DE102016212184A1 - Method for detecting an error in a vehicle electrical system - Google Patents

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DE102016212184A1
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Juergen Motz
Jan-Niclas Geraldy
Matthias Zabka
Carina Dittmann
Helmut Suelzle
Oliver Dieter Koller
Christian Bohne
Christopher Griesshaber
Roland Mueller
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Anordnung zum Erkennen eines Fehlerfalls in einem Bordnetz (70) vorgestellt. Bei dem Verfahren wird eine erfasste Bordnetzspannung ausgewertet, indem ein Signal, das einen Verlauf der Bordnetzspannung in einem Zeitbereich repräsentiert, einer Fourier-Transformation unterzogen wird und das durch die Fourier-Transformation erhaltene Spektrum ausgewertet wird, wobei ein Ausfall einer Phase eines mehrphasigen Gleichspannungswandlers (72) erkannt wird, indem in dem Spektrum eine Amplitude bei einer Schaltfrequenz und eine normierte Summe aller Frequenzen ausgewertet werden.A method and an arrangement for detecting a fault in a vehicle electrical system (70) are presented. In the method, a detected vehicle electrical system voltage is evaluated by subjecting a signal representing a variation of the vehicle electrical system voltage in a time domain to a Fourier transformation and evaluating the spectrum obtained by the Fourier transformation, wherein a failure of one phase of a multiphase DC converter ( 72) is detected by an amplitude at a switching frequency and a normalized sum of all frequencies are evaluated in the spectrum.

Figure DE102016212184A1_0001
Figure DE102016212184A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Diagnoseeinrichtung zum Erkennen eines Fehlerfalls in einem Bordnetz. Das vorgestellte Verfahren dient u. a. zum Überwachen eines Gleichspannungswandlers, insbesondere eines mehrphasigen Gleichspannungswandlers, der bspw. in einem Mehrspannungsbordnetz eingesetzt wird, und zum Erkennen eines Lichtbogens in dem Bordnetz.The invention relates to a method and a diagnostic device for detecting a fault in a vehicle electrical system. The presented method is used u. a. for monitoring a DC-DC converter, in particular a multi-phase DC-DC converter, which is used, for example, in a multi-voltage vehicle electrical system, and for detecting an arc in the electrical system.

Stand der TechnikState of the art

Unter einem Bordnetz ist die Gesamtheit aller elektrischen Komponenten in einem Fahrzeug zu verstehen. Insbesondere in Mehrspannungs-Bordnetzes werden Gelichspannungswandler eingesetzt. Ein Gleichspannungswandler ist eine elektrische Schaltung, die eine an deren Eingang angelegte Gleichspannung in eine Gleichspannung mit höherem, niedrigerem oder invertiertem Spannungsniveau wandelt. Solche Gleichspannungswandler werden bspw. in Mehrspannungsnetzen eingesetzt. In Kraftfahrzeugen verwendete Bordnetze sind in vielen Fällen als Mehrspannungsnetze ausgebildet, die die elektrische Versorgung der Komponenten im Kraftfahrzeug sicherstellen.A vehicle electrical system is to be understood as the entirety of all electrical components in a vehicle. Especially in multi-voltage electrical system Gelichspannungswandler be used. A DC-DC converter is an electrical circuit that converts a DC voltage applied to its input into a DC voltage with a higher, lower or inverted voltage level. Such DC-DC converters are used, for example, in multi-voltage networks. Vehicle systems used in motor vehicles are in many cases designed as multi-voltage networks, which ensure the electrical supply of the components in the motor vehicle.

Aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung von Aggregaten und sowie der Einführung von neuen Fahrfunktionen steigt die Anforderung an die Zuverlässigkeit der elektrischen Energieversorgung im Kraftfahrzeug.Due to the increasing electrification of units and the introduction of new driving functions, the requirement for the reliability of the electrical power supply in the motor vehicle increases.

Bei einem zukünftigen hochautomatischen Fahren sind fahrfremde Tätigkeiten in begrenztem Maße zulässig. Eine sensorische, regelungstechnische, mechanische und energetische Rückfallebene durch den Fahrer ist in diesem Fall nur noch eingeschränkt vorhanden. Daher besitzt bei einem hochautomatischen Fahren die elektrische Versorgung eine bisher im Kraftfahrzeug nicht gekannte Sicherheitsrelevanz. Fehler in elektrischen Bordnetzen müssen daher zuverlässig und möglichst vollständig erkannt werden.Non-driving activities are permitted to a limited extent in future highly automated driving. A sensory, regulatory, mechanical and energetic fallback by the driver in this case is limited. Therefore, in a highly automatic driving the electrical supply has a previously unknown in the motor vehicle safety relevance. Errors in electrical wiring systems must therefore be reliably and completely recognized.

Eine Diagnose des gesamten Spannungswandlers ist aus der Druckschrift DE 10 2013 212 149 A1 bekannt. In dieser ist ein Spannungswandler mit einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite beschrieben, der über ein erstes Steuergerät ansteuerbar ist. Dieses Steuergerät kann den Spannungswandler derart ansteuern, dass dieser eine gegenüber einem normalen Betriebszustand geänderte Ausgangsspannung erzeugt, die von dem Steuergerät erfasst und ausgewertet wird.A diagnosis of the entire voltage converter is from the document DE 10 2013 212 149 A1 known. In this a voltage converter with an input side and an output side is described, which is controllable via a first control device. This control unit can control the voltage converter in such a way that it generates a changed output voltage compared to a normal operating state, which is detected and evaluated by the control unit.

Es ist festzuhalten, dass es bislang nur möglich ist, einen kompletten Ausfall eines Gleichspannungswandlers zu erkennen. Bei Ausfall einer der bspw. vier Phasen kann zwar insbesondere in Teillast die Ausgangsspannung noch eingeregelt werden. Allerdings werden die restlichen, funktionierenden Phasen unzulässig überlastet. Diese können überhitzen und schließlich ohne Vorankündigung ebenfalls ausfallen.It should be noted that so far it has only been possible to detect a complete failure of a DC-DC converter. In the event of failure of one of the four phases, for example, the output voltage can still be adjusted, in particular in partial load. However, the remaining, functioning phases are inadmissibly overloaded. These can overheat and eventually fail without notice.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Diagnoseeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.Against this background, a method according to claim 1 and a diagnostic device with the features of claim 8 are presented. Embodiments emerge from the dependent claims and from the description.

Das vorgestellte Verfahren ermöglicht in Ausgestaltung die Erkennung des Ausfalls einer einzelnen Phase eines mehrphasigen Gleichspannungswandlers im laufenden Betrieb, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich ist. Hierzu sieht das Verfahren u. a. den Einsatz einer Fourier-Transformation vor.The presented method enables the detection of the failure of a single phase of a multiphase DC-DC converter during operation without the need for additional hardware. For this purpose, the method u. a. the use of a Fourier transform.

Weiterhin ermöglicht das Verfahren in Ausgestaltung die Erkennung von Lichtbögen, insbesondere im 48V-Bordnetz, eines Fahrzeugs. Lichtbögen entstehen beim Trennen von Leitungen mit mittlerer oder hoher Spannung unter Last. Zu beachten ist, dass Lichtbögen Fahrzeugbrände auslösen können und daher erkannt werden müssen.Furthermore, the method enables the detection of arcs, in particular in the 48V vehicle electrical system, of a vehicle in an embodiment. Arcs occur when disconnecting lines with medium or high voltage under load. It should be noted that electric arcs can cause vehicle fires and therefore have to be detected.

Bei dem vorgestellten Verfahren ist es möglich, dass sowohl für die Lichtbogen-Erkennung als auch für die Erkennung des Phasenausfalls des Gleichspannungswandlers das gleiche Diagnoseprinzip und die gleiche Diagnoseeinrichtung verwendet werden können. Diese Diagnose kann in verschiedenen Bordnetzkomponenten partioniert werden. Mit der vorgestellten Diagnoseeinrichtung können beide Fehlerfälle erkannt werden.In the presented method, it is possible that the same diagnostic principle and the same diagnostic device can be used both for the arc detection and for the detection of the phase failure of the DC-DC converter. This diagnosis can be divided into various on-board network components. With the presented diagnostic device both error cases can be detected.

Es kann somit einerseits der Fehlerfall des Lichtbogens mit Hilfe einer Fourier-Transformation erkannt werden, der auftritt, wenn unter Last ein Strompfad bspw. im 48 Volt-Netz getrennt wird. Dies geschieht nach dem hierin beschriebenen Verfahren. Andererseits kann eine Diagnose eines mehrphasigen Spannungswandlers unter Zuhilfenahme der gleichen Fourier-Transformation und weiterer Rechenschritte in der Nachverarbeitung gemessener Signale vorgenommen werden.Thus, on the one hand, the failure of the arc can be detected by means of a Fourier transformation, which occurs when a current path, for example, is separated in the 48 volt network under load. This is done by the method described herein. On the other hand, a diagnosis of a multiphase Voltage converter with the aid of the same Fourier transform and further computational steps in the post-processing of measured signals are made.

Zur Erkennung beider Fehlerfälle wird ein Signal, das einen Verlauf der Bordnetzspannung in einem Zeitbereich repräsentiert, einer Fourier-Transformation unterzogen. Dieser Zeitbereich umfasst bspw. 10 bis 20 Schaltperioden, d. h. je nach Frequenz bspw. einen Bereich von 100μs bis 10 ms.To detect both error cases, a signal representing a profile of the vehicle electrical system voltage in a time domain is subjected to a Fourier transformation. This time range includes, for example, 10 to 20 switching periods, d. H. depending on the frequency, for example, a range of 100 μs to 10 ms.

Die Diagnose eines mehrphasigen Spannungswandlers erfolgt somit unter Zuhilfenahme der Fourier-Transformation und weiterer Rechenschritte in der Nachverarbeitung gemessener Signale. Es wurde erkannt, dass beim Phasenausfall in der Fourier-Analyse bei der Schaltfrequenz die höchsten Amplituden zu erkennen sind. Bei einem intakten Gleichspannungswandler hingegen ist dies nicht der Fall. Weiterhin ist die normierte Summe aller Frequenzen bei einem defekten Gleichspannungswandler größer als bei einem intakten Gleichspannungswandler. Werden beide Kriterien genutzt, kann der Fehlerfall "Phasenausfall" sicher erkannt werdenThe diagnosis of a multi-phase voltage converter thus takes place with the aid of the Fourier transformation and further calculation steps in the post-processing of measured signals. It was recognized that the phase amplitudes in the Fourier analysis at the switching frequency, the highest amplitudes can be seen. In the case of an intact DC-DC converter, however, this is not the case. Furthermore, the normalized sum of all frequencies is greater for a defective DC-DC converter than for an intact DC-DC converter. If both criteria are used, the error case "phase failure" can be reliably detected

Das vorgestellte Verfahren nutzt einen Algorithmus, der es ermöglicht, ggf. ohne zusätzliche Hardware alle Phasen des Gleichspannungswandlers und die darin verbauten Bauelemente zu überwachen. Zu beachten ist, dass auf Basis eines überall im Fahrzeug verfügbaren Signals, nämlich der Bordnetzspannung, gearbeitet wird, wodurch der "Ort der Implementierung" irrelevant ist. So kann verfügbare Rechenkapazität effizient genutzt werden, indem der Algorithmus bspw. in einem zentralen Diagnosegerät implementiert wird, das ebenso die Lichtbogenerkennung durchführen kann. Eine FFT-Auswerteeinrichtung ist ggf. notwendig, wenn diese nicht bereits für eine Lichtbogenerkennung vorgesehen ist.The presented method uses an algorithm which makes it possible, if necessary, to monitor all phases of the DC-DC converter and the components installed therein without additional hardware. It should be noted that working on the basis of a signal available throughout the vehicle, namely the vehicle electrical system voltage, whereby the "place of implementation" is irrelevant. Thus, available computing capacity can be used efficiently by implementing the algorithm, for example, in a central diagnostic device, which can also perform the arc detection. An FFT evaluation device may be necessary if this is not already intended for arc detection.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt in einem Blockschaltbild ein zweikanaliges Bordnetz nach dem Stand der Technik. 1 shows a block diagram of a two-channel electrical system according to the prior art.

2 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines zweikanaligen Bordnetzes. 2 shows a simplified representation of a two-channel electrical system.

3 zeigt in einem Blockschaltbild einen vierphasigen Aufwärts-/Abwärts-Schaltwandler nach dem Stand der Technik. 3 shows in a block diagram a four-phase up / down switching converter according to the prior art.

4 zeigt einen möglichen Ablauf des vorgestellten Verfahrens. 4 shows a possible sequence of the presented method.

5 zeigt in einem Graphen die ersten 150 normierten Periodogrammordinaten basieren auf einer Uio-Messung. 5 shows in a graph the first 150 normalized periodogram coordinates are based on a Uio measurement.

6 zeigt in einem Graphen die ersten 150 normierten Periodogrammordinaten basieren auf einer Defekt-Messung. 6 shows in a graph the first 150 normalized periodogram coordinates are based on a defect measurement.

7 zeigt eine Diagnoseeinrichtung zur parallelen Erkennung eines Lichtbogens. 7 shows a diagnostic device for parallel detection of an arc.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.

1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines zweikanaligen Bordnetzes nach dem Stand der Technik, das insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Diese umfasst eine elektrische Maschine 12, bspw. einen Starter, einen ersten nicht sicherheitsrelevanten Verbraucher 14, eine erste Batterie 16, der ein Batteriemanagementsystem 18 zugeordnet ist, einen Gleichspannungswandler 20, der als Koppelelement zwischen einer 48 Volt-Seite 22 und einer Niedervoltseite 24, bspw. mit einem Spannungsniveau von 14 V, dient, einen ersten elektronischen Stromverteiler bzw. eine erste electronic Power Distribution Unit 26 (ePDU: elektronische Energieversorgungseinheit), der einen elektronischen Stromverteiler mit Sicherungsfunktion und Spannungs- und Strommessungen darstellt, einen zweiten nicht sicherheitsrelevanten Verbraucher 28, eine zweite Batterie 30 mit zugeordnetem elektronischen Batteriesensor 32, eine zweite ePDU 34, einen zweiten Gleichspannungswandler 36, der als Koppelelement zwischen der Hochvoltseite 22 und einer weiteren Niedervoltseite 38, bspw. ebenfalls mit einem Spannungsniveau von 14 V, dient, eine dritte Batterie 40 mit zugeordnetem elektronischen Batteriesensor 42, einen ersten sicherheitsrelevanten Verbraucher 50, einen zweiten sicherheitsrelevanten Verbraucher 52, einen dritten sicherheitsrelevanten Verbraucher 54 und einen vierten sicherheitsrelevanten Verbraucher 56. Der sicherheitsrelevante Verbraucher 54 und der sicherheitsrelevante Verbraucher 50 sind zueinander redundant, ebenso wie die sicherheitsrelevanten Verbraucher 52 und 56. Die sicherheitsrelevanten Verbraucher 52 und 56 sind in einem Gehäuse verbaut. 1 shows a possible embodiment of a dual-channel electrical system according to the prior art, the whole by the reference numeral 10 is designated. This includes an electric machine 12 For example, a starter, a first consumer not relevant to safety 14 , a first battery 16 who has a battery management system 18 is assigned, a DC-DC converter 20 acting as a coupling element between a 48 volt side 22 and a low voltage side 24 , For example. With a voltage level of 14 V, is used, a first electronic power distributor or a first electronic power distribution unit 26 (ePDU: electronic power unit), which is an electronic power distributor with fuse function and voltage and current measurements, a second non-safety relevant consumer 28 , a second battery 30 with associated electronic battery sensor 32 , a second ePDU 34 , a second DC converter 36 acting as a coupling element between the high-voltage side 22 and another low-voltage side 38 , for example, also with a voltage level of 14 V, serves a third battery 40 with associated electronic battery sensor 42 , a first safety-relevant consumer 50 , a second safety-relevant consumer 52 , a third safety-relevant consumer 54 and a fourth security-relevant consumer 56 , The security-relevant consumer 54 and the security consumer 50 are mutually redundant, as are the safety-relevant consumers 52 and 56 , The safety-relevant consumers 52 and 56 are installed in a housing.

Mit einer Umrandung gekennzeichnet sind das Basisbordnetz 60 mit HV-Komponenten und 14 V-Komponenten ohne Sicherheitsrelevanz. In diesem Basisbordnetz 60 sind die erste Batterie 16 und die zweite Batterie 30 enthalten, einmal mit Hochvolt (HV), nämlich die erste Batterie 16, sowie mit 14 V, nämlich die zweite Batterie 30.The base board network is marked with a border 60 with HV components and 14 V components without safety relevance. In this baseboard network 60 are the first battery 16 and the second battery 30 included, once with high voltage (HV), namely the first battery 16 , as well as with 14 V, namely the second battery 30 ,

An das Basisbordnetz 60 angekoppelt ist ein sicherheitsrelevanter Kanal 62 mit sicherheitsrelevanten Verbrauchern wie bspw. Bremse, Lenkung usw. Ein zweiter sicherheitsrelevanter Kanal 64 versorgt ebenfalls sicherheitsrelevante Komponenten mit 14 V. Da auch hier die sicherheitsrelevanten Komponenten aus 14 V versorgt werden, sind der zweite Gleichspannungswandler 36 und die dritte Batterie 40 vorgesehen.To the base board network 60 coupled is a safety-relevant channel 62 with safety-relevant consumers such as brake, steering, etc. A second safety-relevant channel 64 also supplies safety-relevant components with 14 V. Since the safety-relevant components are also supplied from 14 V, these are the second DC-DC converter 36 and the third battery 40 intended.

In 2 ist der vereinfachte Aufbau eines Bordnetzes gezeigt, das insgesamt mit der Bezugsziffer 70 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt einen Gleichspannungswandler 72, eine ePDU 74 und einen Verbraucher 76. Der Gleichspannungswandler 72 ist zwischen einem 14 Volt-Bordnetz 80 und einem 48 Volt-Bordnetz 82 angeordnet. Nicht dargestellt sind Energiequellen und Energiespeicher sowie notwendige Elemente des 14 Volt-Bordnetzes 80. Durch einen Blitz 84 ist ein Phasenausfall im Gleichspannungswandler 72 angedeutet.In 2 is shown the simplified structure of a vehicle electrical system, the whole with the reference number 70 is designated. The illustration shows a DC-DC converter 72 , an ePDU 74 and a consumer 76 , The DC-DC converter 72 is between a 14 volt electrical system 80 and a 48 volt electrical system 82 arranged. Not shown are energy sources and energy storage and necessary elements of the 14 volt electrical system 80 , Through a flash 84 is a phase failure in the DC-DC converter 72 indicated.

In einer Verbindung 86 zwischen dem Gleichspannungswandler 72 und der ePDU 74 kann ein erster Lichtbogen 88 entstehen, wenn diese unter Last getrennt wird. Zu dieser Verbindung 86 gehören auch die Steckverbindungen am Gleichspannungswandler 72 und an der ePDU 74. An die ePDU 74 angeschlossen ist der Verbraucher 76, der durch einen Widerstand dargestellt ist. Auch in einer Verbindung 90 zu diesem Verbraucher 76 kann ein Lichtbogen entstehen, in diesem Fall der mit Bezugsziffer 92 bezeichnete zweite Lichtbogen. Nicht dargestellt sind weitere mögliche Verbraucher sowie Energiespeicher im 48 Volt-Bordnetz 82.In a connection 86 between the DC-DC converter 72 and the ePDU 74 can be a first arc 88 arise when it is disconnected under load. To this connection 86 also includes the connectors on the DC-DC converter 72 and at the ePDU 74 , To the ePDU 74 connected is the consumer 76 which is represented by a resistor. Also in a connection 90 to this consumer 76 An arc can occur, in this case the reference numeral 92 designated second arc. Not shown are other possible consumers and energy storage in the 48 volt electrical system 82 ,

Wie nachfolgend noch ausgeführt wird, kann ein Phasenausfall des Wandlers durch eine Fourier-Transformation erkannt werden. Hierfür müssen die Ausgangsspannungen erfasst werden und in dem angedeuteten Mikrocontroller oder einer ähnlichen Einrichtung verarbeitet werden. Die gleichen Mess- und Verarbeitungseinrichtungen können dann dafür genutzt werden, auch den ersten Lichtbogen 88 zu erkennen.As will be explained below, a phase failure of the converter can be detected by a Fourier transformation. For this purpose, the output voltages must be detected and processed in the indicated microcontroller or similar device. The same measuring and processing equipment can then be used for this, including the first arc 88 to recognize.

Die Erkennung eines Phasenausfalls des Gleichspannungswandlers 72 kann auch außerhalb durchgeführt werden. Ein möglicher Ort ist die ePDU 74. In diesem Fall müssen die nachfolgend beschriebenen Signalerfassungs- und Verarbeitungseinrichtungen sowie die nachstehend beschriebenen Algorithmen in die ePDU 74 aufgenommen werden. Mit diesen Einrichtungen kann dann die ePDU 74 zusätzlich zum Defekt des Gleichspannungswandlers gleichfalls den ersten Lichtbogen 88 und den zweiten Lichtbogen 92 erkennen. Ein möglicher Aufbau einer Diagnoseeinrichtung ist in 7 wiedergegeben.The detection of a phase failure of the DC-DC converter 72 can also be done outside. One possible place is the ePDU 74 , In this case, the signal acquisition and processing equipment described below as well as the algorithms described below must be incorporated into the ePDU 74 be recorded. With these facilities can then the ePDU 74 in addition to the defect of the DC-DC converter also the first arc 88 and the second arc 92 detect. One possible construction of a diagnostic device is in 7 played.

In 3 ist der schematische Aufbau eines Schaltwandlers als Ausführung eines Gleihspannungswandlers gezeigt, der insgesamt mit der Bezugsziffer 100 bezeichnet ist. Auf der linken Seite befinden sich die High-Side 102, üblicherweise mit Spannungen im Bereich von 48 V, daran anschließend ein erster Schutzschalter 104 und ein erster Eingangsfilter 106. Anschließend folgen vierphasig ausgeführte High-Side und Low-Side-Mosfets als Schaltzelle 108. Zur Spannungswandlung wird weiterhin ein Ferrit-Modul 110 zur Energiespeicherung benötigt, das aus gekoppelten Induktivitäten 112 besteht. In 3 the schematic structure of a switching converter is shown as an embodiment of a track-mounted voltage converter, the total with the reference numeral 100 is designated. On the left side are the high side 102 , usually with voltages in the range of 48 V, followed by a first circuit breaker 104 and a first input filter 106 , This is followed by four-phase high-side and low-side mosfets as switching cell 108 , For voltage conversion continues to be a ferrite module 110 needed for energy storage, which consists of coupled inductors 112 consists.

Auf der 14 V-Ausgangsseite, mit KL30 und Bezugsziffer 114 gekennzeichnet, befinden sich ein zweiter Filter 116 und ein Schutzschalter 118. Auf der Ausgangsseite können die benötigten Spannungen gemessen werden: Entweder wird Uausgangsspannung_LV 120 direkt am Wandlerausgang herangezogen, alternativ kann die Spannung UinternLV 122, welche zwischen Ferrit-Modul 110 und dem zweiten Filter 116 abgegriffen wird, und somit nicht durch den zweiten Filter 116 gedämpft wird, verwendet werden.On the 14 V output side, with KL30 and reference numeral 114 marked, there is a second filter 116 and a circuit breaker 118 , On the output side, the required voltages can be measured: Either U output voltage_LV 120 used directly at the converter output , alternatively, the voltage U internLV 122 which is between ferrite module 110 and the second filter 116 is tapped, and thus not through the second filter 116 is damped, used.

Auf der Eingangsseite liegen an: Ueingangsspannung_HV 124 direkt am KL40, bezeichnet mit Bezugsziffer 130. Weiterhin die Spannung UinternHV, 126, die zwischen der Schaltzelle 108 und dem ersten Filter 106 abgegriffen wird, und somit nicht durch den ersten Filter 106 gedämpft wird, verwendet werden.On the input side are: U input voltage_HV 124 directly on KL40, marked with reference number 130 , Furthermore, the voltage U internHV , 126 that is between the switch cell 108 and the first filter 106 is tapped, and thus not by the first filter 106 is damped, used.

Ein Ausfall einer Phase beim Schaltwandler 100 kann verschiedene Ursachen haben. Unter anderem können dies sein:

  • – Fehlerhafte Ansteuerung einer der vier High-Side/Low-Side Treiber
  • – Ausfall einer der 4 High-Side/Low-Side Treiber
  • – Ausfall der High-Side/Low-Side Mosfets einer Phase
  • – Unterbrechung einer Phase
A failure of a phase in the switching converter 100 can have different causes. Among others, these can be:
  • - Faulty control of one of the four high-side / low-side drivers
  • - Failure of one of the 4 high-side / low-side drivers
  • - Failure of the high-side / low-side MOSFETs of a phase
  • - interruption of a phase

4 zeigt einen möglichen Ablauf des vorgestellten Verfahrens. Dabei erfolgt in einem Schritt 200 die Messung des Spannungsverlaufs über mehrere Schalterperioden. In einem anschließenden Schritt 202 wird eine DFT durchgeführt, es folgt die Erstellung eines Periodogramms. Dann folgt in einem weiteren Schritt 204 die Suche der maximalen Ordinate im Periodogramm. Anschließend folgt in einem darauffolgenden Schritt 206 die Suche aller Ordinaten. Abschließend erfolgt in einem letzten Schritt 208 der Vergleich mit gespeicherten Werten. 4 shows a possible sequence of the presented method. This is done in one step 200 the measurement of the voltage curve over several switch periods. In a subsequent step 202 If a DFT is performed, the creation of a periodogram follows. Then follow in a further step 204 the search of the maximum ordinate in the periodogram. Then follows in a subsequent step 206 the search of all ordinates. Finally, in a final step 208 the comparison with stored values.

Ein Periodogramm, das auch als Wellenschaubild bezeichnet wird, zeigt die Spektraldichte eines Signals. Dabei ist auf der x-Achse die Frequenz bzw. die Periode aufgetragen und auf der y-Achse bspw. der erkannte Varianzanteil.A periodogram, also referred to as a wave diagram, shows the spectral density of a signal. In this case, the frequency or the period is plotted on the x-axis and, for example, the detected variance component on the y-axis.

5 zeigt in einem Graphen 300, an dessen Abszisse 302 die Frequenzen in Hz und an dessen Ordinate 304 die Amplituden aufgetragen sind, die ersten 150 normierten Periodogrammordinaten basierend auf einer Uio-Messung, d. h. für den fehlerfreien Fall. Die Summe aller Ordinaten beträgt hier 1,02. 5 shows in a graph 300 , on the abscissa 302 the frequencies in Hz and at its ordinate 304 the amplitudes are plotted, the first 150 normalized periodogram coordinates based on a Uio measurement, ie for the error-free case. The sum of all ordinates here is 1.02.

6 zeigt in einem Graphen 400, an dessen Abszisse 402 die Frequenzen in Hz und an dessen Ordinate 404 die Amplituden aufgetragen sind, die ersten 150 normierten Periodogrammordinaten basierend auf einer Defekt-Messung. Die Summe aller Ordinaten beträgt für diesen Fall 2,1023. 6 shows in a graph 400 , on the abscissa 402 the frequencies in Hz and at its ordinate 404 the amplitudes are plotted, the first 150 normalized periodogram coordinates based on a defect measurement. The sum of all ordinates is 2.1023 for this case.

Der verwendete Fehlerdetektionsalgorithmus wird nachfolgend detailliert beispielhaft erläutert:
Das vorgestellte Verfahren sieht die Messung eine der in Zusammenhang mit 3 genannten Spannungen für einen gewissen Zeitbereich vor. Die Auflösung muss aufgrund des sogenannten Nyquist-Shannon-Abtasttheorems deutlich oberhalb der Schaltfrequenz liegen. Es müssen weiterhin mehrere Perioden aufgenommen werden.
The error detection algorithm used is explained in detail below by way of example:
The presented method provides the measurement one of the related 3 for a certain period of time. The resolution must be well above the switching frequency due to the so-called Nyquist-Shannon sampling theorem. It must continue to record several periods.

In einem zweiten Schritt wird für dieses Signal in Ausgestaltung eine diskrete Fourier-Analyse (DFT) erfolgen. Es wird wie folgt vorgegangen:
Gegeben sei ein endliches Zeit-diskretes Signal. M = {g0, ..., gN} (1.11)
In a second step, a discrete Fourier analysis (DFT) will be carried out for this signal in the embodiment. The procedure is as follows:
Given a finite time-discrete signal. M = {g 0 , ..., g N } (1.11)

Da außerhalb des Zeitintervalls [t0, tN] ohnehin keine Informationen über das Verhalten von g vorliegen, kann an dieser Stelle angenommen werden, dass sich das Signal periodisch fortsetzt, d, h. es gilt P(g) = tN – t0. Natürlich soll auch hierfür eine Möglichkeit gefunden werden, das gegebene Signal als Fourier-Reihe darzustellen bzw. das zugehörige Frequenzspektrum zu ermitteln. Dazu kann analog wie im stetigen Fall 1.1.2 vorgegangen werden, es muss dann allerdings das Integral in 1.10 durch eine Summe und das Differential dt durch den "zeitlichen Abstand" der einzelnen Messwerte ti – ti-1 = ΔT, i = 1, ..., N ersetzt werden. Hierbei wird angenommen, dass es sich um eine äquidistante Abtastung handelt.Since there is no information about the behavior of g outside the time interval [t 0 , t N ] anyway, it can be assumed at this point that the signal continues periodically, d, h. P (g) = t N -t 0 . Of course, this should also be found a way to represent the given signal as a Fourier series or to determine the associated frequency spectrum. This can be done analogously as in steady case 1.1.2, but then the integral in 1.10 must be given by a sum and the differential dt by the "time interval" of the individual measured values t i -t i-1 = Δ T , i = 1, ..., N are replaced. It is assumed that this is an equidistant scan.

Damit ergibt sich im diskreten Fall.

Figure DE102016212184A1_0002
mit
Figure DE102016212184A1_0003
Figure DE102016212184A1_0004
This results in the discrete case.
Figure DE102016212184A1_0002
With
Figure DE102016212184A1_0003
Figure DE102016212184A1_0004

Hierbei gilt fn := n/((N + 1)ΔT) und kann wieder als "Schwingungen während des betrachteten Intervalls" bzw. während P(g) aufgefasst werden. In this case, f n : = n / ((N + 1) Δ T ) and can again be understood as "oscillations during the considered interval" or during P (g).

Bei genauerer Betrachtung von 1.14 fällt auf, dass gilt

Figure DE102016212184A1_0005
und 1.14 damit (N + 1)-periodisch ist.On closer examination of 1.14 it is noticeable that applies
Figure DE102016212184A1_0005
and 1.14 so that (N + 1) -periodic.

Es kann sogar noch einen Schritt weiter gegangen und gezeigt werden, dass gilt

Figure DE102016212184A1_0006
wobei z die komplexe Konjugation von z ∊ C bezeichnet.It may even go one step further and be shown to be true
Figure DE102016212184A1_0006
where z denotes the complex conjugation of z ∈ C.

Dies führt zum sogenannten Aliasing-Effekt. Dieser besagt, dass bei der Rekonstruktion eines periodischen, zeitstetigen Signals die Frequenz fn = n/P(g) als Alias der Frequenzen fn + K, fn + 2K, ... auftritt, und diese nach der Digitalisierung nicht mehr voneinander zu unterscheiden sind.This leads to the so-called aliasing effect. This states that in the reconstruction of a periodic, time-continuous signal, the frequency f n = n / P (g) as an alias of the frequencies f n + K, f n + 2K, ... occurs, and these after digitization no longer from each other to distinguish.

Das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem besagt, dass ein periodisches Signal g(t) genau dann ohne Informationsverlust aus einer entsprechenden Digitalisierung rekonstruiert werden kann, wenn alle Frequenzanteile des Signals echt kleiner als die halbe Abtastfrequenz f(T)/2 sind. Umgekehrt bedeutet dies, dass Frequenzen größergleich der Hälfte der Abtastfrequenz nicht korrekt im Frequenzspektrum der DFT wiedergegeben werden können. Genaugenommen fließen jene Frequenzen in die Fourier-Koeffizienten ihrer jeweiligen Alias ein.The Nyquist-Shannon sampling theorem states that a periodic signal g (t) can be reconstructed from a corresponding digitization without loss of information if all frequency components of the signal are really smaller than half the sampling frequency f (T) / 2. Conversely, this means that frequencies equal to half the sampling frequency can not be reproduced correctly in the frequency spectrum of the DFT. Strictly speaking, those frequencies flow into the Fourier coefficients of their respective aliases.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen periodischen Eigenschaften der Fourier-Koeffizienten im insbesondere endlichen, diskreten Fall lässt sich die unendliche Summe in (1.22) auf die folgende Art und Weise verkürzen:

Figure DE102016212184A1_0007
Due to the above-described periodic properties of the Fourier coefficients in the especially finite, discrete case, the infinite sum in (1.22) can be shortened in the following way:
Figure DE102016212184A1_0007

Zu beachten ist, dass es bereits zahlreiche Algorithmen zur Berechnung der DFT auf Basis einer diskreten, endlichen Menge von Punkten gibt. Die effizienteste und am weitesten verbreitete Möglichkeit der Implementierung nennt sich "Fast-Fourier-Transform" (FFT). Auch in Matlab steht die FFT bereits als fertige Routine zur Verfügung. Dadurch ist es möglich, einen (N + 1)-dimensionalen Vektor direkt in seine DFT zu überführen, welche als ebenfalls (N + 1)-dimensionaler, komplexer Vektor der Fourier-Koeffizienten C = [C0, ..., CN] (1.23) ausgegeben wird.It should be noted that there are already numerous algorithms for calculating DFT based on a discrete, finite set of points. The most efficient and widely used way of Implementation is called Fast Fourier Transform (FFT). Also in Matlab, the FFT is already available as a finished routine. This makes it possible to directly transfer an (N + 1) -dimensional vector into its DFT, which is also a (N + 1) -dimensional, complex vector of the Fourier coefficients C = [C 0 , ..., C N ] (1.23) is issued.

Nachfolgend wird auf die Erstellung eines Periodogramms eingegangen:
In dritten Schritt wird gemäß dem vorgestellten Verfahren ein Periodogramm wie folgt erstellt:
Für ein gegebenes Frequenzspektrum C und der Menge der dazugehörigen Fourier-Frequenzen Mf wird das Periodogramm als Plot der folgenden Zuordnung definiert: P:Mf – → R (1.24) fn7 – → |Cn|, n = –∞, ..., ∞. (1.25)
The following section describes the preparation of a periodogram:
In the third step, according to the presented method, a periodogram is created as follows:
For a given frequency spectrum C and the set of associated Fourier frequencies M f , the periodogram is defined as a plot of the following mapping: P: M f - → R (1.24) f n 7 - → | C n |, n = -∞, ..., ∞. (1.25)

Im Falle der DFT kann in (1.25) gemäß (1.18) auf n = 0, ..., N und darüber hinaus aufgrund von (1.21) auf n = 0, ..., d(N + 1)/2e beschränkt werden.In the case of DFT, in (1.25), according to (1.18), it is possible to restrict to n = 0, ..., N and beyond to (1.21) n = 0, ..., d (N + 1) / 2e ,

Vor diesem Hintergrund ist festzustellen, dass bereits in den ersten N0 := d(N + 1)/2e Fourier-Koeffizienten alle (verfügbaren) Informationen enthalten sind. Bei der graphischen Darstellung des Periodogramms wird definiert, dass die X-Achse stets in der Einheit Herz (Hz = 1/8) anzugeben ist. Wie bereits erwähnt gilt im Falle der DFT:

Figure DE102016212184A1_0008
Against this background, it should be noted that all (available) information is already contained in the first N 0 : = d (N + 1) / 2e Fourier coefficients. When graphing the periodogram, it is defined that the X-axis should always be in the unit heart (Hz = 1/8). As already mentioned, in the case of DFT:
Figure DE102016212184A1_0008

Unter der Voraussetzung, dass die Abtastfrequenz ebenfalls in Hz angegeben ist, ist |Cn| für n = 0, ..., K – 1 also der (n/N)·f(T) Frequenzkomponente zuzuordnen.Assuming that the sampling frequency is also given in Hz, | C n | for n = 0,..., K-1 is thus to be assigned to the (n / N) * f (T) frequency component.

Im Folgenden wird stets die für die Fehlerdiagnose uninteressante, konstante Komponente von M durch Subtraktion des Mittelwerts eliminieret, weshalb stets gilt C0 = 0.In the following, the constant component of M which is uninteresting for the fault diagnosis is always eliminated by subtraction of the mean value, therefore C 0 = 0 always applies.

Weiterhin wird aus Gründen der Übersichtlichkeit stets eine skalierte Version der Fourier-Koeffizienten betrachtet, nämlich C'n := 1 / N + 1Cn ∀n = 0, ..., N' (1.27) Furthermore, for reasons of clarity, a scaled version of the Fourier coefficients is always considered, namely C ' n : = 1 / N + 1C n ∀n = 0, ..., N' (1.27)

Anschließend folgt die Überführung einer diskreten, endlichen Menge von äquidistanten Messpunkten M in den realwertigen Vektor der Absolutbeträge des Frequenzspektrum (im Folgenden Periodogrammordinaten): C' := [|C'0|, ..., |C'N'|] (1.28) This is followed by the transfer of a discrete, finite set of equidistant measurement points M into the real-valued vector of the absolute values of the frequency spectrum (hereafter periodogram coordinates): C ': = [| C' 0 |, ..., | C 'N' |] (1.28)

Bemerkung: Wird C0 (elementenweise) mit dem Faktor VM –1 multipliziert, für

Figure DE102016212184A1_0009
so wird bei
Figure DE102016212184A1_0010
vom normierten Frequenzspektrum bzw. dem normierten Periodogramm gesprochen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird im folgenden Verlauf ausschließlich das normierte Periodogramm für graphische Darstellungen verwendet.Remark: If C 0 (element by element) is multiplied by the factor V M -1 , for
Figure DE102016212184A1_0009
so will be at
Figure DE102016212184A1_0010
spoken by the normalized frequency spectrum or the normalized periodogram. For reasons of clarity, only the normalized periodogram for graphical representations will be used in the following process.

Zusammengefasst ist zu erkennen: Betrachtet wird jeweils die Menge der X zuletzt erfassten Abtastwerte der Bordnetzspannung (für ein festes X, z. B. X = 1000). Mittels diskreter Fourier-Transformation wird das zugehörige Periodogramm bestimmt. Periodogramm kann dabei als die Zuordnung einzelner Frequenzen und ihrem "Anteil am Signal" interpretiert werden. To summarize: The amount of X last sampled values of the vehicle electrical system voltage is considered (for a fixed X, eg X = 1000). By means of discrete Fourier transformation, the associated periodogram is determined. Periodogram can be interpreted as the assignment of individual frequencies and their "share of the signal".

Für die Erkennung des Ausfalls einer Phase können nun folgenden Kriterien hinzugezogen werden:The following criteria can now be used to detect the failure of a phase:

1) Frequenz und Höhe der Maximalordinate im Periodogramm1) Frequency and height of the maximum coordinate in the periodogram

Bei Ausfall einer Phase ist die Schaltfrequenz des Wandlers als maximale Ordinate im Periodogramm zu sehen. Es wird auf 5 verwiesen. Im i.O.-Fall gibt es keinen so ausgeprägten Peak, die maximale Ordinate ist betragsmäßig kleiner und liegt nicht bei der Schaltfrequenz des Wandlers.If one phase fails, the switching frequency of the converter can be seen as the maximum ordinate in the periodogram. It will open 5 directed. In the iO case, there is no such pronounced peak, the maximum ordinate is smaller in magnitude and is not at the switching frequency of the converter.

2) Summe über alle Periodogrammordinaten2) Sum over all periodogram coordinates

Bei Ausfall einer Phase ist die Summe aller Ordinaten deutlich größer als bei einem Wandler im fehlerfreien Fall, wie die folgende Tabelle zeigt: Messung x = io x = nio Ux(250,36,15) (Uausgangsspannung) 1.02 2.1023 Ux(500,36,15) (Uausgangsspannung) 0.92177 2.2211 Ux(1000,36,15) (Uausgangsspannung) 0.92845 4.1359 Ux(250,48,13.8) (Uausgangsspannung) 0.99826 2.0068 Ux(500,48,13.8) (Uausgangsspannung) 0.97457 2.2857 Ux(1000,48,13.8) (Uausgangsspannung) 0.96912 4.2378 Ux(250,36,15) (Uintern) 1.3386 4.2178 Ux(500,36,15) (Uintern) 1.3347 4.5079 Ux(1000,36,15) (Uintern) 1.3051 10.4183 Ux(250,48,13.8) (Uintern) 1.2908 4.0112 Ux(500,48,13.8) (Uintern) 1.3448 4.751 Ux(1000,48,13.8) (Uintern) 1.405 20.3344 Tabelle 1 (iO: in Ordnung; niO: nicht in Ordnung) If one phase fails, the sum of all ordinates is significantly larger than for a converter in a faultless case, as shown in the following table: Measurement x = io x = no Ux (250,36,15) (U output voltage) 1:02 2.1023 Ux (500,36,15) (U output voltage) 0.92177 2.2211 Ux (1000,36,15) (U output voltage) 0.92845 4.1359 Ux (250,48,13.8) (U output voltage) 0.99826 2.0068 Ux (500,48,13.8) (U output voltage) 0.97457 2.2857 Ux (1000,48,13.8) (U output voltage) 0.96912 4.2378 Ux (250,36,15) (U internal) 1.3386 4.2178 Ux (500,36,15) (U internal ) 1.3347 4.5079 Ux (1000,36,15) (U internal ) 1.3051 10.4183 Ux (250,48,13.8) (U internal ) 1.2908 4.0112 Ux (500,48,13.8) (U internal ) 1.3448 4751 Ux (1000,48,13.8) (U internal ) 1405 20.3344 Table 1 (OK: OK, NOK: not OK)

Gemäß dem vorgestellten Verfahren kann im Betrieb ein Fehler erkannt werden, wenn die Summe über alle Periodogrammordinaten in einem bestimmen Betriebspunkt plötzlich ansteigt und sich gleichzeitig die Frequenz der Maximalordinate verschiebt.According to the presented method, an error can be detected during operation if the sum suddenly rises above all periodogram coordinates at a certain operating point and at the same time the frequency of the maximum coordinate shifts.

In einer Ausführungsform kann die Trennschärfe der Diagnose verbessert werden, wenn die vorstehend beschriebenen Algorithmen zunächst kalibriert werden. Dies bedeutet, dass die betriebspunktabhängigen Werte für alle gewünschten Betriebspunkte bestimmt werden müssen. Dies geschieht auf Basis von Beispielmessungen anhand eines nachweislich fehlerfreien Wandlers und muss einmalig vor Inbetriebnahme der Algorithmen geschehen.In one embodiment, the selectivity of the diagnosis can be improved when the algorithms described above are first calibrated. This means that the operating point-dependent values must be determined for all desired operating points. This is done on the basis of example measurements on the basis of a demonstrably error-free converter and must be done once prior to commissioning of the algorithms.

Weiterhin kann alternativ der Wandler beim erstmaligen Betrieb im Produktionswerk oder im Fahrzeug die oben genannten Werte je Betriebspunkt abspeichern.Furthermore, alternatively, the converter store the above-mentioned values per operating point during initial operation in the production plant or in the vehicle.

Gemäß dem vorgestellten Verfahren kann dabei die Spannung an einer der folgenden Stellen erfasst werden. Es wird hierbei auf 2 verwiesen.

  • – U_internLV
  • – U_internHV
  • – U_wandlerausgangLV
  • – U_wandlereingangHV
According to the presented method, the voltage can be detected at one of the following locations. It gets up here 2 directed.
  • - U_internLV
  • - U_internHV
  • - U_transducer output LV
  • - U_wandlereingangHV

Weiterhin kann die Diagnose sowohl im Wandler selbst als auch in anderen Bordnetzkomponenten durchgeführt werden. Furthermore, the diagnosis can be carried out both in the converter itself and in other on-board network components.

7 zeigt eine Ausführung einer Diagnoseeinrichtung, die insgesamt mit der Bezugsziffer 500 bezeichnet ist. Diese Diagnoseeinrichtung 500 ist bspw. in einer ePDU implementiert und umfasst Hardware 502 und Software 504. In der Hardware 502 ist ein Hochpass- und Aliasingfilter 506 mit einem Durchlassfrequenzbereich f von 1,5 kHz < f < 100 Hz vorgesehen, der dazu dient, den Strom in dem jeweiligen Kanal im 48 Volt-Bordnetz abzutasten. Zwischen der Hardware 502 und der Software 504 ist ein Analog-Digital-Wandler 510 mit in diesem Fall 10.5 Bit nutzbarer Auflösung bereitgestellt. Das abgetastete Signal wird über diesen Wandler 510 eingelesen. 7 shows an embodiment of a diagnostic device, in total with the reference numeral 500 is designated. This diagnostic device 500 is, for example, implemented in an ePDU and includes hardware 502 and software 504 , In the hardware 502 is a high pass and aliasing filter 506 provided with a pass frequency range f of 1.5 kHz <f <100 Hz, which serves to scan the current in the respective channel in the 48 volt electrical system. Between the hardware 502 and the software 504 is an analog-to-digital converter 510 provided with 10.5 bit usable resolution in this case. The sampled signal is transmitted through this converter 510 read.

In der Software 504 sind ein Puffer 520, ein 522 zur Verhinderung des "Leck"-Effekts, ein Block 524 zum Durchführen einer FFT, ein Block 526 zur Selektion charakteristischer FFT-Bins, ein Block 528 zur Bildung des Quadrats eines Betrags und ein Block 530, der die berechneten Werte über mehrere Durchläufe filtert, was auch als moving average bezeichnet wird.In the software 504 are a buffer 520 , one 522 to prevent the "leak" effect, a block 524 to perform an FFT, a block 526 for the selection of characteristic FFT bins, one block 528 to form the square of an amount and a block 530 which filters the calculated values over multiple passes, also referred to as moving average.

Bei dem über den Wandler 510 eingelesenen Signal werden über eine Fensterfunktion und die FFT die relevanten Funktionen ermittelt. Überschreitet eine vorher bestimmte Anzahl der gemittelten Peaks einen Schwellenwert, wird ein Lichtbogen erkannt und es wird der Strompfad abgeschaltet. Für die Erkennung eines Lichtbogens wird davon ausgegangen, dass das resultierende Periodogramm eine sehr breitbandige Amplitudenverteilung aufweist und die Anzahl der Peaks, die über dem Schwellenwert liegen, über einen größeren Zeitraum vergleichsweise groß ist.In the case of the converter 510 The signal read in is determined via a window function and the FFT the relevant functions. If a predetermined number of the averaged peaks exceeds a threshold value, an arc is detected and the current path is switched off. For the detection of an arc it is assumed that the resulting periodogram has a very broadband amplitude distribution and the number of peaks that are above the threshold is relatively large over a longer period of time.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013212149 A1 [0005] DE 102013212149 A1 [0005]

Claims (9)

Verfahren zum Erkennen eines Fehlerfalls in einem Bordnetz (70), bei dem eine erfasste Bordnetzspannung ausgewertet wird, indem ein Signal, das einen Verlauf der Bordnetzspannung in einem Zeitbereich repräsentiert, einer Fourier-Transformation unterzogen wird und das durch die Fourier-Transformation erhaltene Spektrum ausgewertet wird, wobei ein Ausfall einer Phase eines mehrphasigen Gleichspannungswandlers (72) erkannt wird, indem in dem Spektrum eine Amplitude bei einer Schaltfrequenz und eine normierte Summe aller Frequenzen ausgewertet werden.Method for detecting an error in a vehicle electrical system ( 70 ), in which a detected vehicle electrical system voltage is evaluated by a signal representing a profile of the vehicle electrical system voltage in a time domain is subjected to a Fourier transform and the spectrum obtained by the Fourier transform is evaluated, wherein a failure of a phase of a multi-phase DC-DC converter ( 72 ) is detected by an amplitude at a switching frequency and a normalized sum of all frequencies are evaluated in the spectrum. Verfahren nach Anspruch 1, das dazu eingesetzt wird, einen Lichtbogen (88, 92) in dem Bordnetz (70) zu erkennen.Method according to claim 1, which is used to produce an arc ( 88 . 92 ) in the electrical system ( 70 ) to recognize. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem einzelne Phasen des Gleichspannungswandlers (70) überwacht werden.Method according to Claim 1 or 2, in which individual phases of the DC-DC converter ( 70 ) be monitored. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Signal einer diskreten Fourier-Analyse unterzogen wird. Method according to one of Claims 1 to 3, in which the signal is subjected to a discrete Fourier analysis. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem betriebspunktabhängige Werte für alle gewünschten Betriebspunkte bestimmt werden. Method according to one of Claims 1 to 4, in which operating point-dependent values are determined for all desired operating points. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bei dem ein Periodogramm erstellt wird, dessen Periodogrammordinaten ausgewertet werden. Method according to one of claims 1 to 5 in which a periodogram is created whose periodogram are evaluated. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem normierte Periodogrammordinaten ausgewertet werden.  Method according to Claim 6, in which normalized periodogram coordinates are evaluated. Diagnoseeinrichtung zum Erkennen eines Fehlerfalls in einem Bordnetz (70), die zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingerichtet ist.Diagnostic device for detecting an error in a vehicle electrical system ( 70 ) arranged to carry out a method according to one of claims 1 to 7. Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 8, die in einem elektronischen Stromverteiler (74) implementiert ist.Diagnostic device according to Claim 8, which is located in an electronic power distributor ( 74 ) is implemented.
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