with a measuring device 4 connected. The measuring device 4 is used to measure a current flowing through an oscillating circuit (not shown) and is, for example, a conventional current measuring device with which the magnitude of a current can be measured. Activating the measuring equipment 4 is done, for example, by the timer 3 which is via the microprocessor 2 is controlled. There is a predetermined one in the timer Value saved that corresponds to the length of time that the intact resonant circuit needs to reach the steady state. The exact time to perform the current measurement will be described later with reference to 3 explained in more detail.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
aktiviert also der Mikroprozessor 2 den Timer 3, der
nach Ablauf der im Timer 3 gespeicherten Zeit das Meßmittel 4 aktiviert,
um einen in dem Schwingkreis fließenden Strom zu messen.According to the preferred embodiment, the microprocessor is activated 2 the timer 3 that after the timer 3 stored time the measuring equipment 4 activated to measure a current flowing in the resonant circuit.
Ebenso kann der Timer 3 über einen
Anschluß c
(Triggeranschluß)
von außen
angesteuert werden, um nach Ablauf der im Timer 3 gespeicherten
Zeit die Durchführung
einer Strommessung durch das Meßmittel 4 zu
veranlassen.The timer can also 3 can be controlled from outside via a connection c (trigger connection) in order to run after the timer 3 stored time performing a current measurement by the measuring means 4 to cause.
Der Timer 2 kann als Hardwarekomponente oder
in Software implementiert sein.The timer 2 can be implemented as a hardware component or in software.
Das Meßmittel 4 wird also
derart durch ein Steuermittel (beispielsweise durch den Mikroprozessor 2)
angesteuert, dass ein durch den Schwingkreis fließender Strom
nach einer vorbestimmten einem eingeschwungenen Zustand des intakten
Schwingkreises entsprechenden Zeitdauer nach dem Anlegen einer Spannung
an den Schwingkreis der im Schwingkreis auftretenden Strom gemessen
wird. Insbesondere wird die Amplitude des Stroms gemessen, wobei
die Phasenlage des Stroms zu diesem Zeitpunkt basierend auf der
im Timer 3 gespeicherten Zeit beispielsweise durch den
Mikroprozessor 2 berechnet werden kann. Dabei sind insbesondere
zur Bestimmung des Peakwerts des Stroms mehrere zeitlich voneinander
versetzte Messungen erforderlich, wobei der größte Meßwert als Peaktwert bestimmt
wird und aufgrund der Kenntnis des Zeitpunkts, zu dem dieser Peakwert
aufgetreten ist, die Phase berechnet werden kann.The measuring device 4 is thus in this way by a control means (for example by the microprocessor 2 ) controlled that a current flowing through the resonant circuit is measured after a predetermined period of time corresponding to a steady state of the intact resonant circuit after application of a voltage to the resonant circuit of the current occurring in the resonant circuit. In particular, the amplitude of the current is measured, the phase position of the current at this time based on that in the timer 3 stored time, for example by the microprocessor 2 can be calculated. In particular, several measurements staggered in time are required to determine the peak value of the current, the largest measured value being determined as the peak value and the phase being able to be calculated on the basis of knowledge of the point in time at which this peak value occurred.
Die Schaltungsvorrichtung 1 enthält ferner ein
Vergleichsmittel 5, das den vom Meßmittel 4 gemessenen
Strom mit einem vorbestimmten Strom, der dem Betriebsstrom des intakten
Schwingkreises zu den vorbestimmten Meßzeitpunkt entspricht, vergleicht.
Dieser vorbestimmte Strom kann im voraus beispielsweise durch den
Mikroprozessor 2 berechnet und in dem Vergleichsmittel 5 abgespeichert
werden. Die Vergleichsoperation kann im einfachsten Fall beispielsweise
eine Differenz bildung zwischen dem gemessenen Strom und dem vorbestimmten Strom
sein, die eine Vergleichsergebnis liefert.The circuit device 1 also contains a comparative agent 5 , that of the measuring device 4 compares the measured current with a predetermined current, which corresponds to the operating current of the intact resonant circuit at the predetermined measurement time. This predetermined current can be made in advance by the microprocessor, for example 2 calculated and in the comparison means 5 can be saved. In the simplest case, the comparison operation can be, for example, a difference between the measured current and the predetermined current, which provides a comparison result.
Die Schaltungsvorrichtung 1 enthält weiter ein
Bestimmungsmittel 6, an das das Vergleichsmittel 5 das
Vergleichsergebnis liefert. Wenn das Vergleichsergebnis, also eine
Abweichung zwischen dem gemessenen und dem in dem Vergleichsmittel
gespeicherten Strom über
oder unter einem Schwellenwert liegt, der beispielsweise in dem
Bestimmungsmittel 6 oder einem separaten Speicher (nicht
gezeigt) gespeichert sein kann, wird ein Fehler des Schwingkreises
diagnostiziert. Der Schwellenwert kann dabei variabel einstellbar
sein. In dem separaten Speicher kann auch der oben genannte vorbestimmte
Strom, der dem Betriebsstrom des intakten Schwingkreises zu dem
Meßzeitpunkt
entspricht gespeichert sein.The circuit device 1 also contains a determining agent 6 to which the comparator 5 provides the comparison result. If the comparison result, that is to say a deviation between the measured current and the current stored in the comparison means, lies above or below a threshold value, for example in the determination means 6 or a separate memory (not shown) can be diagnosed, a fault of the resonant circuit is diagnosed. The threshold value can be variably adjustable. The above-mentioned predetermined current, which corresponds to the operating current of the intact resonant circuit at the time of measurement, can also be stored in the separate memory.
Wie in 1 gezeigt,
ist die Schaltungsvorrichtung gemäß der Erfindung zur Diagnose
eines Schwingkreises als separate Einheit ausgebildet. Ebenso kann
die Schaltungsvorrichtung 1 beispielsweise jedoch auch
in einer Treiberschaltung zur Ansteuerung eines Schwingkreises integriert
ausgebildet werden, wie in 2 gezeigt.As in 1 shown, the circuit device according to the invention for diagnosing a resonant circuit is designed as a separate unit. Likewise, the circuit device 1 However, for example, they can also be integrated in a driver circuit for controlling an oscillating circuit, as in 2 shown.
2 zeigt
ein Blockdiagramm eines Steuergeräts 7, in das die Schaltungsvorrichtung 1 gemäß 1 integriert ist. Das Steuergerät 7 enthält beispielsweise
eine Voll-Brücke 8 bestehend
aus zwei Halb-Brücken 8a und 8b.
Jede der Halb-Brücken 8a, 8b ist
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
aus 2 DMOS-Transistoren gebildet, von denen einer ein High-Side
Transistor (HS) ist, dessen Drainanschluß beispielsweise mit einer
Ladungspumpe oder einer Spannung (nicht gezeigt) gekoppelt ist,
und der andere ein Low-Side Transistor (LS) ist, dessen Sourceanschluß mit dem
Massepotential gekoppelt ist. In jeder der Halb-Brücken 8a und 8b ist
der Sourceanschluß des
HS-Transistors mit dem Draineanschluß des LS-Transistors verbunden.
Die Gateanschlüsse der
HS-/LS-Transistoren der Halb-Brücken 8a und 8b werden
gemäß dem bevorzugten
Ausfüh rungsbeispiel
mit Rechteckimpulsen angesteuert. Alternativ ist jedoch eine Ansteuerung
durch Sinusimpulse möglich.
Das an den Gates der Halb-Brücken 8a und 8b anliegende
Signal entspricht beispielsweise digitalen Daten (genauer gesagt
einem mit der Trägerfrequenz
modulierten Datensignal), die über
eine Sendespule 9 zu senden sind. 2 shows a block diagram of a control unit 7 in which the circuit device 1 according to 1 is integrated. The control unit 7 contains, for example, a full bridge 8th consisting of two half bridges 8a and 8b , Each of the half bridges 8a . 8b is formed according to this embodiment from 2 DMOS transistors, one of which is a high-side transistor (HS), the drain connection of which is coupled, for example, to a charge pump or a voltage (not shown), and the other a low-side transistor (LS ) whose source connection is coupled to the ground potential. In each of the half bridges 8a and 8b the source terminal of the HS transistor is connected to the drain terminal of the LS transistor. The gate connections of the HS / LS transistors of the half-bridges 8a and 8b are driven with rectangular pulses according to the preferred embodiment. Alternatively, control by sinusoidal pulses is possible. That at the gates of the half-bridges 8a and 8b The applied signal corresponds, for example, to digital data (more precisely, a data signal modulated with the carrier frequency) via a transmitter coil 9 are to be sent.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
beträgt die
Resonanzfrequenz des Schwingkreises 125 kHz. Diese wird beispielsweise
in dem Steuergerät 7 erzeugt
und entsprechend für
das Anregen des Schwingkreises verwendet.According to this exemplary embodiment, the resonance frequency of the resonant circuit is 125 kHz. This is, for example, in the control unit 7 generated and used accordingly for the excitation of the resonant circuit.
Zwischen dem Ausgang 1 der
Halb-Brücke 8a und
dem Ausgang 2 der Halb-Brücke 8b sind in Reihe
ein Widerstand R1, ein Kondensator C, die Sendespule 9 und
ein Widerstand R2 geschaltet. Gemäß dem in 2 gezeigten Beispiel ist die erfindungsgemäße Schaltungsvorrichtung 1 zur
Schwingkreisdiagnose in dem Steuergerät 7 derart angeordnet,
dass ein in dem LS2-Transistor
der Halb-Brücke 8b fließender Strom
gemessen wird. Die Schaltungsvorrichtung 1 kann auch zusätzlich oder
alternativ einen Strom messen, der in dem HS1-Transistor der Halb-Brückenschaltung 8a,
in dem HS2-Transistor der Halb-Brückenschaltung 8b oder
in dem LS1-Transistor der Halb-Brückenschaltung 8a fließt. Ebenso
ist auch eine Strommessung am Ausgang 1 der Halb-Brücke 8a und/oder
am Ausgang 2 der Halb-Brücke 8b möglich.Between the exit 1 the half-bridge 8a and the exit 2 the half-bridge 8b are in series a resistor R1, a capacitor C, the transmitter coil 9 and a resistor R2 switched. According to the in 2 The example shown is the circuit device according to the invention 1 for resonant circuit diagnosis in the control unit 7 arranged such that one in the LS2 transistor of the half-bridge 8b flowing current is measured. The circuit device 1 can also additionally or alternatively measure a current in the HS1 transistor of the half-bridge circuit 8a , in the HS2 transistor of the half-bridge circuit 8b or in the LS1 transistor of the half-bridge circuit 8a flows. There is also a current measurement at the output 1 the half-bridge 8a and / or at the exit 2 the half-bridge 8b possible.
Gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
werden die Halb-Brücken 8a und 8b mit
einem Signal angesteuert, das Daten entspricht, die über die
Sendespule 9 zu senden sind. Das Ansteuersignal ist beispielsweise
ein Rechtecksignal, das H-Pegel und L-Pegel entsprechend den zu
sendenden Daten aufweist. Ebenso ist auch eine Ansteuerung mit Sinussignalen
möglich, die
H-Pegeln und L-Pegeln von zu sendenden Daten entsprechen.According to the in 2 shown embodiment of the invention, the half-bridges 8a and 8b driven with a signal that corresponds to data going through the transmitter coil 9 are to be sent. The control signal is, for example, a Rectangular signal, which has H level and L level corresponding to the data to be sent. Control with sinusoidal signals corresponding to H levels and L levels of data to be sent is also possible.
Die Ansteuersignale der beiden Halb-Brücken 8a und 8b sind
gemäß dem Ausführungsbeispiel
um eine halbe Periode voneinander phasenverschoben.The control signals of the two half bridges 8a and 8b are out of phase by half a period according to the embodiment.
Gemäß dem in 2 gezeigten Beispiel wird der durch den
Widerstand R1, den Kondensator C und die Sendespule 9 gebildete
Schwingkreis bei H-Pegeldaten des Ansteuersignals der Halb-Brücken 8a und 8b ein-
und bei L-Pegeldaten des Ansteuersignals ausgeschaltet. 3 zeigt das Einschwingverhalten
und den entsprechenden Verlauf der Ströme in dem LS1-Transistor der
Halb-Brücke 8a und
dem LS2-Transistor der Halb-Brücke 8b.According to the in 2 The example shown is that of resistor R1, capacitor C and the transmitter coil 9 formed resonant circuit at H-level data of the drive signal of the half-bridges 8a and 8b switched on and switched off for L-level data of the control signal. 3 shows the transient response and the corresponding course of the currents in the LS1 transistor of the half-bridge 8a and the LS2 transistor of the half-bridge 8b ,
Der obere Wellenverlauf gemäß 3 entspricht dem Einschwingverhalten
einer Antennenschaltung der Güte 4.
Dies bedeutet, dass der Schwingkreis, der durch den Widerstand R1,
den Kondensator C und die Sendespule 9 gemäß 2 gebildet wird, nach vier
Zeitperioden eingeschwungen ist, und die fünfte Welle ein Maximum repräsentiert.The upper waveform according to 3 corresponds to the transient response of a quality antenna circuit 4 , This means that the resonant circuit through the resistor R1, the capacitor C and the transmitter coil 9 according to 2 is formed, settled after four time periods, and the fifth wave represents a maximum.
3 zeigt
ferner den Stromverlauf von ILS2 durch den
LS2-Transistor der
Halb-Brücke 8b,
und den Stromverlauf ILS1, der durch den
LS1-Transistor der Halb-Brücke 8a während des
Einschwingens des Schwingkreises fließt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel eilt der Strom
ILS2 dem Strom ILS1 um
eine halbe Periode voraus. 3 also shows the current profile of I LS2 through the LS2 transistor of the half-bridge 8b , and the current profile I LS1 through the LS1 transistor of the half-bridge 8a flows during the oscillation of the resonant circuit. According to the exemplary embodiment, the current I LS2 leads the current I LS1 by half a period.
In dem Timer 3 gemäß 1 ist in diesem Fall die
Zeitdauer 34 μs
(dies entspricht 68 Taktzyklen bei 2 Mhz Taktfrequenz) abgelegt,
so dass die erfindungsgemäße Schaltungsvorrichtung
zur Diagnose des Schwingkreises eine Strommessung 34 μs nach Erregung
des Schwingkreises durchführt.
Die Messung des Stroms ILS1 erfolgt gemäß diesem
Beispiel, also nach 38 μs,
also eine halbe Zeitperiode später.In the timer 3 according to 1 in this case the time period is 34 microseconds (this corresponds to 68 clock cycles at a clock frequency of 2 MHz), so that the circuit device according to the invention for diagnosing the resonant circuit carries out a current measurement 34 microseconds after excitation of the resonant circuit. The current I LS1 is measured according to this example, ie after 38 μs, ie half a time period later.
Im folgenden werden unter Bezugnahme
auf die 4 bis 6 Störfälle erläutert, die
bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 auftreten können.The following are with reference to the 4 to 6 Incidents explained in accordance with the embodiment 2 may occur.
Die 4A und 4B zeigen einen ersten Fall einer
Störung
des Schwingkreises, bei dem die Sendespule 9 am Knoten
N1 mit Masse kurzgeschlossen wird. Gemäß dem in 4A bis 6A gezeigten
Beispielen weist der Widerstand R1 einen Wert von 36 Ω auf, der
Kondensator C einen Wert von 4 nF und der Widerstand R2 einen Wert
von 36 Ω.
Ferner wird bei allen beschriebenen Störfällen das Steuergerät 7 mit einer
Versorgungsspannung von 33 V betrieben.The 4A and 4B show a first case of a fault in the resonant circuit in which the transmitter coil 9 is shorted to ground at node N1. According to the in 4A to 6A In the examples shown, resistor R1 has a value of 36 Ω, capacitor C has a value of 4 nF and resistor R2 has a value of 36 Ω. In addition, the control unit is used for all described malfunctions 7 operated with a supply voltage of 33 V.
4B zeigt
die entsprechenden Spannungs- und Stromverläufe für die Schaltung gemäß 4A, wobei das obere Diagramm
den normalen Stromverlauf des intakten Schwingkreises zeigt, mit einem
dem Strom ILS2 nacheilenden Strom ILS1. Wenn der HS1-Transistor eingeschaltet wird, lädt sich
der Kondensator C über
den Widerstand R1 auf, so dass im Falle eines Kurzschlusses des
Knotens N1 mit Masse der Strom ILS1 durch
den LS1-Transistor
der Halb-Brücke 8a gemäß 2 im Wesentlichen dem Endladestrom
des Kondensators C entspricht, wie in der 4B gezeigt. Erfindungsgemäß erfolgt
eine Strommessung durch das in der Schaltungsvorrichtung 1 enthaltende
Meßmittel 4 gemäß 1 nach 34 μs, wie oben
beschrieben. Zu diesem Zeitpunkt ist der gemessene Strom ILS1 im Wesentlichen 0, wie in 4B gezeigt. Da dieser gemessene
Strom unter dem normalen Strom des intakten Schwingkreises liegt,
der zu diesem Zeitpunkt auftreten sollte, kann durch einfaches Vergleichen
dieser Ströme
ein Fehler bzw. eine Störung
des Schwingkreises diagnostiziert werden. 4B shows the corresponding voltage and current profiles for the circuit according to 4A , the upper diagram showing the normal current profile of the intact resonant circuit, with a current I LS1 lagging the current I LS2 . When the HS1 transistor is switched on, the capacitor C charges up via the resistor R1, so that in the event of a short circuit of the node N1 to ground, the current I LS1 through the LS1 transistor of the half-bridge 8a according to 2 corresponds essentially to the discharge current of the capacitor C, as in FIG 4B shown. According to the invention, a current measurement is carried out in the circuit device 1 containing measuring equipment 4 according to 1 after 34 μs as described above. At this time, the measured current I LS1 is essentially 0, as in FIG 4B shown. Since this measured current is below the normal current of the intact resonant circuit, which should occur at this point in time, an error or a malfunction of the resonant circuit can be diagnosed by simply comparing these currents.
Die 5A und 5B zeigen einen zweiten Störfall des
Schwingkreises gemäß 2. Wie in 5A gezeigt, ist in diesem Fall der Knoten
N2 mit dem Massepotential kurzgeschlossen. Zur Erkennung dieses
Störfalls
wird der durch den LS2-Transistor
fließende
Strom nach 34 μs
ab Beginn des Einschwingens des Schwingkreises gemessen. Bei einem
Kurzschluß des
Knoten N2 mit dem Massepotential fließt in diesem Fall zu diesem
Zeitpunkt kein Strom durch den Transistor LS2. Somit kann dieser Störfall erkannt
bzw. diagnostiziert werden.The 5A and 5B show a second malfunction of the resonant circuit 2 , As in 5A shown, the node N2 is short-circuited to the ground potential in this case. To detect this fault, the current flowing through the LS2 transistor is measured after 34 μs from the start of the oscillation of the resonant circuit. If the node N2 is short-circuited to the ground potential, no current flows through the transistor LS2 at this point in time. This malfunction can thus be recognized or diagnosed.
Die 6A und 6B zeigen einen dritten Störfall des
Schwingkreises gemäß 2. In diesem Fall ist der
Knoten N2 mit der Batteriespannung UBAT kurzgeschlossen,
wie in 6A gezeigt. Bei
einem derartigen Störfall
reicht das Messen des durch den Transistor LS2 fließenden Stroms
der Halb-Brücke 8b gemäß 2 nicht aus, um sicher einen
Störfall
zu erkennen, da, wie in 6B gezeigt,
bei einem Kurzschluß des
Knoten N1 mit der Batteriespannung UBAT zum
Zeitpunkt des eingeschwungenen Zustands des intakten Schwingkreises
ein Strom von 0,33 A gemessen wird, bei der in den 4A, 5A und 6A gewählten Dimensionierung der Bauelemente.
Da der Strom von 0,33 A sehr nahe am Betriebsstrom liegt, kann nicht
eindeutig festgestellt werden, ob ein Störfall vorliegt. Für einem
derartigen Fall ist es daher notwendig, dass eine Messung dann erfolgt,
wenn die Halb-Brücke 8a und
die Halb-Brücke 8b mit
L-Pegeldaten angesteuert werden, der Schwingkreis also nicht angeregt
wird. In einem derartigen Fall darf nämlich in dem LS2-Transistor
der Halb-Brücke 8b kein
Strom fließen,
so dass dann erst dieser Störfall erkannt
werden kann.The 6A and 6B show a third malfunction of the resonant circuit 2 , In this case, the node N2 is short-circuited with the battery voltage U BAT , as in 6A shown. In the event of such a fault, it is sufficient to measure the current of the half-bridge flowing through the transistor LS2 8b according to 2 not enough to surely recognize a malfunction, as in 6B shown, a short circuit of the node N1 with the battery voltage U BAT at the time of the steady state of the intact resonant circuit, a current of 0.33 A is measured, in which in the 4A . 5A and 6A selected dimensioning of the components. Since the current of 0.33 A is very close to the operating current, it cannot be clearly determined whether there is a fault. In such a case, it is therefore necessary for a measurement to be carried out when the half-bridge 8a and the half-bridge 8b can be controlled with L-level data, i.e. the resonant circuit is not excited. In such a case, the half-bridge may be in the LS2 transistor 8b no current flows, so that this fault can only be recognized.
7 zeigt
ein Flußdiagramm
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Diagnose einer Störung
eines Schwingkreises gemäß 2. 7 shows a flow diagram of a preferred embodiment of the method according to the invention for diagnosing a fault in an oscillating circuit according to 2 ,
In Schritt S1 wird festgestellt,
ob die Halb-Brücken 8a und 8b mit
High-Pegelflanken angesteuert werden. Ist dies nicht der Fall, so
wird gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 und 2 keine erfindungsgemäße Diagnose des Schwingkreises
durchgeführt.In step S1, it is determined whether the half-bridges 8a and 8b can be controlled with high level edges. If this is not the case, then according to the preferred embodiment according to the 1 and 2 no diagnosis of the resonant circuit carried out according to the invention.
Bei einer Ansteuerung der Halb-Brücken 8a und 8b mit
der steigenden Flanke eines High-Datenbits wird der Timer 3 gemäß 1 in Schritt S2 gestartet.
Nach Ablauf der im Timer 3 gespeicherten Zeit, die dem
eingeschwungenen Zustand des in takten Schwingkreises entspricht,
erfolgt das Messen eines Stroms in Schritt S3, vorzugsweise erfolgt
die Messung der Ströme
ILS1 durch den LS1-Transistor der Halb-Brücke 8a und
des Stroms ILS2 durch den LS2-Transistor
der Halb-Brücke 8b.
In Schritt S4 werden die in Schritt S3 gemessenen Ströme ILS1 und ILS2 mit
Strömen
verglichen, die zum Meßzeitpunkt
bei einem intakten Schwingkreis auftreten. Wenn die gemessenen Ströme ILS1 und ILS2 von
den vorbestimmten Strömen,
die den Strömen
eines intakten Schwingkreises zum Meßzeitpunkt entsprechen, um einen
vorgegebenen variabel einstellbaren Schwellenwert, der beispielsweise
in dem Bestimmungsmittel 6 gemäß 1 gespeichert ist, abweichen, wird in Schritt
S5 ein Fehler des Schwingkreises diagnostiziert, und in herkömmlicher
Weise beispielsweise über
eine LED-Anzeige (nicht gezeigt) angezeigt.When controlling the half-bridges 8a and 8b with the rising edge of a high data bit, the timer 3 according to 1 started in step S2. After the expiry of the timer 3 stored time, which corresponds to the steady state of the intact resonant circuit, a current is measured in step S3, preferably the currents I LS1 are measured by the LS1 transistor of the half-bridge 8a and the current I LS2 through the LS2 transistor of the half-bridge 8b , In step S4, the currents I LS1 and I LS2 measured in step S3 are compared with currents which occur at the time of measurement with an intact resonant circuit. If the measured currents I LS1 and I LS2 from the predetermined currents, which correspond to the currents of an intact resonant circuit at the time of measurement, by a predetermined variably adjustable threshold value, which is, for example, in the determination means 6 according to 1 stored, deviate, a fault of the resonant circuit is diagnosed in step S5 and displayed in a conventional manner, for example via an LED display (not shown).
Im vorangegangenen ist ein bevorzugten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und des erfindungsgemäßen Verfahrens
beschrieben worden. Diese Ausführungsbeispiele
sind nicht einschränkend,
und ein Fachmann auf diesem Gebiet kann entsprechende Abwandlungen
vornehmen. So ist es beispielsweise selbstverständlich, dass die erfindungsgemäße Schaltungsvorrichtung zur
Diagnose des Schwingkreises in einem Steuergerät integriert sein kann, das
keine Voll-Brücke
zur Ansteuerung eines Schwingkreises aufweist. Ferner ist für einen
Fachmann selbstverständlich,
dass das erfindungsgemäße Prinzip
der Messung des im Schwingkreis auftretenden Stroms nach einer vorbestimmten
einem eingeschwungenen Zustand des intakten Schwingkreises entsprechenden
Zeitdauer nach dem Anlegen einer Spannung an den Schwingkreis ebenso
für eine
symmetrisch Beschaltung, und nicht nur für eine unsymmetrische Beschaltung,
wie in 2 gezeigt, anwendbar
ist. Ferner kann die Zeitdauer, nach der nach Anlegen einer Spannung
an den Schwingkreis eine Messung durchzuführen ist, frei in der erfindungsgemäßen Schaltungsvorrichtung 1 gemäß 1 programmiert werden, und
die Verwendung von DMOS-Transistoren ist nicht zwingend.A preferred exemplary embodiment of the device according to the invention and of the method according to the invention has been described above. These exemplary embodiments are not restrictive and a person skilled in the art can make corresponding modifications. For example, it goes without saying that the circuit device according to the invention for diagnosing the resonant circuit can be integrated in a control unit which does not have a full bridge for controlling an oscillating circuit. Furthermore, it is self-evident for a person skilled in the art that the principle according to the invention of measuring the current occurring in the resonant circuit after a predetermined period of time corresponding to a steady state of the intact resonant circuit after application of a voltage to the resonant circuit is also for a symmetrical circuit, and not only for an asymmetrical circuit , as in 2 shown, is applicable. Furthermore, the period of time after which a measurement is to be carried out after a voltage is applied to the resonant circuit can be freely in the circuit device according to the invention 1 according to 1 be programmed, and the use of DMOS transistors is not mandatory.