DE112019001679T5

DE112019001679T5 - Verfahren und System zur sicheren Diagnose von Komponenten des Zündpillenkreises unter Verwendung von Einschwingverhaltenscharakteristiken für Rückhaltesteuerungsmodul

Info

Publication number: DE112019001679T5
Application number: DE112019001679.2T
Authority: DE
Inventors: Vincent Colarossi; Myron Senyk
Original assignee: Veoneer US LLC
Current assignee: Veoneer Us Safety Systems Southfield Us LLC
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2021-01-14
Also published as: CN111565979A; US20190302162A1; CN111565979B; US11613222B2; WO2019190878A1

Abstract

In der vorliegenden Anmeldung wird ein Verfahren und System zum Diagnostizieren eines Zündpillenkreises in einem Rückhaltesteuermodul unter Verwendung eines Einschwingverhaltens offenbart. Das System kann mit einem Niedrigenergie-Stellglied (LEA) eingesetzt werden, bei dem es sich in erster Linie um eine induktive Vorrichtung handelt. Ein Diagnosestrom kann für einen Diagnosetestzeitraum an den Zündpillenkreis angelegt werden, und die Spannung zwischen dem Zuleitungsanschluss und dem Rückleitungsanschluss oder die Spannung zwischen dem Rückleitungsanschluss und dem Zuleitungsanschluss kann zu einer bestimmten Zeit oder zu bestimmten Zeiten während des Testzeitraums auf die erwartete Reaktion (z. B. Spitzenspannung, Anstiegsrate usw.) überwacht werden. Der Strom kann auch umgekehrt werden, um die korrekte Polarität einer Diode in der LEA zu überprüfen.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Vorteile der U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennummer 15/940.585, eingereicht am 29. März 2018, deren Inhalt hiermit durch Verweis in vollem Umfang übernommen wird.
HINTERGRUND
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verfahren und System zum Diagnostizieren von Zündpillenkreiskomponenten unter Verwendung von Einschwingverhaltenscharakteristiken.
Ein Airbagsystem schließt in der Regel ein Rückhaltesteuermodul, ein Reaktionsgehäuse, einen Airbag und ein Aufblasgerät mit Zünder (Zündpille) ein, die im Reaktionsgehäuse untergebracht sind. Das Aufblasgerät mit Zündpille ist über leitfähige Drähte und Steckverbinder mit dem Rückhaltesteuermodul verbunden. Der gesamte elektrische Weg dieser Drähte und Steckverbinder zum und vom Aufblasgerät wird als „Zündpillenkreis“ bezeichnet. Das Rückhaltesteuermodul stellt dem Aufblasgerät über den Zündpillenkreis ausreichend Energie bereit, um die Airbagbetätigung bereitzustellen. Das Aufblasgerät wird durch das Rückhaltesteuermodul betätigt, sobald die von den Fahrzeugsensoren empfangenen Signale ausreichen, um die Airbagbetätigung zu gewährleisten. Das Rückhaltesteuermodul steuert den gesamten Betrieb des Airbagsystems und kann als Hauptsteuereinheit für das Airbagsystem angesehen werden.
Wie jedes elektrische System, das aus Sensoren, Airbag, Verdrahtung und Steckverbindern usw. besteht, benötigt das System elektrische Verbindungen, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Insbesondere bei Airbag-Sicherheitssystemen verlangen die Kunden, dass eine Diagnosefähigkeit im Rückhaltesteuermodul implementiert wird, um die Zündpillenkreischarakteristiken abzufragen, die eine ordnungsgemäße Aktivierung des Airbags verhindern können. Ein Beispiel für eine Zündpillenkreischarakteristik ist die Anwesenheitsüberprüfung der LEA-Schutzdiode.
KURZDARSTELLUNG
In der vorliegenden Anmeldung wird ein Verfahren und System zum Diagnostizieren eines Zündpillenkreises in einem Rückhaltesteuermodul unter Verwendung eines Einschwingverhaltens offenbart. Das System kann mit einem Niedrigenergie-Stellglied (Low-Energy Actuator, LEA) eingesetzt werden, bei dem es sich in erster Linie um eine induktive Vorrichtung handelt. Ein Diagnosestrom kann für einen Zeitraum an den Zündpillenkreis angelegt werden, und die Spannung zwischen dem Zuleitungsanschluss und dem Rückleitungsanschluss oder die Spannung zwischen dem Rückleitungsanschluss und dem Zuleitungsanschluss kann zu einer bestimmten Zeit oder zu bestimmten Zeiten während des Diagnosezeitraums auf die erwartete Reaktion (z. B. Spitzenspannung, Anstiegsrate usw.) überwacht werden. Der Strom kann auch umgekehrt werden, um die korrekte Polarität einer Diode in der LEA zu überprüfen.
Weitere Gegenstände, Merkmale, und Vorteile der vorliegenden Anmeldung werden für den Fachmann nach Betrachtung der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen und Ansprüche, die Bestandteil dieser Patentschrift sind, leicht verständlich.
Figurenliste
In den beigefügten Zeichnungen sind die Komponenten nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Stattdessen wurde Wert darauf gelegt, die Prinzipien der Anmeldung zu veranschaulichen. Darüber hinaus kennzeichnen gleiche Bezugszeichen in allen Ansichten entsprechende Teile.

1 ist eine schematische Darstellung einer Implementierung einer Zündpillen-Treiberschaltung zum Diagnostizieren von Komponenten unter Verwendung eines Einschwingverhaltens.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Diagnostizieren von Komponenten eines Zündpillenkreises mittels Einschwingverhaltens veranschaulicht.
3 ist ein Zeitdiagramm der Testreaktion.
4 ist eine schematische Ansicht einer Zündpillen-Treiberschaltung zum Diagnostizieren von Komponenten unter Verwendung von Einschwingverhalten während der Durchführung eines ersten Anteils eines Tests an einer ordnungsgemäß installierten Komponente.
5 ist eine schematische Ansicht einer Zündpillen-Treiberschaltung zum Diagnostizieren von Komponenten unter Verwendung von Einschwingverhalten während der Durchführung eines zweiten Anteils eines Tests an einer ordnungsgemäß installierten Komponente.
6 ist eine schematische Ansicht einer Zündpillen-Treiberschaltung zum Diagnostizieren von Komponenten unter Verwendung von Einschwingverhalten während der Durchführung eines ersten Anteils eines Tests an einer nicht ordnungsgemäß installierten Komponente.
7 ist eine schematische Ansicht einer Zündpillen-Treiberschaltung zum Diagnostizieren von Komponenten unter Verwendung von Einschwingverhalten während der Durchführung eines zweiten Anteils eines Tests an einer nicht ordnungsgemäß installierten Komponente.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Airbag-Sicherheitsrückhaltesysteme verwenden üblicherweise ein einziges Aufblasgerät, um im Falle eines Aufpralls Füllgas zum Aufblasen eines Fahrzeuginsassen-Rückhalteairbags zu erzeugen. Das Aufblasgerät wird durch eine Zündpillen-Treiberschaltung gesteuert. Die Zündpillen-Treiberschaltung kann einen High-seitigen Treiber und einen Low-seitigen Treiber umfassen, die auf einem einzelnen Auslösechip implementiert sind.
Verschiedene Hersteller erfordern die Fähigkeit, so genannte Low Energy Actuator (LEA)-Verbraucher anzusteuern und zu diagnostizieren. Der LEA-Verbraucher ist hochinduktiv (üblicherweise 3 mH) und enthält eine zusätzliche Sperrdiode zum Dämpfen der in der LEA gespeicherten Energie nach Aktivierung der LEA, um die Zerstörung des Auslöse-Zündpillentreibers zu verhindern. Die Diode schützt das System vor überschüssiger Energie, wenn es ordnungsgemäß arbeitet und elektrisch richtig gepolt ist. Die Diode kann auch die Auslösung verhindern, wenn sie nicht ordnungsgemäß funktioniert oder elektrisch falsch gepolt ist.
Ein Problem besteht darin, dass es schwierig oder unmöglich sein kann, das Vorhandensein und/oder die korrekte Polarität der Diode mit typischen DC-Diagnoseströmen, die während der Zündpillendiagnose zur Verfügung stehen, richtig zu erfassen. Das neu vorgeschlagene Verfahren und System zur sicheren Diagnose von Zündpillenkreiskomponenten unter Verwendung von Einschwingverhaltenscharakterisiken in einem Rückhaltesteuermodul kann eine diagnostische Abdeckung für die Komponenten von LEA-Schutzdioden bereitstellen. Das Konzept kann bestimmte Ressourcen für die Diagnose des Zündpillenwiderstands (1_SRM und Pulldown-Stromquelle) mit zusätzlicher Steuerung der Anstiegsgeschwindigkeit (di/dt) des Stroms und zusätzlichen Multiplexer-Schaltern für bilaterale Stromeinspeisung und Spannungsmessung sowie die LEA-Induktivität (üblicherweise 3 mH) verwenden. Das Konzept der DC-Vorspannung und der gepulsten Amplitude wird ebenfalls bereitgestellt. Dieser neue Vorschlag wird eine sichere diagnostische Anwesenheitserkennung der LEA-Schutzdiode und der LEA-Induktivität bereitstellen. Sicher kann dahingehend interpretiert werden, dass die Diagnose die No-Fire-Grenzwerte des Zünders sowohl für Gleichstrom- als auch für Transienten-Grenzwerte erfüllt.
1 ist eine schematische Darstellung einer Zündpillen-Treiberschaltung 100. Die Zündpillen-Treiberschaltung schließt einen Auslösechip 110 ein. Der Auslösechip 110 kann ein einzelner Siliziumchip sein, beispielsweise ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit, anwendungsspezifische integrierte Schaltung). Der Auslösechip 110 kann einen Eingangsanschluss (SS_xy) 142 zum Empfangen einer Eingangsspannung einschließen. Die Eingangsspannung kann verwendet werden, um eine auslösbare Rückhalteeinrichtung wie einen Airbag zu zünden. Der Eingangsanschluss (SS_xy) 142 kann die Eingangsspannung von einer Batterie wie der Fahrzeugbatterie 105 empfangen. Ein Schalter 116, wie der Leistungstransistor, kann zwischen dem Eingangsanschluss (SS_xy) 142 und der Batterie 105 angeordnet sein. Die Batterie 105 kann über eine Diode mit dem Schalter 116 verbunden sein, ferner kann der Schalter über eine Diode und einen Kondensator (C_ER) 108 mit einer elektrischen Masse verbunden sein.
Der Schalter 116 kann die von der Batterie 105 an den Eingangsanschluss 142 gelieferte Leistung steuern, wie von einem Freigabeschalter 114 angewiesen. Der Freigabeschalter 114 kann die Freigabespannung 138 von einem Ausgangsanschluss (VSF) 140 des Auslösechips 110 empfangen. Die Ausgangsspannung kann von dem Ausgangsanschluss 140 (VSF) an den Freigabeschalter 114 bereitgestellt werden. Die Mikroprozessorsteuerschaltung 112 kann den Freigabeschalter 114 steuern. Wenn der Freigabeschalter 114 aktiv ist, kann die Freigabespannung bereitgestellt werden, um den Schalter 116 zu aktivieren, sodass die Batterie 105 den Eingangsanschluss (SS_xy) 142 mit Strom versorgen kann. In einigen Implementierungen kann der Freigabeschalter 114 an das Gate eines Leistungstransistors angeschlossen werden und somit als Schalter oder Regler fungieren, sodass die Batterie 105 Strom an den Eingangsanschluss (SS_xy) 142 bereitstellen kann. In einigen Implementierungen kann der Schalter 116 ein N-Kanal-MOSFET mit einem Drain in Verbindung mit der Batterie 105 und eine Source in Verbindung mit dem Eingangsanschluss (SS_xy) 142 sein. Der Widerstand 115 kann zwischen die Source und das Gate des Schalters 116 geschaltet sein. Bei dieser Implementierung kann ein Widerstand zwischen dem Gate und der Source angeordnet sein, um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu ermöglichen. Der Schalter 116 kann ein MOSFET sein, der zwei Funktionen bereitstellt: Erstens kann der Schalter 116 einen redundanten Silizium-Steuerpfad bereitstellen, der die Auslösung im Falle eines Systemfehlers verhindern kann, wobei z. B. der Schalter 116 deaktiviert ist und die Schalter 124 und 134 des Auslösechips 110 aufgrund eines gemeinsamen Fehlermodus aktiv werden. Zweitens kann der Schalter 116 eine reduzierte und besser gesteuerte V(SS_xy,0) 142 bereitstellen, wenn er als Pass-Element-Teil eines geschlossenen Regelkreis-Steuerpfads implementiert ist, und somit mehr Leistung absorbieren und einen geringeren Verlustleistungspegel an den teuren ASIC-Zündpillentreiber-Transistoren bereitstellen, um die Systemkosten zu minimieren.
Der Eingangsanschluss (SS_xy) 142 kann an eine High-seitige Treiberschaltung 121 angeschlossen sein. Die High-seitige Treiberschaltung 121 kann zwischen dem Eingangsanschluss 142 und dem High-seitigen Speiseanschluss 144 angeschlossen sein. In einer Implementierung kann ein Leistungstransistor 124 zwischen dem Eingangsanschluss (SS_xy) 142 und dem High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 angeschlossen sein. Bei dem Leistungstransistor 124 kann es sich um einen N-Kanal-MOSFET handeln, dessen Drain mit dem Eingangsanschluss (SS_xy) 142 und dessen Source mit dem High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 verbunden ist. Ein Gate des Leistungstransistors 124 kann mit einer High-seitigen Gate-Treiberschaltung 122 verbunden sein. In einigen Implementierungen kann ein Stromsensor 126 ein Stromsignal an die High-seitige Gate-Treiberschaltung 122 bereitstellen. Die Gate-Treiberschaltung 122 kann das Stromsignal verwenden, um die Aktivierung des Leistungstransistors 124 als Reaktion auf die Höhe des Stromflusses zu steuern. Der Stromsensor 126 kann sich zwischen dem Leistungstransistor 124 und dem High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 befinden. Der High-seitige Speiseanschluss (SF_x) 144 kann über einen Zuleitungsdraht mit einem Zünder (R ignitor) 118 verbunden werden. Der Strom kann von dem Zünder 118 durch einen Rückleitungsdraht zu einem Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 zurückgeführt werden. Der Zuleitungsdraht kann über einen Kondensator 147 mit der Masse verbunden sein und der Rückleitungsdraht kann über einen Kondensator 148 mit der Masse verbunden sein.
Der Zünder 118 kann ein Niedrigenergie-Stellglied sein und kann ohmsche Komponenten 150 und induktive Komponenten 152 einschließen. Außerdem kann der Zünder 118 stromsperrende Komponenten wie die Diode 154 einschließen. Die Diode kann so ausgerichtet sein, dass eine Anode mit der Rückleitung und eine Kathode mit der Zuleitung verbunden ist. Der induktive Charakter des Zünders, insbesondere eines LEA-Zünders, bedeutet, dass sich das Ansprechen auf einen Teststrom oder eine Testspannung, die entweder an den High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 oder den Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 angelegt wird, mit der Zeit verändert und mit der Zeit zum Analysieren der Funktionsfähigkeit des Zünders verwendet werden kann.
Eine Low-seitige Treiberschaltung 131 kann zwischen dem Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 und der elektrischen Masse angeschlossen sein. In einer Implementierung kann ein Leistungstransistor 134 zwischen dem Rückleiteranschluss (SR_x) 146 und der elektrischen Masse angeschlossen sein. Der Leistungstransistor 134 kann ein N-Kanal-MOSFET mit einem Drain, der mit dem Rückleiteranschluss (SR_x) 146 verbunden ist, und einer Source, die mit der elektrischen Masse verbunden ist, sein. Ein Gate des Leistungstransistors 134 kann mit einer Low-seitigen Gate-Treiberschaltung 132 verbunden sein. In einigen Implementierungen kann ein Stromsensor 136 ein Stromsignal an die Low-seitige Gate-Treiberschaltung 132 bereitstellen. Die Gate-Treiberschaltung 132 kann das Stromsignal dazu verwenden, die Aktivierung des Leistungstransistors 134 als Reaktion auf die Höhe des Stromflusses zu steuern. Der Stromsensor 136 kann zwischen dem Leistungstransistor 134 und der elektrischen Masse angeordnet sein.
Eine digitale Steuerschaltung 120 kann Befehle von einer Kommunikationsschnittstelle 130, wie einer seriellen Kommunikationsschnittstelle, empfangen. Die Befehle, die der digitalen Schaltung 120 über die Kommunikationsschnittstelle 130 bereitgestellt werden, können einen Freigabebefehl, einen All-Fire-Befehl sowie verschiedene Konfigurationsbefehle zum Einstellen von Zeitgeber-Zeitspannen oder Schwellenwerten für verschiedene Komponenten, wie den High-seitigen Gate-Treiber 122 oder den Low-seitigen Gate-Treiber 132, einschließen.
Der Auslösechip 110 kann eine Testschaltung und eine Schaltereinheit 160 einschließen. Die Testschaltung kann einen Verstärker 170 einschließen, wobei jeder Eingang über die Schalteinheit 160 entweder an den High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 oder den Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 angeschlossen werden kann.
Die Schaltereinheit 160 kann einen ersten Schalter 162 einschließen, der so konfiguriert ist, dass er die Testschaltung (z. B. den ersten Eingang des Verstärkers 170) mit dem High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 verbindet oder von diesem trennt. Die Schaltereinheit 160 kann einen zweiten Schalter 164 einschließen, der so konfiguriert ist, dass er die Testschaltung (z. B. den ersten Eingang des Verstärkers 170) mit einem Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 verbindet oder von diesem trennt. Die Schaltereinheit 160 kann einen dritten Schalter 166 einschließen, der so konfiguriert ist, dass er die Testschaltung (z. B. den zweiten Eingang des Verstärkers 170) mit dem High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 verbindet oder von diesem trennt. Die Schaltereinheit 160 kann einen vierten Schalter 168 einschließen, der so konfiguriert ist, dass er die Testschaltung (z. B. den zweiten Eingang des Verstärkers 170) mit einem Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 verbindet oder von diesem trennt.
Der Verstärker 170 kann einen Ausgang aufweisen, der mit einem Spitzenwertdetektor 172 verbunden ist. Der Spitzenwertdetektor 172 kann mit einem Analog-Digital-Wandler (ADC) 172 verbunden sein, um die Spitzenspannung von dem Ausgang des Verstärkers 170 zu erfassen. Die Ausgangssteuerung des Spitzenwertdetektors 172 und/oder des ADC 174 kann durch eine Verzögerungsschaltung 176 bereitgestellt werden. Der Ausgang der Verzögerungsschaltung 176 und/oder des Spitzenwertdetektors 172 kann von dem Stromregler 190 und/oder Stromregler 194 bereitgestellt werden. Der Stromregler 190 kann an die Stromquelle 192 angeschlossen werden und diese steuern. Die Stromquelle 192 kann über die Schalteinheit 180 entweder an den High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 oder den Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 angeschlossen werden.
Die Schalteinheit 180 kann einen ersten Schalter 182 einschließen, der so konfiguriert ist, dass er die Stromquelle 192 mit dem High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 verbindet oder von diesem trennt. Die Schalteinheit 180 kann einen zweiten Schalter 184 einschließen, der so konfiguriert ist, dass er die Stromquelle 192 mit einem Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 verbindet oder von diesem trennt.
Der Stromregler 194 kann mit der Stromquelle 196 verbunden sein und diese steuern. Die Stromquelle 196 kann über die Schalteinheit 185 entweder an den High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 oder den Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 angeschlossen werden.
Die Schalteinheit 185 kann einen ersten Schalter 186 einschließen, der so konfiguriert ist, dass er die Stromquelle 196 mit dem High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 verbindet oder von diesem trennt. Die Schalteinheit 185 kann einen zweiten Schalter 188 einschließen, der so konfiguriert ist, dass er die Stromquelle 196 mit einem Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 verbindet oder von diesem trennt. Die Stromquelle 196 und die Stromquelle 192 können so konfiguriert werden, dass sie Strom in einander entgegengesetzter Richtung bereitstellen. Zum Beispiel kann die Stromquelle 192 so konfiguriert werden, dass sie Strom von der Masse liefert, und die Stromquelle 196 kann so konfiguriert werden, dass sie Strom zur Masse ableitet.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Diagnoseverfahren unter Verwendung des Einschwingverhaltens veranschaulicht. Die Verfahren beginnt in Block 210, wo der Strom vom Zündpillenkreis (z. B. dem Low-seitigen Rückleiteranschluss) zur Masse gezogen wird. Dadurch sollten die Kondensatoren 147 und 148 durch das LEA entladen werden. In Block 212 prüft das System, ob eine erste Bedingung erfüllt ist (z. B. ob ein Zeitraum abgelaufen ist oder ob die Spannung an dem High-seitigen Speiseanschluss und dem Low-seitigen Rückleiteranschluss auf eine Schwellenspannung trifft). Nachdem die erste Bedingung erfüllt ist, wird Strom an die Zündpillenkreis (z. B. an den High-seitigen Speiseanschluss) in Block 214 geliefert, während der aus dem Zündpillenkreis gezogene Strom noch aktiv ist. Das System bestimmt in Block 216, ob eine zweite Bedingung (z. B. Ablauf einer Verzögerungszeit ab Bereitstellung des Stroms an den Zündpillenkreis, oder eine Spannungsschwelle) erfüllt ist. Nachdem die zweite Bedingung erfüllt ist, wird in Block 218 die Spannung (z. B. durch den Verstärker 170, den Spitzenwertdetektor 172 und den ADC 174) zwischen dem High-seitigen Speiseanschluss und dem Low-seitigen Rückleiteranschluss gemessen. Wenn die gemessene Spannung außerhalb eines erwarteten Schwellenbereichs liegt (z. B. oberer und/oder unterer Schwellenwert), kann ein Alarm ausgelöst werden.
Dann wird der Vorgang in umgekehrter Polarität wiederholt. Der Strom wird vom Zündpillenkreis (z. B. dem High-seitigen Speiseanschluss) im Block 220 zur Masse gezogen. Dadurch sollten die Kondensatoren 147 und 148 durch das LEA entladen werden. In Block 222 prüft das System, ob eine erste Bedingung erfüllt ist (z. B. ob ein Zeitraum abgelaufen ist oder ob die Spannung an dem High-seitigen Speiseanschluss und dem Low-seitigen Rückleiteranschluss auf eine Schwellenspannung trifft). Nachdem die erste Bedingung erfüllt ist, wird Strom an den Zündpillenkreis (z. B. an den Low-seitigen Rückleiteranschluss) in Block 224 bereitgestellt, während der aus dem Zündpillenkreis gezogene Strom noch aktiv ist. Das System bestimmt in Block 226, ob eine zweite Bedingung (z. B. Ablauf einer Verzögerungszeit ab Bereitstellung des Stroms an den Zündpillenkreis, oder eine Spannungsschwelle) erfüllt ist. Nachdem die zweite Bedingung erfüllt ist, wird in Block 228 die Spannung (z. B. durch den Verstärker 170, den Spitzenwertdetektor 172 und den ADC 174) zwischen dem High-seitigen Speiseanschluss und dem Low-seitigen Rückleiteranschluss gemessen. Wenn die gemessene Spannung außerhalb eines erwarteten Schwellenbereichs liegt (z. B. oberer und/oder unterer Schwellenwert), kann ein Alarm ausgelöst werden. Die Spannung kann auch mehrere Male oder iterativ gemessen werden, um den Spannungsanstieg über die Zeit zu bestimmen.
3 ist ein Zeitdiagramm der Diagnoseantwort. Zum Beispiel stellt die Linie 310 die Spannung des ersten Stromversorgungs-Steuersignals dar. Die Stromversorgung beginnt im ausgeschalteten Zustand, schaltet sich dann während der Start-Testphase ein und am Ende der Diagnosephase aus. Die erste Stromversorgung kann dazu konfiguriert sein, Strom vom Zündpillenkreis zu Masse abzuleiten. Linie 312 stellt die Spannung an dem High-seitigen Speiseanschluss oder dem Low-seitigen Rückleiteranschluss dar (je nachdem, was zu diesem Zeitpunkt geprüft wird). Linie 314 stellt das zweite Stromversorgungs-Steuersignal dar. Linie 316 stellt die Spannung an dem Spitzenwertdetektor dar. Linie 318 stellt das Spannungsauslösesignal für den Analog-Digital-Wandler dar, der den Ausgang des Spitzenwertdetektors nach der Verzögerung (Verzl) 322 misst. Die Verzögerung kann durch den Start des zweiten Stromversorgungs-Steuersignals ausgelöst werden. Die zweite Stromversorgung kann dazu konfiguriert sein, Strom von der Masse an den Zündpillenkreis bereitzustellen. Linie 320 stellt die Analog-/Digital-Messung des Spitzenwertdetektorausgangs dar.
4 ist eine schematische Ansicht einer Zündpillen-Treiberschaltung zum Diagnostizieren von Komponenten unter Verwendung von Einschwingverhalten während der Durchführung eines ersten Anteils eines Diagnostests. Während des ersten Anteils des Diagnosetests führt die Zündpillen-Treiberschaltung dem High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 Strom 410 zu und gibt Strom 410 an den Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 zurück (z. B. Schritte 210-218). Die Schalter 162, 168, 182 und 186 können geschlossen und die Schalter 164, 166, 184 und 188 können geöffnet sein. In diesem Szenario blockiert die Diode den Stromfluss durch die Diode, und die Spannung dehnt sich über einen typischen Diodendurchlassspannungsabfall hinaus aus. Daher würde der erwartete vom Spitzenwertdetektor gemessene Spannungswert den Diodenspannungsabfall überschreiten, und das System würde die abgetastete Spannung mit der Spitzenspannung vergleichen, die nach der Verzögerung um einen Sollwert zwischen einem oberen Schwellenwert und einem unteren Schwellenwert liegt. Der Sollwert ist abhängig von den induktiven Komponenten, kapazitiven Komponenten, Widerstandskomponenten und di/dt des angelegten Stroms für die gegebene Zeitverzögerung. Als solches gibt das Vorliegen der abgetasteten Spannung innerhalb des oberen und unteren Schwellenwerts an, ob die Diodenpolarität korrekt ist, der Strom durch die LEA korrekt ist und der di/dt durch die LEA korrekt ist. Andernfalls kann eine Alarmmeldung erzeugt werden.
5 ist eine schematische Ansicht einer Zündpillen-Treiberschaltung zum Diagnostizieren von Komponenten unter Verwendung von Einschwingverhalten während der Durchführung eines zweiten Anteils eines Diagnostests. Während des zweiten Anteils des Diagnosetests führt die Zündpillen-Treiberschaltung dem Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 Strom 510 zu und gibt Strom 510 an den High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 zurück (z. B. Schritte 220-228). Die Schalter 164, 166, 184 und 188 können geschlossen und die Schalter 162, 168, 182 und 186 können geöffnet sein. In diesem Szenario ermöglicht die Diode den Stromfluss durch die Diode nur mit dem Diodenspannungsabfall. Daher wäre der erwartete vom Spitzenwertdetektor gemessene Spannungswert der Diodenspannungsabfall, und das System würde die abgetastete Spannung mit einem oberen Schwellenwert und einem unteren Schwellenwert vergleichen, die um den Diodenspannungsabfall herum positioniert sind. Wenn der abgetastete Wert innerhalb des Schwellenwertbereichs liegt, zeigt dies an, dass die Diodenpolarität der Installation korrekt ist. Andernfalls kann eine Alarmmeldung erzeugt werden.
6 ist eine schematische Ansicht einer Zündpillen-Treiberschaltung zum Diagnostizieren von Komponenten unter Verwendung von Einschwingverhalten während der Durchführung eines ersten Anteils eines Diagnosetests an einer nicht ordnungsgemäß installierten Diodenkomponente 154 (mit umgekehrter Polarität). Während des ersten Anteils des Diagnosetests stellt die Zündpillen-Treiberschaltung Strom 610 an den High-seitigen Speiseanschluss (SRX) 144 (z. B. Schritte 210-218) an einer nicht korrekt installierten Diode 154 bereit. Die Schalter 162, 168, 182 und 186 können geschlossen und die Schalter 164, 166, 184 und 188 können geöffnet sein. In diesem Szenario ist die Diode 154 nicht korrekt installiert, daher wird die nach der Verzögerung erfasste Spitzenspannung nicht zwischen einem oberen Schwellenwert und einem unteren Schwellenwert in einem Bereich liegen, der erwartungsgemäß viel größer sein dürfte als ein Diodenspannungsabfall. Vielmehr fließt der Strom durch die Diode mit nur einem Diodenspannungsabfall. Es kann eine Alarmmeldung erzeugt werden.
7 ist eine schematische Ansicht einer Zündpillen-Treiberschaltung zum Diagnostizieren von Komponenten unter Verwendung von Einschwingverhalten während der Durchführung eines zweiten Anteils eines Diagnosetests an einer nicht ordnungsgemäß installierten Diodenkomponente 154 (mit umgekehrter Polarität). Während des zweiten Anteils des Diagnosetests führt die Zündpillen-Treiberschaltung dem Low-seitigen Rückleiteranschluss (SR_x) 146 Strom 710 zu und gibt Strom 710 an den High-seitigen Speiseanschluss (SF_x) 144 (z. B. Schritte 220-228) an einer nicht korrekt installierten Diodenkomponente 154 zurück. In diesem Szenario ist die Diode 154 nicht korrekt installiert, daher wird die nach der Verzögerung erfasste Spitzenspannung nicht zwischen einem oberen Schwellenwert und einem unteren Schwellenwert in einem Bereich liegen, der erwartungsgemäß einem Diodenspannungsabfall entsprechen dürfte. Vielmehr wird der Strom durch die Diode blockiert, was zu einem viel größeren Spannungsabfall führt, was angibt, dass die Diodenpolarität der Installation korrekt ist. Es kann eine Alarmmeldung erzeugt werden.
Die oben beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen, Verarbeitung und Logik können auf viele verschiedene Arten und in vielen verschiedenen Kombinationen von Hardware und Software implementiert werden. Beispielsweise können alle oder Teile der Implementierungen Schaltlogik sein, die einen Befehlsprozessor einschließt, wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor; eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine programmierbare Logikvorrichtung (PLD) oder ein feldprogrammierbares Gate Array (FPGA); oder Schaltlogik, die diskrete Logik- oder andere Schaltungskomponenten einschließt, einschließlich analoger Schaltungskomponenten, digitaler Schaltungskomponenten oder beiden; oder eine beliebige Kombination davon sein. Die Schaltlogik kann beispielsweise diskrete, miteinander verbundene Hardwarekomponenten einschließen und/oder auf einem einzelnen integrierten Schaltungschip kombiniert, auf mehrere integrierte Schaltungschips verteilt oder in einem Mehrfach-Chip-Modul (MCM) aus mehreren integrierten Schaltungschips in einem gemeinsamen Gehäuse implementiert sein.
Die Schaltlogik kann ferner Anweisungen zur Ausführung durch die Schaltung einschließen oder auf diese zugreifen. Die Anweisungen können auf einem materiellen Speichermedium gespeichert sein, das kein transitorisches Signal ist, wie einem Flash-Speicher, einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem löschbaren, programmierbaren Nurlesespeicher (EPROM); oder auf einer magnetischen oder optischen Platte, wie einem Compact-Disc-Nurlesespeicher (CDROM), einem Festplattenlaufwerk (HDD) oder einer anderen magnetischen oder optischen Platte; oder in oder auf einem anderen maschinenlesbaren Medium. Ein Produkt, wie ein Computerprogrammprodukt, kann ein Speichermedium und Anweisungen einschließen, die in oder auf dem Medium gespeichert sind, und die Anweisungen können, wenn sie durch die Schaltung in einer Vorrichtung ausgeführt werden, bewirken, dass die Vorrichtung irgendeine der oben beschriebenen oder in den Zeichnungen veranschaulichten Verarbeitungsvorgänge implementiert.
Die Implementierungen können als Schaltkreise auf mehrere Systemkomponenten verteilt sein, wie auf mehrere Prozessoren und Speicher, optional einschließlich mehrerer dezentraler Verarbeitungssysteme. Parameter, Datenbanken und andere Datenstrukturen können getrennt gespeichert und verwaltet werden, können in einen einzigen Speicher oder eine einzige Datenbank integriert werden, können logisch und physisch auf viele verschiedene Arten organisiert und auf viele verschiedene Arten implementiert werden, einschließlich als Datenstrukturen wie verknüpfte Listen, Hash-Tabellen, Arrays, Datensätze, Objekte oder implizite Speichermechanismen. Programme können Teile (z. B. Subroutinen) eines einzelnen Programms sein, separate Programme, die über mehrere Speicher und Prozessoren verteilt sind, oder auf viele verschiedene Arten implementiert sein, wie beispielsweise in einer Bibliothek, wie einer gemeinsam genutzten Bibliothek (z. B. einer Dynamic Link Library (DLL)). Die DLL kann zum Beispiel Anweisungen speichern, die irgendeine der oben beschriebenen oder in den Zeichnungen dargestellten Verarbeitung durchführen, wenn sie von der Schaltung ausgeführt wird.
Wie ein Fachmann ohne weiteres erkennen wird, ist die vorstehende Beschreibung als eine Darstellung der Prinzipien der Offenbarung zu verstehen. Diese Beschreibung soll den Schutzumfang oder die Anwendung dieser Offenbarung nicht einschränken, insofern als die Offenbarung modifiziert, variiert und verändert werden kann, ohne vom Geist dieser Offenbarung abzuweichen, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

System zum Diagnostizieren eines Lecks in einem Zündpillenkreis, wobei das System umfasst: einen High-seitigen Treiber, der mit einer Zündspannungsquelle und einem Speiseanschluss für den Zündpillenkreis verbunden ist; einen Low-seitigen Treiber, der mit einem Rückleiteranschluss für den Zündpillenkreis und eine Masse verbunden ist; eine Teststromquelle, die konfiguriert ist, um einen Teststrom für einen definierten Zeitraum an den Speiseanschluss zu bereitzustellen; und eine Spannungsmesseinheit, die konfiguriert ist, um eine Spannung zwischen dem Speiseanschluss während des definierten Zeitzeitraums zu messen und eine Spitzenspannung zu bestimmen.
System nach Anspruch 1, wobei der Speiseanschluss und der Rückleiteranschluss mit einem Stellglied verbunden sind.
System nach Anspruch 2, wobei das Stellglied eine Stromsperrdiode parallel zu ohmschen und induktiven Elementen des Stellglieds aufweist.
System nach Anspruch 2, wobei die Stromsperrdiode ausgerichtet ist an einer Kathode, die mit dem Speiseanschluss verbunden ist, und einer Anode, die mit dem Rückleiteranschluss verbunden ist.
System nach Anspruch 2, wobei das Stellglied ein Niederenergie-Stellglied ist.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen ersten Schalter, der zum Verbinden der Teststromquelle mit dem Speiseanschluss konfiguriert ist.
System nach Anspruch 6, ferner umfassend einen zweiten Schalter, der zum Verbinden einer Stromsenke mit dem Rückleiteranschluss konfiguriert ist.
System nach Anspruch 6, ferner umfassend einen dritten Schalter, der zum Verbinden der Teststromquelle mit dem Rückleiteranschluss konfiguriert ist.
System nach Anspruch 6, ferner umfassend einen vierten Schalter, der zum Verbinden einer Stromsenke mit dem Speiseanschluss konfiguriert ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Messeinheit dazu konfiguriert ist zu bestimmen, ob die Spitzenspannung beim Zuführen von Strom in einer ersten Richtung in einem ersten Schwellenwertbereich liegt, und zu bestimmen, ob die Spitzenspannung beim Zuführen von Strom in einer zweiten Richtung in einem zweiten Schwellenwertbereich liegt.
System nach Anspruch 10, wobei der zweite Schwellenwertbereich einen Spannungsabfall einer Diode im Zündpillenkreis einschließt.
System nach Anspruch 1, wobei die Messeinheit dazu konfiguriert ist, eine Steigung der Spannung über die Zeit zu bestimmen.
Verfahren zum Diagnostizieren eines Lecks in einem Zündpillenkreis, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Verbinden einer Teststromquelle mit einem Speiseanschluss des Zündpillenkreises; Bereitstellen eines Teststroms an den Speiseanschluss; Verbinden einer Messschaltung zwischen dem Speiseanschluss und einem Rückleiteranschluss; und Messen einer Spitzenspannung zwischen dem Speiseanschluss und dem Rückleiteranschluss nach Abwarten einer Verzögerungszeit ab dem Bereitstellen des Teststroms.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: vor dem Bereitstellen eines Teststroms an den Speiseanschluss, Verbinden einer Stromsenke mit dem Rückleiteranschluss.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: Verbinden der Teststromquelle mit dem Rückleiteranschluss des Zündpillenkreises; Bereitstellen eines Teststroms an den Rückleiteranschluss; Verbinden der Messschaltung zwischen dem Rückleiteranschluss und dem Speiseanschluss; und Messen einer Spitzenspannung zwischen dem Rückleiteranschluss und dem Speiseanschluss nach Abwarten der Verzögerungszeit ab dem Bereitstellen des Teststroms.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend: vor dem Bereitstellen eines Teststroms an den Rückleiteranschluss Verbinden einer Stromsenke mit dem Rückleiteranschluss.
System zum Diagnostizieren eines Lecks in einem Zündpillenkreis, wobei das System umfasst: einen High-seitigen Treiber, der mit einer Zündspannungsquelle und einem Speiseanschluss für den Zündpillenkreis verbunden ist; einen Low-seitigen Treiber, der mit einem Rückleiteranschluss für den Zündpillenkreis und eine Masse verbunden ist; eine Teststromquelle, die konfiguriert ist, um einen Teststrom für einen definierten Zeitraum an den Speiseanschluss zu bereitzustellen; und eine Spannungsmessschaltung, die eine Spitzenwertdetektorschaltung, einen Analog-Digital-Wandler und eine Zeitverzögerungsschaltung umfasst, wobei der Spitzenwertdetektor eine Spitzenspannung an den Analog-Digital-Wandler bereitstellt, um eine Spannung zwischen dem Speiseanschluss und dem Rückleiteranschluss nach einer durch die Zeitverzögerungsschaltung bestimmten Zeitverzögerung zu messen.
System nach Anspruch 17, ferner umfassend einen ersten Schalter, der zum Verbinden der Teststromquelle mit dem Speiseanschluss konfiguriert ist.
System nach Anspruch 18, ferner umfassend einen zweiten Schalter, der zum Verbinden einer Stromsenke mit dem Rückleiteranschluss konfiguriert ist.
System nach Anspruch 19, ferner umfassend einen dritten Schalter, der zum Verbinden der Teststromquelle mit dem Rückleiteranschluss konfiguriert ist, und einen vierten Schalter, der zum Verbinden der Stromsenke mit dem Speiseanschluss konfiguriert ist.