DE102010043116A1

DE102010043116A1 - Functional monitoring unit for monitoring functionality of current regulator utilized for controlling current flow over inductive load in safety-critical application, has diagnostic unit producing test signal that is output via interface

Info

Publication number: DE102010043116A1
Application number: DE201010043116
Authority: DE
Inventors: Carsten Mitter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-05-03

Abstract

The monitoring unit (22) has an interface (24) for receiving a diagnostic signal, and another interface (28) for outputting test signals. A diagnostic unit (26) processes the received diagnostic signal and produces a test signal based on the processed diagnostic signal, so that the test signal is output over the latter interface. The latter interface exchanges regulation and/or measurement signals for controlling current flow via an inductive load (16) between a control unit (10) e.g. microcontroller and digital signal processor, and the monitoring unit. Independent claims are also included for the following: (1) a method for monitoring functionality of a current regulator (2) a method for controlling current flow over a load (3) a computer program product comprising a set of instructions for carrying out a method for controlling current flow over a load.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Funktionsüberwachungseinheit und ein Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Stromreglers gemäß den unabhängigen Ansprüchen.The present invention relates to a function monitoring unit and a method for monitoring the operation of a current regulator according to the independent claims.

Bei heutigen Realisierungen von Stromreglerschaltungen für induktive Lasten in sicherheitsrelevanten Anwendungen wird das Ansteuersignal der elektrischen Lasten zu Diagnosezwecken auf den Mikrocontroller zurückgeführt. Bei einer Regelung des elektrischen Stroms in induktiven Lasten stellt sich an dem Knotenpunkt zwischen Schalter und Last ein Wechsel des elektrischen Potenzials zwischen Masse (auch als GND abgekürzt) und Betriebsspannung (V_load) der Lasten ein.In current implementations of current regulator circuits for inductive loads in safety-relevant applications, the drive signal of the electrical loads is fed back to the microcontroller for diagnostic purposes. In a regulation of the electrical current in inductive loads, a change in the electrical potential between ground (also abbreviated to GND) and operating voltage (V _load ) of the loads occurs at the node between the switch and the load.

Der zeitliche Wechsel (Duty Cycle = Tastverhältnis) ist proportional zum Ausgangsstrom. Unter Berücksichtigung anderer Parameter kann hieraus der Laststrom berechnet werden. Somit wird über den Mikrocontroller unabhängig vom Stromregler der Laststrom überwacht, was einen unabhängigen Kanal im Sinne von Sicherheitsgesichtspunkten darstellt.The time change (duty cycle) is proportional to the output current. Taking into account other parameters, the load current can be calculated from this. Thus, the load current is monitored by the microcontroller independently of the current controller, which represents an independent channel in terms of safety aspects.

Herkömmliche Topologien für Stromreglerschaltungen verwenden dabei einen unabhängigen Diagnosepfad. In der 1 ist ein Blockschaltbild einer solchen konventionellen Topologie dargestellt. Dabei steuert ein Mikrocontroller 10 über eine Kontrollleitung bzw. einen Kontrollleitungsbus 12 einen herkömmlichen Stromregler-ASIC 14. Über diese Kontrollleitung oder den Kontrollleitungsbus 12 werden dabei Steuersignale vom Mikrocontroller 10 an den Stromregler 14 oder auch Messsignale vom Stromregler 14 an den Mikrocontroller 10 übertragen. Hierdurch kann der Stromregler 14 einen Stromfluss mittels einer Spannung Vload über eine oder mehrere Lasten 16 steuern oder regeln. Um auch noch eine unabhängige um Prüfung des tatsächlichen Stromflusses über die einzelnen Lasten 16 zu erhalten, wird jede Last 16 über eine separate Leitung mit den Mikrocontroller 10 verbunden. Hierdurch kann der Mikrocontroller 10 eine Information über den tatsächlichen Stromfluss über die betreffende Last 16 erhalten, beispielsweise durch ein entsprechendes Spannungssignal, das den Stromfluss über die betreffende Last 16 repräsentiert. Nachteilhaft erweist sich jedoch, dass für eine derartige unabhängige Diagnose des tatsächlichen Stromflusses über jede der einzelnen Lasten 16 ein hoher Verdrahtungsaufwand sowie eine hohe Anzahl von erforderlichen Pins des verwendeten Mikrocontrollers 10. Beispiele für solche herkömmlichen Stromreglertopologien im lassen sich in der DE 198 51 732 A1 oder der US 2005/0111242 A1 finden.Traditional topologies for current regulator circuits use an independent diagnostic path. In the 1 a block diagram of such a conventional topology is shown. This is controlled by a microcontroller 10 via a control line or a control line bus 12 a conventional power controller ASIC 14 , Via this control line or the control line bus 12 are doing control signals from the microcontroller 10 to the current regulator 14 or also measurement signals from the current controller 14 to the microcontroller 10 transfer. This allows the current regulator 14 a current flow by means of a voltage Vload via one or more loads 16 control or regulate. In order to also have an independent order checking the actual current flow over the individual loads 16 get every load 16 via a separate line with the microcontroller 10 connected. This allows the microcontroller 10 information about the actual flow of current through the load in question 16 obtained, for example, by a corresponding voltage signal, the current flow through the load in question 16 represents. The disadvantage, however, proves that for such an independent diagnosis of the actual current flow through each of the individual loads 16 a high amount of wiring and a large number of required pins of the microcontroller used 10 , Examples of such conventional current regulator topologies can be found in the DE 198 51 732 A1 or the US 2005/0111242 A1 Find.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung eine Funktionsüberwachungseinheit, weiterhin ein Verfahren sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention introduces a function monitoring unit, furthermore a method and finally a corresponding computer program product according to the independent patent claims. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Funktionsüberwachungseinheit zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Stromreglers, wobei die Funktionsüberwachungseinheit folgende Merkmale aufweist:

– eine erste Schnittstelle zum Empfang eines Diagnosesignals von einer Kontrollereinheit;
– eine zweite Schnittstelle zur Ausgabe von Prüfsignalen an die Kontrollereinheit; und
– einer Diagnoseeinheit, die ausgebildet ist, um das erhaltene Diagnosesignal zu verarbeiten und auf der Basis des Diagnosesignals ein Prüfsignal zu erstellen und über die zweite Schnittstelle auszugeben.

The present invention provides a function monitoring unit for monitoring the functionality of a current regulator, the function monitoring unit having the following features:

A first interface for receiving a diagnostic signal from a controller unit;
A second interface for outputting test signals to the controller unit; and
- A diagnostic unit, which is designed to process the received diagnostic signal and to create a test signal based on the diagnostic signal and output via the second interface.

Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Stromreglers, wobei für das Verfahren eine vorstehend beschriebene Funktionsüberwachungseinheit verwendet wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

– Senden eines Diagnosesignals von einer Kontrollereinheit an die Funktionsüberwachungseinheit;
– Verarbeiten des Diagnosesignals in der Funktionsüberwachungseinheit, um unter Verwendung des Diagnosesignals ein Prüfsignal zu erzeugen; und
– Ausgeben des Prüfsignals an die Kontrollereinheit.

Furthermore, the present invention provides a method for monitoring the functionality of a current regulator, wherein a function monitoring unit described above is used for the method, the method comprising the following steps:

Sending a diagnostic signal from a controller unit to the functional monitoring unit;
- processing the diagnostic signal in the functional monitoring unit to generate a test signal using the diagnostic signal; and
- Issuing the test signal to the controller unit.

Unter der Funktionsüberwachungseinheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät oder eine Vorrichtung verstanden werden, das oder die Testsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- oder Messsignale ausgibt. Die Funktionsüberwachungseinheit kann Schnittstellen aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Funktionsüberwachungseinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, the functional monitoring unit can be understood to mean an electrical device or a device which processes the test signal or signals and outputs control or measuring signals in dependence thereon. The function monitoring unit may have interfaces that may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the function monitoring unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wenn das Programm auf einer Kontrollereinheit, einer Funktionsüberwachungseinheit oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Insbesondere kann das Computerprogrammprodukt auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein. Also of advantage is a computer program product with program code for carrying out the method according to one of the embodiments described above, when the program is executed on a controller unit, a function monitoring unit or a device. In particular, the computer program product can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory.

Unter einem Stromregler kann dabei eine elektrische Schaltung verstanden werden, unter deren Zuhilfenahme ein Stromfluss über eine Last, insbesondere eine induktive Last gesteuert oder geregelt werden kann. Die Funktionsüberwachungseinheit kann dabei Teil des Stromreglers sein. Die erste Schnittstelle zum Empfangen eines Diagnosesignals von einer Kontrollereinheit kann beispielsweise ein Pin oder allgemeiner ein Eingang der Funktionsüberwachungseinheit oder des Stromreglers sein. Dieser Eingang kann zur Aufnahme eines analogen Signals vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann auch die erste Schnittstelle einen Eingang der Funktionsüberwachungseinheit oder des Stromreglers umfassen, der zur Aufnahme eines digitalen und/oder analogen Signals vorgesehen ist. Die zweite Schnittstelle kann beispielsweise ein Signalbus sein, über welchen Signale zwischen der Kontrollereinheit und der Funktionsüberwachungseinheit ausgetauscht werden. Über diese zweite Schnittstelle können beispielsweise digitale Signale an die Kontrollereinheit übertragen werden, die Messergebnisse einer Messung eines Stromflusses über eine Last oder mehrere Lasten der präsentieren, der/die durch den Stromregler geregelt werden. Weiterhin können über die zweite Schnittstelle beispielsweise auch Reglersignale von der Kontrollereinheit zur Funktionsüberwachungseinheit bzw. dem Stromregler übertragen werden. Hierdurch kann der Stromfluss über eine mittels des Stromreglers geregelte Last oder mehrere mittels des Stromreglers geregelte Lasten durch die Kontrollereinheit gezielt geregelt werden.Under a current regulator can be understood an electrical circuit, under the aid of which a current flow via a load, in particular an inductive load can be controlled or regulated. The function monitoring unit can be part of the current controller. The first interface for receiving a diagnostic signal from a controller unit may be, for example, a pin or, more generally, an input of the function monitor or the current controller. This input can be provided for receiving an analog signal. Additionally or alternatively, the first interface may include an input of the function monitoring unit or of the current regulator, which is provided for receiving a digital and / or analog signal. The second interface may for example be a signal bus, via which signals are exchanged between the controller unit and the function monitoring unit. For example, digital signals may be transmitted to the controller unit via this second interface to present measurement results of a measurement of current flow across a load or loads that are controlled by the current controller. Furthermore, controller signals can also be transmitted from the controller unit to the function monitoring unit or the current controller via the second interface, for example. As a result, the current flow can be controlled in a targeted manner by means of the controller via a load regulated by means of the current regulator or a plurality of loads regulated by means of the current regulator.

Auch kann die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle ineinander integriert oder miteinander kombiniert sein, beispielsweise in der Form, dass ein gemeinsamer Signalbus vorgesehen ist, über den neben den Regelungssignalen von der Kontrollereinheit an den Stromregler auch das Diagnosesignal von der Kontrollereinheit an die Funktionsüberwachungseinheit gesandt wird.Also, the first interface and the second interface can be integrated or combined with each other, for example in the form that a common signal bus is provided, in addition to the control signals from the controller unit to the current controller and the diagnostic signal is sent from the controller unit to the function monitoring unit ,

Die Kontrollereinheit kann eine elektronische Schaltung wie beispielsweise ein Mikrocontroller, ein digitaler Signalprozessor oder eine ähnliche Schaltung sein, die zur Verarbeitung von elektronischen Signalen ausgelegt ist. Die Diagnoseeinheit kann ebenfalls eine elektronische Schaltung sein, wie beispielsweise ein Mikrocontroller, ein Analog-/Digitalwandler (kurz ADC oder AD-Wandler), ein Timer oder eine Recheneinheit. Dabei kann diese Diagnoseeinheit auch Teil einer größeren elektronische Schaltung sein, die den Stromregler bildet.The controller unit may be an electronic circuit such as a microcontroller, a digital signal processor or similar circuit designed to process electronic signals. The diagnostic unit can also be an electronic circuit, such as a microcontroller, an analog / digital converter (short ADC or AD converter), a timer or a computing unit. In this case, this diagnostic unit can also be part of a larger electronic circuit that forms the current regulator.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Funktionsfähigkeit des Stromreglers dadurch unabhängig überprüft werden kann, dass ein Diagnosesignal an den Stromregler bzw. die Funktionsüberwachungseinheit gesandt wird, der Stromregler oder die Funktionsüberwachungseinheit dieses Diagnosesignal verarbeitet und ein Prüfsignal auf der Basis des verarbeiteten Diagnosesignals ausgibt.The present invention is based on the recognition that the functionality of the current regulator can be independently verified by sending a diagnostic signal to the current controller or the function monitoring unit, processing the current regulator or the function monitoring unit of this diagnostic signal and outputting a test signal on the basis of the processed diagnostic signal ,

Durch einen Vergleich des Diagnosesignals bzw. einen Zeitpunkt des ausgesandten Diagnosesignals mit dem Prüfsignal oder einem Zeitpunkt des empfangenen Prüfsignals kann die korrekte Funktionsfähigkeit des Stromreglers oder der Funktionsüberwachungseinheit überprüft werden.By comparing the diagnostic signal or a time of the emitted diagnostic signal with the test signal or a time of the received test signal, the correct functionality of the current controller or the function monitoring unit can be checked.

Wird beispielsweise erwartet, dass eine Information aus dem Diagnosesignal durch die Funktionsüberwachungseinheit an einer bestimmten Stelle im Prüfsignal eingefügt wird und wird aus dem empfangenen Prüfsignal jedoch an der bestimmten Stelle diese erwartete Information aus dem Diagnosesignal nicht detektiert, kann darauf geschlossen werden, dass der Diagnose-Teil des Stromreglers oder die Funktionsüberwachungseinheit nicht korrekt arbeitet. Basierend hierauf ist dann wiederum eine Plausibilisierung des Stromreglers durch die Kontrollereinheit gewährleistet. Hierbei ist es auch möglich, dass ein Stromregler überwacht wird, der den Stromfluss über mehrere Lasten regeln kann.If, for example, it is expected that information from the diagnostic signal will be inserted by the function monitoring unit at a specific location in the test signal, and if the expected information from the diagnostic signal is not detected from the received test signal at the specific location, it can be concluded that the diagnostic Part of the current controller or the function monitor is not working properly. Based on this then again a plausibility of the current regulator is ensured by the controller unit. It is also possible that a current controller is monitored, which can regulate the flow of current over several loads.

In diesem Fall kann die Information aus dem Diagnosesignal beispielsweise in einen Datenstrom des Prüfsignals eingefügt werden, welches Mess- und/oder Regeldaten für die Regelung des Stromflusses über die verschiedenen Lasten repräsentiert.In this case, the information from the diagnostic signal can be inserted, for example, in a data stream of the test signal, which represents measurement and / or control data for the regulation of the current flow over the various loads.

Auch hier kann die korrekte Funktion des Stromreglers oder der Funktionsüberwachungseinheit erkannt werden, wenn die Information aus dem Diagnosesignal an der erwarteten Position in dem empfangenen Prüfsignal aufgefunden wird.Again, the correct function of the current regulator or the function monitoring unit can be detected when the information from the diagnostic signal is found at the expected position in the received test signal.

Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, dass nun zur Überwachung des Stromreglers nicht mehr von jeder Last ein Signal an die Kontrollereinheit gesandt werden braucht, sondern dass lediglich eine Signalleitung zur Übermittlung des Diagnosesignals von der Kontrollereinheit an die Funktionsüberwachungseinheit oder den Stromregler benötigt wird. Auf diese Weise lässt sich eine erhebliche Einsparung von erforderlichen Eingängen an der Kontrollereinheit realisieren. Zugleich kann über unterschiedliche Diagnosesignale die Funktion von verschiedenen Einzelkomponenten der Funktionsüberwachungseinheit oder des Stromreglers überprüft werden. Dies ermöglicht eine deutlich flexiblere Auslegung der Funktionsüberwachung gegenüber der einfachen Zuführung von Überwachungssignalen von einer Leitung zwischen der Last oder den Lasten und dem Stromregler zu der Kontrollereinheit.The present invention offers the advantage that it is no longer necessary to send a signal to the controller unit from each load to monitor the current regulator, but that only one signal line is required to transmit the diagnostic signal from the controller unit to the function monitoring unit or the current controller. In this way, a significant saving of required inputs to the controller unit can be realized. At the same time, the function of .differential diagnostic signals various individual components of the function monitoring unit or the current controller are checked. This allows a much more flexible design of the function monitoring over the simple supply of monitoring signals from a line between the load or loads and the current regulator to the controller unit.

Günstig ist es auch, wenn die zweite Schnittstelle ausgebildet ist, um Regelungs- und/oder Messsignale zur Regelung eines Stromflusses über zumindest eine Last zwischen dem Mikrocontroller und der Funktionsüberwachungseinheit auszutauschen. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer Mehrfachnutzung von bereits verfügbaren Hardwarekomponenten. Auf diese Weise kann die Funktionsüberwachung sehr einfach, beispielsweise durch Software, realisiert werden, so dass sich in einem einfachen Fall der hier vorgeschlagene Ansatz beispielsweise auch durch ein Update von entsprechenden Schnittstellen oder Komponenten des Stromreglers oder der Funktionsüberwachungseinheit implementiert werden kann.It is also advantageous if the second interface is designed to exchange control and / or measuring signals for regulating a current flow via at least one load between the microcontroller and the function monitoring unit. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of multiple use of already available hardware components. In this way, the function monitoring can be implemented very easily, for example by software, so that in a simple case the approach proposed here can also be implemented, for example, by updating corresponding interfaces or components of the current controller or the function monitoring unit.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Diagnoseeinheit ausgebildet sein, um ein Prüfsignal zu bilden, bei dem das Diagnosesignal oder ein davon abgeleitetes Signal in einen Datenstrom eingefügt wird, in dem Mess- und/oder Regelungsdaten bezüglich eines Stromflusses über eine Last angeordnet werden. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass durch die zeitliche Anordnung der Information aus dem Diagnosesignal sehr einfach die korrekte Funktionsfähigkeit des Stromreglers oder der Funktionsüberwachungseinheit überprüft werden kann. Hierbei ist lediglich ein spezielles Datenformat oder die Position der Information aus dem Diagnosesignal in dem Datenstrom zu überprüfen. Auch kann das Einfügen der Information aus dem Diagnosesignal in einen Datenstrom sehr einfach implementiert werden, wenn über den Datenstrom Mess- und/oder Regelungsdaten bezüglich eines Stromflusses über mehrere Lasten geführt werden.According to a particular embodiment of the present invention, the diagnostic unit may be configured to form a test signal in which the diagnostic signal or a signal derived therefrom is inserted into a data stream in which measurement and / or control data relating to a current flow are arranged across a load , Such an embodiment of the present invention offers the advantage that the correct functioning of the current regulator or the function monitoring unit can be very easily checked by the temporal arrangement of the information from the diagnostic signal. Here, only a special data format or the position of the information from the diagnostic signal in the data stream to check. Also, the insertion of the information from the diagnostic signal into a data stream can be implemented very easily if measurement data and / or control data relating to a flow of current across a plurality of loads are fed via the data stream.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Diagnoseeinheit ausgebildet ist, um ein Prüfsignal zu bilden, bei dem zusätzlich zum Diagnosesignal oder einem davon abgeleiteten Signal Mess- und/oder Regelungsdaten bezüglich je eines Stromflusses über zumindest zwei voneinander unabhängige Lasten in dem Datenstrom angeordnet werden. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass sich im die Anzahl der an der Controllereinheit vorzuhaltenden Pins reduziert werden kann, um dennoch die Funktionsfähigkeit des Stromreglers eindeutig erkennen zu können. Dieser Vorteil erhält ein umso höheres Gewicht, je größer die Anzahl von durch den Stromregler überwachen oder geregelten Lasten ist.It is particularly advantageous if the diagnostic unit is designed to form a test signal in which, in addition to the diagnostic signal or a signal derived therefrom, measurement and / or control data relating to one current flow are arranged in the data stream via at least two independent loads. Such an embodiment of the present invention has the advantage that in the number of pins to be held on the controller unit can be reduced in order to still be able to clearly recognize the functionality of the current controller. This advantage is given the greater weight the greater the number of loads monitored or regulated by the current regulator.

Auch kann die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft in einem Stromregler eingesetzt werden, der eine vorstehend beschriebene Funktionsüberwachungseinheit aufweist und der zur Regelung eines Stromflusses über die Last oder die Lasten ausgebildet ist.Also, the present invention can be used particularly advantageously in a current regulator, which has a function monitoring unit described above and which is designed to control a current flow through the load or the loads.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der im Schritt des Sendens des Diagnosesignals zwei voneinander unterschiedliche Diagnose-Teilsignale ausgesandt werden und wobei im Schritt des Verarbeitens ein Prüfsignal mit zwei Prüf-Teilsignalen erzeugt wird, wobei jedes der beiden Prüf-Teilsignale auf einem anderen der beiden Diagnose-Teilsignale basiert und wobei sich die beiden Prüf-Teilsignale voneinander unterscheiden. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass durch die mindestens zwei voneinander unterscheidbaren Diagnose-Teilsignale die Möglichkeit besteht, die Schnelligkeit der Signalverarbeitung in der Funktionsüberwachungseinheit überprüfen zu können. Hierdurch kann vermieden werden, dass eine Signalverarbeitung der Funktionsüberwachungseinheit lediglich innerhalb eines Diagnosesignalzyklus überprüfbar ist. Auch lassen sich beispielsweise durch zwei voneinander unterscheidbare Diagnose-Teilsignale unterschiedliche Komponenten der Funktionsüberwachungseinheit oder des Stromreglers überprüfen, indem beispielsweise die Funktionsüberwachungseinheit oder der Stromregler ansprechend auf die einzelnen Diagnose-Teilsignale Funktionen von unterschiedlichen Komponenten aktiviert, die jeweils in unterschiedlichen Prüf-Teilsignalen resultieren.Also advantageous is an embodiment of the present invention, wherein in the step of transmitting the diagnostic signal two mutually different diagnostic sub-signals are emitted and wherein in the step of processing a test signal with two test sub-signals is generated, each of the two test sub-signals on a other of the two diagnostic sub-signals based and wherein the two test sub-signals differ from each other. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that the at least two mutually distinguishable diagnostic sub-signals make it possible to be able to check the speed of the signal processing in the function monitoring unit. In this way, it can be avoided that signal processing of the function monitoring unit can only be checked within a diagnostic signal cycle. It is also possible, for example, to check different components of the function monitoring unit or of the current controller by means of two mutually distinguishable diagnostic sub-signals, for example by the function monitoring unit or the current controller activating functions of different components in response to the individual diagnostic sub-signals, each resulting in different test sub-signals.

Auch kann das Verfahren ferner einen Schritt des Erkennens der Funktionsfähigkeit des Stromreglers umfassen, in dem die Funktionsfähigkeit des Stromreglers dann erkannt wird, wenn das Prüfsignal in einem vorbestimmten Verhältnis zur dem Diagnosesignal oder ein Zeitpunkt des Prüfsignals in einem vorbestimmten Verhältnis zu einem Zeitpunkt des ausgesandten Diagnosesignals steht. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass die Funktionsfähigkeit des Stromreglers durch die technisch sehr einfach zu realisierende Vergleichsfunktion implementiert werden kann. Ferner kann beispielsweise durch vorab hinterlegte Vergleichsmuster auch ein Rückschluss auf einen möglichen aufgetretenen Fehler in der Funktionsüberwachungseinheit oder dem Stromregler gezogen werden.Also, the method may further comprise a step of detecting the operability of the current regulator in which the operability of the current regulator is detected when the test signal is in a predetermined relationship to the diagnostic signal or a timing of the test signal in a predetermined ratio at a time of the emitted diagnostic signal stands. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that the functionality of the current regulator can be implemented by the comparison function, which is technically very easy to implement. Furthermore, a conclusion can be drawn on a possibly occurred fault in the function monitoring unit or the current regulator, for example, by means of previously deposited comparison patterns.

Günstig ist es auch, wenn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Regelung eines Stromflusses über eine Last verwendet wird, bei dem Verfahren die vorstehend beschriebenen Schritte aufweist und wobei das Verfahren ferner einen Schritt des Austauschens von Mess- und/oder Regelungssignalen zwischen der Kontrollereinheit und der Funktionsüberwachungseinheit aufweist. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass nicht nur die Funktionsfähigkeit des Stromreglers überprüft werden kann, sondern dass beispielsweise die zweite Schnittstelle, über die das Prüfsignal von der Funktionsüberwachungseinheit zur Kontrollereinheit übertragen wird, auch als Schnittstelle zur Übertragung der Mess- und/oder Regelungssignale zwischen der Kontrollereinheit und der Funktionsüberwachungseinheit verwendet werden kann. Dies stellt eine weitere Einsparung von erforderlichen Pins sowohl auf Seiten der Kontrollereinheit als auch auf Seiten der Funktionsüberwachungseinheit oder des Stromreglers dar. Ferner ist es beispielsweise auch möglich, die vorstehend beschriebene Funktionalität durch ein Software-Update bei bestehenden Stromreglern zu implementieren, wenn diese entsprechend programmierbare Schnittstellen oder Komponenten haben.It is also favorable if, according to an embodiment of the present invention, a method is used for controlling a flow of current across a load, in the method described above and wherein the method further comprises a step of exchanging measurement and / or control signals between the controller unit and the function monitoring unit. Such an embodiment of the present invention has the advantage that not only the functionality of the current controller can be checked, but that, for example, the second interface, via which the test signal is transmitted from the function monitoring unit to the controller unit, as interface for transmitting the measuring and / or control signals can be used between the controller unit and the function monitor. This represents a further saving of required pins both on the part of the controller unit and on the side of the function monitoring unit or the current controller. Furthermore, it is also possible, for example, to implement the functionality described above by means of a software update to existing current regulators, if these are correspondingly programmable Have interfaces or components.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein Blockschaltbild einer konventionellen Topologie einer Stromreglerschaltung mit unabhängig im Diagnosefahrt; 1 a block diagram of a conventional topology of a current regulator circuit with independent in the diagnostic drive;

2 ein Blockschaltbild einer Topologie einer Stromreglerschaltung mit einer integrierten Signalrückführung und einer Closed-Loop-Diagnose, bei der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird; 2 a block diagram of a topology of a current regulator circuit with an integrated signal feedback and a closed-loop diagnosis, in which an embodiment of the present invention is used;

3 ein detailliertes Blockschaltbild eines Stromreglers mit eingebetteter Erfassung von Diagnosesignal und einer Closed-Loop-Überwachung durch dynamische Testsignale, bei der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und 3 a detailed block diagram of a current controller with embedded detection of diagnostic signal and a closed-loop monitoring by dynamic test signals, in which an embodiment of the present invention is used; and

4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren. 4 a flowchart of an embodiment of the present invention as a method.

Gleiche oder ähnliche Elemente können in den Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein, wobei auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder” Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal/Schritt und einem zweiten Merkmal/Schritt, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal/den ersten Schritt als auch das zweite Merkmal/den zweiten Schritt und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal/Schritt oder nur das zweite Merkmal/Schritt aufweist.The same or similar elements may be indicated in the figures by the same or similar reference numerals, wherein a repeated description is omitted. Furthermore, the figures of the drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. It is clear to a person skilled in the art that these features are also considered individually or that they can be combined to form further combinations not explicitly described here. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described. If an embodiment comprises a "and / or" link between a first feature / step and a second feature / step, this can be read so that the embodiment according to an embodiment, both the first feature / the first step and the second feature / the second step and according to another embodiment either only the first feature / step or only the second feature / step.

In der 2 ist ein Blockschaltbild einer Stromreglerschaltung mit integrierter Signalrückführung und einer Closed-Loop-Diagnose dargestellt, in der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In der Darstellung aus 2 ist wiederum keine Kontrollereinheit 10, beispielsweise ein Mikrocontroller, ein Stromregler 14 sowie mehrere Lasten 16 dargestellt, die durch den Stromregler 14 geregelt werden. Hierbei wird beispielsweise ein Stromfluss über jede der Lasten 16 durch den Stromregler 14 gesteuert oder geregelt. Im Gegensatz zu dem Blockschaltbild aus der 1 wird nun von der Kontrollereinheit 10 ein Diagnosesignal über eine Diagnoseleitung 20 zu dem Stromregler 14 geführt, wobei das Diagnosesignal im Stromregler 14 von einer Funktionsüberwachungseinheit 22 empfangen wird, insbesondere von einer ersten Schnittstelle 24 der Funktionsüberwachungseinheit 22 empfangen wird. Von dieser ersten Schnittstelle 24 wird das Diagnosesignal zu einer Diagnoseeinheit 26 geleitet, in der ein Prüfsignal auf der Basis des Diagnosesignals erzeugt wird. Hierbei kann beispielsweise das Diagnosesignal oder die Information aus dem Diagnosesignal in ein entsprechendes Datenübertragungsschema eingefügt werden und einer zweiten Schnittstelle 28 zur Verfügung gestellt werden, welche das Prüfsignal über den Datenbus 12 an die Kontrollereinheit 10 ausgibt. Weiterhin können über den Datenbus 12 und die zweite Schnittstelle 28 Regelungssignale an eine Regelungseinheit 29 des Stromreglers 14 übertragen werden, wobei diese Regelungseinheit 29 ausgebildet ist, um einen Stromfluss über eine Last 16 oder mehrere Lasten 16 zu regeln. Hierzu ist die Regelungseinheit 29 mit den betreffenden Lasten 16 zu regeln. Auch können über die Regelungseinheit 29 Messsignale, beispielsweise über eine Stärke eines Stromflusses über die betreffende Last 16 oder die betreffende Lasten 16 erfasst und über die zweite Schnittstelle 28 sowie den Datenbus 12 an die Kontrollereinheit 10 übertragen werden, damit ein in der Kontrollereinheit 10 ablaufender Algorithmus zur Regelung der Stromstärke über eine oder mehrere Lasten 16 mit den erforderlichen Messgrößen versorgt wird. Die Übertragung der Mess- und/oder Regelungsparameter oder -größen kann entweder direkt von der zweiten Schnittstelle 28 zur. Regelungseinheit 29 oder unter Vermittlung der Diagnoseeinheit 26 erfolgen.In the 2 Figure 4 is a block diagram of a current feedback integrated loop regulator circuit with closed loop diagnostics employing an embodiment of the present invention. In the presentation off 2 again is not a controller unit 10 For example, a microcontroller, a current regulator 14 as well as several loads 16 represented by the current regulator 14 be managed. Here, for example, a current flow over each of the loads 16 through the current regulator 14 controlled or regulated. In contrast to the block diagram from the 1 will now be from the controller unit 10 a diagnostic signal via a diagnostic line 20 to the current regulator 14 guided, wherein the diagnostic signal in the current controller 14 from a functional monitoring unit 22 is received, in particular from a first interface 24 the functional monitoring unit 22 Will be received. From this first interface 24 the diagnostic signal becomes a diagnostic unit 26 in which a test signal is generated on the basis of the diagnostic signal. In this case, for example, the diagnostic signal or the information from the diagnostic signal can be inserted into a corresponding data transmission scheme and a second interface 28 be provided, which the test signal via the data bus 12 to the controller unit 10 outputs. Furthermore, via the data bus 12 and the second interface 28 Control signals to a control unit 29 of the current controller 14 be transmitted, this control unit 29 is designed to conduct a current through a load 16 or more loads 16 to regulate. For this purpose, the control unit 29 with the relevant loads 16 to regulate. Also, via the control unit 29 Measuring signals, for example about a magnitude of a current flow over the load in question 16 or the loads in question 16 captured and via the second interface 28 as well as the data bus 12 to the controller unit 10 be transferred to one in the controller unit 10 current algorithm for controlling the current through one or more loads 16 supplied with the required measured variables. The transmission of measurement and / or control parameters or quantities can either directly from the second interface 28 to. control unit 29 or under the mediation of the diagnostic unit 26 respectively.

Die neue Topologie gemäß der Darstellung aus 2 zeichnet sich durch den Entfall der Rückführung der diskreten Ausgangssignale von den Lasten 16 an die Kontrollereinheit 10 aus. Die Erfassung, Auswertung und Aufbereitung des Ausgangssignals erfolgt innerhalb des Stromreglers (beispielsweise die Erfassung des Stroms durch die Lasten) mittels einer geeigneten internen Schaltung des Stromreglers (z. B. AD-Wandler, Timer mit Auswertung des Duty-Cycles). Diese Auswertung und Aufbereitung wird durch die Funktionsüberwachungseinheit 22 umgesetzt. Die Übertragung der ausgewerteten Information zum Mikrocontroller erfolgt ebenfalls über eine digitale Kommunikationsschnittstelle 28. Dies kann dieselbe Schnittstelle sein, über die auch die Konfiguration und Ansteuerung des Stromreglers bzw. der Regelungsschaltung 29 erfolgt. Somit ist in der 2 ein Stromregler mit integrierter Signalrückführung und einer Closed-Loop-Diagnose dargestellt. The new topology as shown 2 characterized by the elimination of the return of the discrete output signals from the loads 16 to the controller unit 10 out. The detection, evaluation and processing of the output signal takes place within the current controller (for example the detection of the current through the loads) by means of a suitable internal circuit of the current controller (eg AD converter, timer with evaluation of the duty cycle). This evaluation and processing is performed by the function monitoring unit 22 implemented. The transmission of the evaluated information to the microcontroller also takes place via a digital communication interface 28 , This can be the same interface, via which the configuration and control of the current controller or the control circuit 29 he follows. Thus, in the 2 a current controller with integrated signal feedback and a closed-loop diagnosis is shown.

In der 3 ist ein Blockschaltbild eines Stromreglers 14 mit eingebetteter Erfassung von Diagnosesignalen und Closed-Loop Überwachung durch dynamische Testsignale dargestellt, bei dem ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der Stromregler 14 verfügt über Eingänge 24 für Signale zu Stromreglerüberwachung, wobei diese Eingänge die erste Schnittstelle 24 bilden. Die erste Schnittstelle 24 kann beispielsweise einen ersten Eingang oder Pin 24a umfassen, über den ein analoges Testsignal an den Stromregler 14 oder eine Teilkomponente, die Funktionsüberwachungseinheit 26 übertragen wird. Auch kann die erste Schnittstelle 24 einen Eingang 24b oder Pin umfassen, über den ein digitales Testsignal an den Stromregler 14 oder die Funktionsüberwachungseinheit 26 übertragen wird. Über diese erste Schnittstelle 24 können also von dem Mikrocontroller 10 Testsignale (z. B. ein bestimmter Spannungspegel oder ein Duty Cycle vorgeben, die über die Auswerteschaltungen 26 (z. B. AD-Wandler, Timer) des Stromreglers 14 erfasst und über die Kommunikationsschnittstelle 28 wieder zum Mikrocontroller 10 übertragen werden.In the 3 is a block diagram of a current regulator 14 with embedded detection of diagnostic signals and closed-loop monitoring by dynamic test signals using an embodiment of the present invention. The current regulator 14 has inputs 24 for signals to current controller monitoring, these inputs being the first interface 24 form. The first interface 24 For example, a first input or pin 24a include, via an analog test signal to the current regulator 14 or a subcomponent, the functional monitoring unit 26 is transmitted. Also, the first interface 24 an entrance 24b or pin, via which a digital test signal to the current regulator 14 or the functional monitoring unit 26 is transmitted. About this first interface 24 So can from the microcontroller 10 Specify test signals (for example, a specific voltage level or a duty cycle, via the evaluation circuits 26 (eg AD converter, timer) of the current controller 14 detected and via the communication interface 28 back to the microcontroller 10 be transmitted.

Die Auswerteschaltungen 26, die die Diagnoseeinheit bilden, können hierbei beispielsweise einen A/D-Wander 32 aufweisen, der eine Auswahl von Signalen von verschiedenen Mess- bzw. Testkanälen 32a bis 32d über die Steuerlogik und die digitale Schnittstelle der zweiten Schnittstelle 28 ausgibt. Hierbei ist ein Testkanal 32a mit dem Analog-Eingang 24a der ersten Schnittstelle 24 verbunden, während die die andere Messkanäle 32b bis 32d mit (beispielsweise je) einem Anschluss für die zu regelnde Last verbunden sind. Beispielsweise ist der vierte Messkanal 32d über einen I/V-Wandler 34 (d. h. einem Strom-Spannungswandler) verbunden, der wiederum mit einem ersten Anschluss 36a verbunden ist. Der erste Anschluss 36a ist mit einem ersten Kontaktanschluss einer zu regelnden Last 16a verbunden oder zumindest verbindbar, die beispielswiese eine induktive Last darstellt. An einem anderen Kontaktanschluss der Last 16a ist ein erster Ein-/Aus-Schalter 37 des Stromreglers 14 angeschlossen, der ebenfalls mit dem I/V-Wandler 34 und über einen weiteren Ein-/Aus-Schalter 38 des Stromreglers 14 mit einem Masseanschluss 39 des Stromreglers 14 verbunden ist. Der erste Ein-/Aus-Schalter 37 kann auch als Diode realisiert sein. Über ein n-faches Ein-Aus-Schalten des ersten Schalters 37 und/oder des zweiten Schalters 38 pro Zeiteinheit wird nun ein Ein-Aus-Tastverhältnis eingestellt, über das der Stromfluss über die Last 16a gesteuert oder geregelt werden kann. Der Strom wird somit über die Ein-/Ausschalt-Frequenz, d. h. das Tastverhältnis geregelt oder gesteuert.The evaluation circuits 26 , which form the diagnostic unit, in this case, for example, an A / D-Wander 32 comprising a selection of signals from different measurement or test channels 32a to 32d via the control logic and the digital interface of the second interface 28 outputs. Here is a test channel 32a with the analog input 24a the first interface 24 connected while the other channels 32b to 32d with (for example, each) connected to a terminal for the load to be controlled. For example, the fourth measurement channel 32d via an I / V converter 34 (ie, a current-voltage converter), which in turn is connected to a first terminal 36a connected is. The first connection 36a is with a first contact terminal of a load to be controlled 16a connected or at least connectable, for example, represents an inductive load. At another contact terminal of the load 16a is a first on / off switch 37 of the current controller 14 connected, which also with the I / V converter 34 and via another on / off switch 38 of the current controller 14 with a ground connection 39 of the current controller 14 connected is. The first on / off switch 37 can also be realized as a diode. About an n-on-off switching of the first switch 37 and / or the second switch 38 per unit time now an on-off duty cycle is set, via which the flow of current through the load 16a can be controlled or regulated. The current is thus controlled or controlled by the on / off frequency, ie the duty cycle.

Weiterhin können andere Lasten über die zusätzlichen Anschlüsse 36b und/oder 36c mit entsprechenden Messkanälen 32c bzw. 32b verbunden werden. Der A/D-Wandler kann beispielsweise eine Multiplexer-Funktion aufweisen, und in einem vorbestimmten zeitlichen Schema die Daten der einzelnen Test- bzw. Messkanäle 32a bis 32d über die zweite. Schnittstelle 28 und den Datenbus 12 an die Kontrollereinheit 10 übertragen. Aus Gründen der Einfachheit ist in der 3 allerdings nur eine Last 16a dargestellt, wobei die anderen hier nicht dargestellten Lasten analog zur Last 16a mit den entsprechenden Anschlüssen des Stromreglers 14 verbunden würden.Furthermore, other loads can be added via the extra connectors 36b and or 36c with corresponding measuring channels 32c respectively. 32b get connected. The A / D converter may for example have a multiplexer function, and in a predetermined time scheme, the data of the individual test or measurement channels 32a to 32d over the second. interface 28 and the data bus 12 to the controller unit 10 transfer. For the sake of simplicity is in the 3 but only a burden 16a shown, with the other loads not shown here analogous to the load 16a with the corresponding connections of the current controller 14 would be connected.

Das Tastverhältnis, das die Regelgröße des Stromflusses über die Last darstellt, kann über eine Tastverhältnis-Messeinheit 40 (insbesondere den zuvor genannten Timer) erfasst werden, die das Tastverhältnis von mehreren Mess- oder Testkanälen 40a bis 40d auswertet, überwacht und über die zweite Schnittstelle 28 ein dem Tastverhältnis entsprechendes Prüfsignal ausgeben kann. Hierbei können mehrere der von der Tastverhältnis-Messeinheit 40 überwachten Mess- oder Testkanäle einer einzelnen Last 16 zugeordnet sein, wie beispielsweise der erste Messkanal 40d der Last 16a zugeordnet ist. Der erste Testkanal 40a wird dabei jedoch durch eine Verbindung zu einem am Eingang 24b anliegenden digitalen Signals gebildet, so dass durch ein über die erste Schnittstelle 24 erhaltenes digitales Signal über den Testkanal 40a und beispielsweise eine Multiplexer-Funktion der Tastverhältnis-Messeinheit 40 in ein entsprechendes Prüfsignal eingefügt werden kann. Der vierte Messkanal 40d wird durch ein einen Abgriff eines Signals von dem ersten Anschluss 36a gebildet, der mit einem Kontaktanschluss mit der Last 16 verbunden ist. Über die Tastverhältnis-Messeinheit 40 kann somit das Ein-/Aus-Tastverhältnis für die erste Last erfasst und über die zweite Schnittstelle 28 und den Datenbus an die Kontrollereinehit 10 weitergeleitet werden. Dabei kann die Tastverhältnis-Messeinheit 40 beispielsweise ebenfalls eine Multiplexer-Funktion aufweisen, so dass nach einem vorbestimmten zeitlichen Schema die Daten der einzelnen Test- oder Messkanäle 40a bis 40d an die zweite Schnittstelle 28 übertragen werden.The duty cycle, which is the control variable of the flow of current through the load, can be controlled by a duty cycle measuring unit 40 (In particular, the aforementioned timer) are detected, the duty cycle of multiple measurement or test channels 40a to 40d evaluates, monitors and over the second interface 28 can output a test signal corresponding to the duty cycle. In this case, several of the duty cycle measuring unit 40 monitored measurement or test channels of a single load 16 be assigned, such as the first measuring channel 40d the load 16a assigned. The first test channel 40a However, it is connected by a connection to one at the entrance 24b formed adjacent digital signal, so that through a via the first interface 24 received digital signal over the test channel 40a and, for example, a multiplexer function of the duty cycle measuring unit 40 can be inserted in a corresponding test signal. The fourth measuring channel 40d is tapped by a signal from the first port 36a formed with a contact terminal with the load 16 connected is. About the duty cycle measuring unit 40 Thus, the on / off duty cycle for the first load detected and the second interface 28 and the data bus to the control unit 10 to get redirected. In this case, the duty cycle measuring unit 40 for example, also one Multiplexer function, so that according to a predetermined time scheme, the data of the individual test or measurement channels 40a to 40d to the second interface 28 be transmitted.

Die vorstehend beschriebene Ausgestaltung des Stromreglers 14 mit der Funktionsüberwachungseinheit 22 ist eine Closed-Loop Überwachung des Stromreglers 14 für die in die Signalerfassung, Aufbereitung und Übertragung involvierten Schaltungsteile realisiert. Durch Variation der über die erste Schnittstelle 24 empfangenen Testsignale kann der gesamte Funktionsbereich der Schaltung 14 überprüft werden. Durch dynamische Variation der Testsignale wird sichergestellt, dass die Schaltung zeitrichtig funktioniert (was sich auch als alive-Überwachung bezeichnen lässt). Diese dynamische Variation kann beispielsweise in einer Ausgabe von unterschiedlichen Testsignalen in einem bestimmten zeitlichen Schema erfolgen, wobei die Auswertung der Prüfsignale, die von der zweiten Schnittstelle 28 an die Kontrollereinheit 10 gesandt werden kann derart erfolgen, dass verglichen wird, ob die Information der Test- oder Diagnosesignale auch in der erwarteten zeitlichen Position des Datenstroms ist, der über den Datenbus 12 gesandt wird. Auf diese Weise kann technisch sehr einfach realisierbar eine unabhängige Überwachung des Stromreglers 14 oder der wesentlichen Komponenten des Stromreglers 14 erfolgen, ohne dass eine Vielzahl von Eingängen an der Kontrollereinheit 10 vorzuhalten wäre.The above-described embodiment of the current regulator 14 with the function monitoring unit 22 is a closed-loop monitoring of the current controller 14 realized for the involved in the signal acquisition, processing and transmission circuit parts. By varying the over the first interface 24 received test signals, the entire functional area of the circuit 14 be checked. Dynamic variation of the test signals ensures that the circuit works in the correct time (which can also be described as alive monitoring). This dynamic variation can be done, for example, in an output of different test signals in a particular temporal scheme, wherein the evaluation of the test signals from the second interface 28 to the controller unit 10 can be sent in such a way that it is compared whether the information of the test or diagnostic signals is also in the expected temporal position of the data stream over the data bus 12 is sent. In this way, technically very easily feasible independent monitoring of the current controller 14 or the essential components of the current controller 14 done without a lot of inputs to the controller unit 10 would be held up.

Dieses vorstehend vorgestellte Konzept der Überwachung ist auf unterschiedliche Partitionierungen des Stromreglers anwendbar. Der Stromregler kann diskret aufgebaut oder als integrierte Lösung (beispielsweise als Integrated Circuit oder ASIC) ausgeführt sein. Bei integrierten Schaltungen können einzelne Schaltungsteile ausgelagert sein. So kann z. B. die Auslagerung von Schaltungsteilen mit hoher Verlustleistung (z. B. Freilaufdioden, Schaltelemente wie z. B. Transistoren, Strom/Spannungswandler wie z. B. Shunts) von Vorteil sein.This concept of monitoring presented above is applicable to different partitions of the current controller. The current regulator can be constructed discretely or as an integrated solution (for example as an integrated circuit or ASIC). In integrated circuits, individual circuit parts may be outsourced. So z. B. the outsourcing of circuit parts with high power loss (eg freewheeling diodes, switching elements such as transistors, current / voltage converters such as shunts) would be beneficial.

Die Anwendung des hier vorgestellten Konzepts umschließt auch Lösungen mit passivem Freilauf (Dioden) oder aktivem Freilauf (Schalter wie z. B. Transistor).The application of the concept presented here also encompasses solutions with passive freewheeling (diodes) or active freewheeling (switches such as transistors).

Weiterhin ist die Anwendung auf verschiedene Stromreglertopologien eingeschlossen. Die Topologien unterscheiden sich in der Anordnung von Last, Schaltelement, Freilaufelement und Strom/Spannungswandler. Bekannte Anordnungen sind z. B. Low-Side Schalter oder High-Side Schalter, womit die Anordnung des Schalters gegenüber der Last gekennzeichnet ist.Furthermore, the application is included in various current controller topologies. The topologies differ in the arrangement of load, switching element, freewheeling element and current / voltage converter. Known arrangements are z. B. low-side switch or high-side switch, whereby the arrangement of the switch is characterized with respect to the load.

Der hier vorgeschlagene Ansatz bietet den Vorteil, dass durch die Einbettung der zur Überwachung erforderlichen Signale in den Stromregler auch bei sicherheitsrelevanten Anwendungen die separaten Rückführungen der Ausgangssignale des Stromreglers zum Mikrocontroller entfallen können. Für sicherheitsrelevante Anwendungen wird dazu eine dynamische Closed-Loop Überwachungsschleife zwischen Mikrocontroller und Stromregler aufgebaut. Somit werden die Verbindungsleitungen sowie die notwendigen Ressourcen zur Erfassung und Auswertung der diskreten Signale (z. B. AD-Wandler, Timer) innerhalb des Mikrocontrollers eingespart. Der Einsparungseffekt ist umso höher, umso größer die Anzahl Ausgangskanäle Stromreglers ist.The approach proposed here has the advantage that the embedding of the signals required for monitoring into the current controller can also eliminate the need for separate feedbacks of the output signals of the current controller to the microcontroller even in safety-relevant applications. For safety-relevant applications, a dynamic closed-loop monitoring loop is set up between the microcontroller and the current controller. Thus, the connection lines as well as the necessary resources for the detection and evaluation of the discrete signals (eg AD converter, timer) are saved within the microcontroller. The saving effect is the higher, the larger the number of output channels is current controller.

Weiterhin können die zum Schutz des Mikrocontrollers notwendigen Bauelemente entfallen, die bei direkter Rückführung der Ausgangssignale des Stromreglers notwendig wären (z. B. Widerstände, Dioden). Diese sind normalerweise erforderlich, da das elektrische Potential an den Lasten den zulässigen Eingangsbereich des Mikrocontrollers überschreitet.Furthermore, the necessary to protect the microcontroller components can be omitted, which would be necessary in direct feedback of the output signals of the current controller (eg, resistors, diodes). These are usually required because the electrical potential at the loads exceeds the allowable input range of the microcontroller.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren 400 zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Stromreglers, wie es als Ablaufdiagramm in der 4 dargestellt ist. Für das Verfahren 400 wird eine Funktionsüberwachungseinheit verwendet, wie sie vorstehend beschrieben wurde. Das Verfahren 400 weist einen Schritt des Sendens 410 eines Diagnosesignals von einer Kontrollereinheit an die Funktionsüberwachungseinheit auf. Weiterhin weist das Verfahren 400 einen Schritt des Verarbeitens 420 des Diagnosesignals in der Funktionsüberwachungseinheit auf, um unter Verwendung des Diagnosesignals ein Prüfsignal zu erzeugen. Schließlich weist das Verfahren 400 einen Schritt des Ausgebens 430 des Prüfsignals an die Kontrollereinheit auf.The present invention further provides a method 400 to monitor the functioning of a current regulator, as shown in the flow chart in the 4 is shown. For the procedure 400 a function monitoring unit is used as described above. The procedure 400 has a step of sending 410 a diagnostic signal from a controller unit to the function monitoring unit. Furthermore, the method 400 a step of processing 420 of the diagnostic signal in the functional monitoring unit to generate a test signal using the diagnostic signal. Finally, the procedure points 400 a step of spending 430 of the test signal to the controller unit.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19851732 A1 [0004]
US 2005/0111242 A1 [0004]

Claims

Function monitoring unit ( 22 ) for monitoring the functionality of a current controller ( 14 ), whereby the function monitoring unit ( 22 ) has the following features: a first interface ( 24 ) for receiving a diagnostic signal; A second interface ( 28 ) for the output of test signals; and a diagnostic unit ( 26 ) configured to process the received diagnostic signal and to generate a test signal on the basis of the diagnostic signal, and via the second interface ( 28 ).

Function monitoring unit ( 22 ) according to claim 1, characterized in that the second interface ( 28 ) is designed to control and / or measuring signals for controlling a current flow over at least one load ( 16 ) between a controller unit ( 10 ) and the functional monitoring unit ( 22 ).

Function monitoring unit ( 22 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the diagnostic unit ( 26 ) is configured to form a test signal in which the diagnostic signal or a signal derived therefrom is inserted into a data stream in which measurement and / or control data relating to a flow of current through a load ( 16 ) to be ordered.

Function monitoring unit ( 22 ) according to claim 3, characterized in that the diagnostic unit ( 26 ) is formed to form a test signal in which in addition to the diagnostic signal or a signal derived therefrom is inserted into the data stream, in the measurement and / or control data relating to a respective current flow via at least two independent loads ( 16 ) to be ordered.

Current regulator ( 14 ), which is a functional monitoring unit ( 22 ) according to one of the preceding claims, and which is designed to allow current to flow through a load ( 16 ) or to regulate.

Procedure ( 400 ) for monitoring the functionality of a current controller ( 14 ), where for the method ( 400 ) a function monitoring unit ( 22 ) is used according to one of the preceding claims, wherein the method ( 400 ) comprises the following steps: - sending ( 410 ) of a diagnostic signal from a controller unit ( 10 ) to the functional monitoring unit ( 22 ); - To process ( 420 ) of the diagnostic signal in the function monitoring unit ( 22 ) to generate a test signal using the diagnostic signal; and - spend ( 430 ) of the test signal from the function monitoring unit ( 22 ) to the controller unit ( 10 ).

Procedure ( 400 ) according to claim 6, characterized in that in the step of sending ( 410 ) of the diagnostic signal two mutually different diagnostic sub-signals are emitted and wherein in the step of processing ( 420 ) a test signal is generated with two test sub-signals, wherein each of the two test sub-signals based on a different one of the two diagnostic sub-signals and wherein the two test sub-signals differ from each other.

Procedure ( 400 ) according to one of claims 6 or 7, characterized in that the method further comprises a step of recognizing the functionality of the current regulator ( 14 ), in which the functionality of the current regulator ( 14 ) is detected when the test signal is in a predetermined relationship to the diagnostic signal or a timing of the test signal in a predetermined ratio at a time of the emitted diagnostic signal.

Procedure ( 400 ) for regulating a flow of current through a load ( 16 ), the process ( 400 ) has the steps according to one of claims 6 to 8 and wherein the method ( 400 ) further comprises a step of exchanging measurement and / or control signals between the controller unit and the function monitoring unit ( 22 ) to conduct a current flow across the load ( 16 ) or to regulate.

Computer program product with program code for carrying out the method ( 400 ) according to one of claims 6 to 9, when the program is stored on a controller unit ( 10 ), a functional monitoring unit ( 22 ) or a device is executed.