WO2009112350A2 - Device for detecting the output voltage of a battery - Google Patents

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WO2009112350A2
WO2009112350A2 PCT/EP2009/052101 EP2009052101W WO2009112350A2 WO 2009112350 A2 WO2009112350 A2 WO 2009112350A2 EP 2009052101 W EP2009052101 W EP 2009052101W WO 2009112350 A2 WO2009112350 A2 WO 2009112350A2
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    • G01R31/007—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks using microprocessors or computers

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting the output voltage of a battery, in particular a motor vehicle battery.
  • a method and a device for determining, displaying and / or reading the state of a battery, in particular a starter battery for a motor vehicle are known.
  • a detection of the battery voltage by means of a sensor is supplied via an interface module, which is a measuring amplifier, to a microcontroller system.
  • the output signal of the interface module is converted by means of an analog-to-digital converter into a digital signal and then evaluated together with other input signals of the microcontroller system using the software of the microcontroller system to determine the battery condition.
  • an electronic voltage monitoring circuit which is provided in particular for monitoring a provided by a battery or a battery supply voltage.
  • This monitoring circuit provides two electrical quantities which correspond to the voltage of the voltage supply source and are provided for comparison with at least one reference variable.
  • One of these electrical quantities corresponds to the unbuffered voltage of the Power supply source.
  • the other electrical quantity corresponds to the buffered voltage of the power supply source.
  • the provision of a quantity corresponding to the unbuffered voltage of the power supply source in addition to the size corresponding to the buffered voltage of the power supply source enables a rapid response to possible power supply drops.
  • the known circuit is designed in such a way that short voltage dips of the unpumped supply voltage do not lead to any undervoltage detection.
  • a device with the features specified in claim 1 has the advantage over that also detects temporally short voltage dips of the battery voltage and a downstream microcomputer, in which the evaluation of the measured battery voltage follows, can be signaled. Due to this signaling, this microcomputer can then take suitable measures to ensure that the short voltage dips in the battery voltage, which have occurred for a short time, do not lead to any consequential errors or unnecessary follow-up measures.
  • an occurrence of short-time, occurring at a certain frequency voltage drops in the battery voltage leads to follow-on errors in monitoring secondary voltages, for example, derived from the battery voltage DC voltages of other voltage values.
  • the microcomputer recognizes from the output signal of the transient detector that the battery voltage has temporally short voltage dips and can by introducing appropriate countermeasures ensure that no consequential errors occur or that at least negative effects of such consequential errors are avoided, for example, that unnecessarily defective battery voltage sensor is replaced.
  • the transient detector is implemented by a threshold value switch and a sequential circuit connected thereto.
  • the threshold switch is supplied with the battery voltage and a reference voltage, which is a time-stable voltage with a constant voltage value.
  • the sequential circuit is advantageously a simple logic circuit having a counter, a gate and a clock.
  • the sequential circuit may also be a flip-flop, which is connected to the microcomputer. This flip-flop is either directly with connected to the output of the threshold or connected via a filter to the output of the threshold.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device for detecting the output voltage of a battery according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG ,
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device for detecting the output voltage of a battery according to an embodiment of the invention.
  • This battery is the starter battery of a motor vehicle.
  • This starter battery 1 provides at its positive pole an output voltage UBatt, which is 12 V. This output voltage is converted in a voltage converter 2 into a secondary voltage US, which is 5 V. This secondary voltage is used to supply one or more other components of the motor vehicle. Furthermore, the output voltage UBatt of the battery 1 is transmitted via a measuring amplifier 3 to a first input 4a of a microcomputer 4. This is connected to an A / D converter 5, which receives the signal supplied to it. converts signals into a digital signal. This is supplied to an evaluation unit 6 and evaluated in this using an evaluation software. The evaluation results are output via an output 4d of the microcomputer 4 to a display 7 and displayed there.
  • the evaluation software has, inter alia, the task of monitoring the output voltage of the battery and making the output of an error signal to the display 7 when the output voltage of the battery falls below a predetermined minimum value.
  • the evaluation software detects the output signal of the A / D converter 5 at predetermined time intervals of 20 ms and analyzes it. Occurs, for example, due to aging effects of the battery or due to a battery failure, a voltage drop of the output voltage of the battery, then this is detected by the evaluation software and displayed on the display 7. If, on the other hand, short-term voltage dips of the output voltage of the battery occur at certain frequencies, for example at intervals of 100 ms, then these can generally not be recognized by the evaluation software.
  • the output voltage UBatt of the battery 1 is further applied to the first input 8a of a transient detector 8.
  • This transient detector By means of this transient detector, said short-time voltage dips of the output voltage UBatt of the battery 1 can be detected.
  • the transient detector 8 is connected via an output 8d and a second input 4b of the microcomputer 4 to the evaluation unit 6, so that the evaluation unit receives information about the presence of a brief break in the output voltage of the battery 1.
  • the transient detector 8 has a second input 8b via which it is supplied with a stable reference voltage which has a predetermined voltage value. has. Furthermore, the transient detector 8 contains a third input 8c via which, as will be explained with reference to FIGS. 2 to 4, a reset signal provided at an output 4c of the microcomputer 4 is supplied.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG. 1. It has a threshold value switch 9 and a sequential circuit connected to its output.
  • the sequential circuit includes a counter 10, a gate 11 and a clock 12.
  • the output of the threshold switch 9 is connected to the enable input En of the counter 10.
  • the clock input T of the counter is connected to the output of the logic element 11.
  • a first input of the gate 11 is connected to the clock 12, which provides a occurring at intervals of 1 ms clock signal.
  • a second input of the gate 11 is connected to a second output b of the counter 10, at which the counter on
  • the transient detector shown in FIG. 2 detects short voltage dips in the output voltage of the battery by counting the time since the occurrence of a voltage dip.
  • the threshold value switch 9 a comparison of the battery voltage UBatt with the reference voltage URef takes place. If the battery voltage falls below the reference voltage, then a signal is provided at the output of the threshold switch 9, which is the Enable input of the counter 10 is supplied. From this point on, the counter counts the clock signals supplied to it by the clock 12 via the logic element 11. This incrementing takes place up to a preset stop value. This velocity value is present when the MSB of the counter has reached the value 1. When it reaches the counter stops until it is supplied from the microcomputer 4 via the output 4c a reset signal.
  • the counting process begins again. If there are short-term voltage dips in the battery voltage, in particular short-term voltage drops of predetermined repetition frequency, then this is recognized by the microcomputer based on the counter values of the counter 10 present at the output a, whereby the microcomputer is supplied with the mentioned count values via its second input 4b.
  • the microcomputer On the basis of the signals supplied to it via its first input 4a (see FIG. 1), the microcomputer furthermore recognizes that there is no longer a drop in the output voltage of the battery and can therefore signal, on the basis of an output on the display 7, that only brief voltage drops are present Battery present, but that there is no defect in the detection and evaluation of the battery voltage.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG. 1. Like the transient detector shown in FIG. 2, this has a threshold value switch 9 and a sequential circuit 12 connected to its output.
  • This sequential circuit consists only of an R / S flip-flop 13 whose set input S is connected to the output of the threshold value switch 9.
  • the reset input Res of the flip-flop 13 is connected to the output 4c of the microcomputer 4, at which the microcomputer provides a reset signal for the flip-flop 13. Of the Output a of the flip-flop 13 is connected to the second input 4b of the microcomputer 4.
  • the microcomputer 4 can recognize that between the sampling instants, the output voltage of the battery is always greater than the reference voltage. If the battery voltage UBatt again falls below the reference voltage, the flip-flop is reset via the output 4c of the microcomputer, so that the flip-flop is reactivated for the next sampling period.
  • the microcomputer 4 recognizes the presence of short-term voltage dips in the output voltage of the battery, in particular short-term voltage drops with a predetermined repetition frequency, and can signal this on the display 7 and, if necessary, further measures to launch.
  • FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG. 1. This differs from the transient detector shown in FIG. 3 in that a filter 14 is provided between the output of the threshold switch 9 and the set input S of the flip-flop 13 is.
  • This comprises a series connection of an ohmic resistor R and a capacitor C, wherein a terminal of the ohmic resistor R is connected to the output of the threshold switch 9 and the terminal of the capacitor C remote from the ohmic resistor R to ground.
  • the connection point between the ohmic resistor R and the capacitor C is connected via a Schmitt trigger 15 to the set input of the flip-flop 13.
  • the advantage of this embodiment is that only the presence of undervoltage of predetermined length is signaled to the set input S of the flip-flop.
  • the microcomputer scans the signal present at the output a of the flip-flop to determine whether there are short-term voltage dips of the predetermined length. If this is the case, then this is signaled on the display 7. Furthermore, in this case, the microcomputer can possibly initiate necessary measures in order to compensate for possible consequential errors which occur in secondary voltages derived from the battery voltage.
  • the filter 14 can also be realized in the form of a digital filter.
  • the invention is advantageously usable in the context of power supply Asics.
  • Asics are considered to be defective and replaced when secondary voltages derived from the battery voltage were faulty, although no battery voltage error could be detected.
  • the power supply Asic has no defect, so that its replacement is not necessary.
  • the errors in the secondary voltages must be compensated in other ways. This compensation is initiated when the microcomputer 4 has detected on the basis of the output signals of the transient detector 8 a presence of brief voltage dips of the battery.

Abstract

The invention relates to a device for detecting the output voltage of a battery, especially of a motor vehicle battery, comprising a microcomputer having a first input which is connected to the positive terminal of the battery either directly or via a meter amplifier. The device further comprises a transient detector the first input of which is connected to the positive terminal of the battery and the output of which is connected to a second input of the microcomputer. The transient detector can detect short-term battery power fades, especially short, periodically recurring battery power fades.

Description

Vorrichtung zur Erfassung der Ausgangsspannung einer BatterieDevice for detecting the output voltage of a battery
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Ausgangsspannung einer Batterie, insbesondere einer Kraftfahrzeugbatterie.The invention relates to a device for detecting the output voltage of a battery, in particular a motor vehicle battery.
Stand der TechnikState of the art
Aus der DE 199 52 693 Al sind ein Verfahren und eine Vor- richtung zum Ermitteln, Anzeigen und/oder Auslesen des Zustandes einer Batterie, insbesondere einer Starterbatterie für ein Kraftfahrzeug, bekannt. Bei diesem Verfahren erfolgt unter anderem eine Erfassung der Batteriespannung mittels eines Sensors. Das Ausgangssignal des Batteriespannungssensors wird über einen Interfacebaustein, bei dem es sich um einen Messverstärker handelt, einem Mikrocontrollersystem zugeführt. Dort wird das Ausgangssignal des Interfacebausteins mittel eines Analog- Digital-Wandlers in ein digitales Signal umgesetzt und dann zusammen mit anderen Eingangssignalen des Mikrocont- rollersystems unter Verwendung der Software des Mikro- controllersystems ausgewertet, um den Batteriezustand zu ermitteln .From DE 199 52 693 Al a method and a device for determining, displaying and / or reading the state of a battery, in particular a starter battery for a motor vehicle, are known. In this method, inter alia, a detection of the battery voltage by means of a sensor. The output signal of the battery voltage sensor is supplied via an interface module, which is a measuring amplifier, to a microcontroller system. There, the output signal of the interface module is converted by means of an analog-to-digital converter into a digital signal and then evaluated together with other input signals of the microcontroller system using the software of the microcontroller system to determine the battery condition.
Aus der DE 102 22 175 Al ist eine elektronische Span- nungsüberwachungsschaltung bekannt, welche insbesondere zur Überwachung einer von einer Batterie oder einem Akkumulator bereitgestellten Versorgungsspannung vorgesehen ist. Diese Überwachungsschaltung stellt zwei elektrische Größen bereit, die der Spannung der Spannungsversorgungs- quelle entsprechen und zu einem Vergleich mit mindestens einer Referenzgröße vorgesehen sind. Eine dieser elektrischen Größen entspricht der ungepufferten Spannung der Spannungsversorgungsquelle . Die andere elektrische Größe entspricht der gepufferten Spannung der Spannungsversorgungsquelle. Die Bereitstellung einer der ungepufferten Spannung der Spannungsversorgungsquelle entsprechenden Größe zusätzlich zu der der gepufferten Spannung der Spannungsversorgungsquelle entsprechenden Größe ermöglicht ein schnelles Reagieren auf eventuelle Einbrüche der Versorgungsspannung. Die bekannte Schaltung ist derart ausgelegt, dass kurze Spannungseinbrüche der ungepuf- ferten Versorgungsspannung zu keiner Unterspannungserkennung führen.From DE 102 22 175 Al an electronic voltage monitoring circuit is known, which is provided in particular for monitoring a provided by a battery or a battery supply voltage. This monitoring circuit provides two electrical quantities which correspond to the voltage of the voltage supply source and are provided for comparison with at least one reference variable. One of these electrical quantities corresponds to the unbuffered voltage of the Power supply source. The other electrical quantity corresponds to the buffered voltage of the power supply source. The provision of a quantity corresponding to the unbuffered voltage of the power supply source in addition to the size corresponding to the buffered voltage of the power supply source enables a rapid response to possible power supply drops. The known circuit is designed in such a way that short voltage dips of the unpumped supply voltage do not lead to any undervoltage detection.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen weist demgegenüber den Vorteil auf, dass auch zeitlich kurze Spannungseinbrüche der Batteriespannung erkannt und einem nachgeschalteten Mikrocomputer, in welchem die Auswertung der gemessenen Batteriespannung er- folgt, signalisiert werden können. Dieser Mikrocomputer kann dann aufgrund dieser Signalisierung durch geeignete Maßnahmen dafür sorgen, dass die aufgetretenen, zeitlich kurzen Spannungseinbrüche der Batteriespannung zu keinerlei Folgefehlern oder unnötigen Folgemaßnahmen führen.A device with the features specified in claim 1 has the advantage over that also detects temporally short voltage dips of the battery voltage and a downstream microcomputer, in which the evaluation of the measured battery voltage follows, can be signaled. Due to this signaling, this microcomputer can then take suitable measures to ensure that the short voltage dips in the battery voltage, which have occurred for a short time, do not lead to any consequential errors or unnecessary follow-up measures.
Beispielsweise führt ein Auftreten von zeitlich kurzen, mit einer bestimmten Frequenz auftretenden Spannungseinbrüchen der Batteriespannung zu Folgefehlern bei einer Überwachung von Sekundärspannungen, beispielsweise von aus der Batteriespannung abgeleiteten Gleichspannungen anderer Spannungswerte.For example, an occurrence of short-time, occurring at a certain frequency voltage drops in the battery voltage leads to follow-on errors in monitoring secondary voltages, for example, derived from the battery voltage DC voltages of other voltage values.
Bei herkömmlichen Vorrichtungen können die genannten zeitlich kurzen Spannungseinbrüche der Batteriespannung oftmals nicht detektiert werden, da die Software des Mik- rocontrollersystems, welche zur Erfassung bzw. Auswertung der Ausgangsspannung der Batterie vorgesehen ist, die Ausgangsspannung der Batterie nur in vorgegebenen Zeitin- tervallen von beispielsweise 20 ms abtastet. Diese Abtastung erfolgt derart ungünstig, dass kurze Spannungseinbrüche, die beispielsweise in einem Abstand von 100 ms auftreten, nicht detektiert werden.In conventional devices, the aforementioned short voltage dips in the battery voltage can often not be detected, since the software of the microcontroller system, which is provided for the detection or evaluation of the output voltage of the battery, the output voltage of the battery only in predetermined Zeitin- tervals of, for example, 20 ms. This sampling is so unfavorable that short voltage dips, which occur for example at a distance of 100 ms, are not detected.
Auf der anderen Seite werden die in den Sekundärspannungen auftretenden Folgefehler erkannt. Als Folge dieser Erkennung wird oftmals der Batteriespannungssensor fälschlicherweise als defekt angesehen und in unnötiger Weise ausgetauscht, ohne dass dadurch die Folgefehler beseitigt werden können.On the other hand, the secondary errors occurring in the secondary voltages are detected. As a result of this detection, often the battery voltage sensor is mistakenly considered defective and unnecessarily replaced without thereby resolving the consequent errors.
Durch die Verwendung eines zwischen der Batterie und dem Mikrocomputer angeordneten Transientendetektors lässt sich dieser Nachteil vermeiden. Der Mikrocomputer erkennt anhand des Ausgangssignals des Transientendetektors, dass die Batteriespannung zeitlich kurze Spannungseinbrüche aufweist und kann durch eine Einleitung von geeigneten Gegenmaßnahmen dafür sorgen, dass keine Folgefehler auf- treten oder dass zumindest negative Auswirkungen derartiger Folgefehler vermieden werden, beispielsweise dass in unnötiger Weise ein nicht defekter Batteriespannungssensor ausgetauscht wird.By using a transient detector disposed between the battery and the microcomputer, this disadvantage can be avoided. The microcomputer recognizes from the output signal of the transient detector that the battery voltage has temporally short voltage dips and can by introducing appropriate countermeasures ensure that no consequential errors occur or that at least negative effects of such consequential errors are avoided, for example, that unnecessarily defective battery voltage sensor is replaced.
Vorzugsweise ist der Transientendetektor durch einen Schwellwertschalter und eine an diesen angeschlossene Folgeschaltung realisiert. Dem Schwellwertschalter wird die Batteriespannung und eine Referenzspannung zugeführt, bei welcher es sich um eine zeitlich stabile Spannung mit konstantem Spannungswert handelt.Preferably, the transient detector is implemented by a threshold value switch and a sequential circuit connected thereto. The threshold switch is supplied with the battery voltage and a reference voltage, which is a time-stable voltage with a constant voltage value.
Bei der Folgeschaltung handelt es sich in vorteilhafter Weise um eine einfache Logikschaltung, die einen Zähler, ein Verknüpfungsglied und einen Taktgeber aufweist.The sequential circuit is advantageously a simple logic circuit having a counter, a gate and a clock.
Alternativ dazu kann es sich bei der Folgeschaltung auch um ein Flip-Flop handeln, welches mit dem Mikrocomputer verbunden ist. Dieses Flip-Flop ist entweder direkt mit dem Ausgang des Schwellwertschalters verbunden oder über ein Filter an den Ausgang des Schwellwertschalters angeschlossen .Alternatively, the sequential circuit may also be a flip-flop, which is connected to the microcomputer. This flip-flop is either directly with connected to the output of the threshold or connected via a filter to the output of the threshold.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren.Further advantageous features of the invention will become apparent from the following exemplary explanation with reference to FIGS.
Zeichnungdrawing
Die Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erfassung der Ausgangsspannung einer Batterie gemäß einem Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Die Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für den in der Figur 1 gezeigten Transientendetektor 8. Die Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für den in der Figur 1 gezeigten Transientendetektor 8. Die Figur 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für den in der Figur 1 gezeigten Transientendetektor 8.1 shows a block diagram of a device for detecting the output voltage of a battery according to an embodiment of the invention. FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG. 1. FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG. 1. FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG ,
Beschreibungdescription
Die Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erfassung der Ausgangsspannung einer Batterie gemäß einem Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Bei dieser Batterie handelt es sich um die Starterbatterie eines Kraftfahrzeugs .1 shows a block diagram of a device for detecting the output voltage of a battery according to an embodiment of the invention. This battery is the starter battery of a motor vehicle.
Diese Starterbatterie 1 stellt an ihrem Pluspol eine Aus- gangsspannung UBatt bereit, die 12 V beträgt. Diese Ausgangsspannung wird in einem Spannungswandler 2 in eine Sekundärspannung US umgesetzt, welche 5 V beträgt. Diese Sekundärspannung wird zur Versorgung einer oder mehrerer weiterer Komponenten des Kraftfahrzeugs verwendet. Des Weiteren wird die Ausgangsspannung UBatt der Batterie 1 über einen Messverstärker 3 an einen ersten Eingang 4a eines Mikrocomputers 4 weitergegeben. Dieser ist mit einem A/D-Wandler 5 verbunden, der die ihm zugeführten Sig- nale in ein digitales Signal umsetzt. Dieses wird einer Auswerteeinheit 6 zugeführt und in dieser unter Verwendung einer Auswertesoftware ausgewertet. Die Auswerteergebnisse werden über einen Ausgang 4d des Mikrocomputers 4 an ein Display 7 ausgegeben und dort dargestellt.This starter battery 1 provides at its positive pole an output voltage UBatt, which is 12 V. This output voltage is converted in a voltage converter 2 into a secondary voltage US, which is 5 V. This secondary voltage is used to supply one or more other components of the motor vehicle. Furthermore, the output voltage UBatt of the battery 1 is transmitted via a measuring amplifier 3 to a first input 4a of a microcomputer 4. This is connected to an A / D converter 5, which receives the signal supplied to it. converts signals into a digital signal. This is supplied to an evaluation unit 6 and evaluated in this using an evaluation software. The evaluation results are output via an output 4d of the microcomputer 4 to a display 7 and displayed there.
Die Auswertesoftware hat unter anderem die Aufgabe, die Ausgangsspannung der Batterie zu überwachen und die Ausgabe eines Fehlersignals an das Display 7 vorzunehmen, wenn die Ausgangsspannung der Batterie einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet. Dabei erfasst die Auswertesoftware in vorgegebenen Zeitabständen von 20 ms das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 5 und analysiert dieses. Tritt beispielsweise aufgrund von Alterungseffekten der Batterie oder aufgrund eines Batteriedefektes ein Spannungsabfall der Ausgangsspannung der Batterie auf, dann wird dies von der Auswertesoftware erkannt und auf dem Display 7 angezeigt. Treten hingegen kurzzeitige Spannungseinbrüche der Ausgangsspannung der Batterie mit be- stimmten Frequenzen auf, beispielsweise in Zeitabständen von 100 ms, dann können diese in der Regel von der Auswertesoftware nicht erkannt werden.The evaluation software has, inter alia, the task of monitoring the output voltage of the battery and making the output of an error signal to the display 7 when the output voltage of the battery falls below a predetermined minimum value. The evaluation software detects the output signal of the A / D converter 5 at predetermined time intervals of 20 ms and analyzes it. Occurs, for example, due to aging effects of the battery or due to a battery failure, a voltage drop of the output voltage of the battery, then this is detected by the evaluation software and displayed on the display 7. If, on the other hand, short-term voltage dips of the output voltage of the battery occur at certain frequencies, for example at intervals of 100 ms, then these can generally not be recognized by the evaluation software.
Um diesen Mangel zu beheben, wird die Ausgangsspannung UBatt der Batterie 1 des Weiteren an den ersten Eingang 8a eines Transientendetektors 8 angelegt. Mittels dieses Transientendetektors können die genannten kurzzeitigen Spannungseinbrüche der Ausgangsspannung UBatt der Batterie 1 erkannt werden. Der Transientendetektor 8 ist über einen Ausgang 8d und einen zweiten Eingang 4b des Mikrocomputers 4 mit der Auswerteeinheit 6 verbunden, so dass die Auswerteeinheit Kenntnis über das Vorliegen eines kurzzeitigen Einbruchs der Ausgangsspannung der Batterie 1 erhält.To remedy this deficiency, the output voltage UBatt of the battery 1 is further applied to the first input 8a of a transient detector 8. By means of this transient detector, said short-time voltage dips of the output voltage UBatt of the battery 1 can be detected. The transient detector 8 is connected via an output 8d and a second input 4b of the microcomputer 4 to the evaluation unit 6, so that the evaluation unit receives information about the presence of a brief break in the output voltage of the battery 1.
Der Transientendetektor 8 weist einen zweiten Eingang 8b auf, über welchen ihm eine stabile Referenzspannung zugeführt wird, die einen vorgegebenen Spannungswert auf- weist. Des Weiteren enthält der Transientendetektor 8 einen dritten Eingang 8c, über welchen ihm - wie noch anhand der Figuren 2 - 4 erläutert wird - ein an einem Ausgang 4c des Mikrocomputers 4 bereitgestelltes Rücksetz- signal zugeführt wird.The transient detector 8 has a second input 8b via which it is supplied with a stable reference voltage which has a predetermined voltage value. has. Furthermore, the transient detector 8 contains a third input 8c via which, as will be explained with reference to FIGS. 2 to 4, a reset signal provided at an output 4c of the microcomputer 4 is supplied.
Die Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für den in der Figur 1 gezeigten Transientendetektor 8. Dieser weist einen Schwellwertschalter 9 und eine an dessen Aus- gang angeschlossene Folgeschaltung auf. Die Folgeschaltung enthält einen Zähler 10, ein Verknüpfungsglied 11 und einen Taktgeber 12. Der Ausgang des Schwellwertschalters 9 ist mit dem Enable-Eingang En des Zählers 10 verbunden. Der Takteingang T des Zählers ist an den Ausgang des Verknüpfungsgliedes 11 angeschlossen. Ein erster Eingang des Verknüpfungsgliedes 11 ist mit dem Taktgeber 12 verbunden, welcher ein in zeitlichen Abständen von 1 ms auftretendes Taktsignal bereitstellt. Ein zweiter Eingang des Verknüpfungsgliedes 11 ist mit einem zweiten Ausgang b des Zählers 10 verbunden, an welchem der Zähler einFIG. 2 shows a first exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG. 1. It has a threshold value switch 9 and a sequential circuit connected to its output. The sequential circuit includes a counter 10, a gate 11 and a clock 12. The output of the threshold switch 9 is connected to the enable input En of the counter 10. The clock input T of the counter is connected to the output of the logic element 11. A first input of the gate 11 is connected to the clock 12, which provides a occurring at intervals of 1 ms clock signal. A second input of the gate 11 is connected to a second output b of the counter 10, at which the counter on
„1"-Signal bereitstellt, wenn das MSB (most significant bit) seines Zählwertes den Wert 1 erreicht hat. Dieses MSB wird in negierter Form an den zweiten Eingang des Verknüpfungsgliedes 11 angelegt. Der Ausgang a des Zäh- lers 10 ist mit dem Eingang 4b des Mikrocomputers 4 verbunden. Dem Rücksetzeingang Res des Zählers 10 wird das Rücksetzsignal zugeführt, welches vom Mikrocomputer 4 an dessen Ausgang 4c bereitgestellt wird."1" signal when the MSB (most significant bit) of its count has reached the value 1. This MSB is applied in negated form to the second input of the gate 11. The output a of the counter 10 is connected to the input 4b of the microcomputer 4. The reset input Res of the counter 10 is supplied with the reset signal provided by the microcomputer 4 at its output 4c.
Der in der Figur 2 gezeigte Transientendetektor detek- tiert kurze Spannungseinbrüche der Ausgangsspannung der Batterie, indem er die Zeit seit dem Auftreten eines Spannungseinbruchs zählt. Im Schwellwertschalter 9 erfolgt ein Vergleich der Batteriespannung UBatt mit der Referenzspannung URef. Unterschreitet die Batteriespannung die Referenzspannung, dann wird am Ausgang des Schwellwertschalters 9 ein Signal bereitgestellt, das dem Enable-Eingang des Zählers 10 zugeführt wird. Ab diesem Zeitpunkt zählt der Zähler die ihm vom Taktgeber 12 über das Verknüpfungsglied 11 zugeführten Taktsignale. Dieses Hochzählen erfolgt bis zu einem vorgegebenen Anschlag- wert. Dieser Anschlagwert liegt vor, wenn das MSB des Zählers den Wert 1 erreicht hat. Bei dessen Erreichen bleibt der Zähler solange stehen, bis ihm vom Mikrocomputer 4 über dessen Ausgang 4c ein Rücksetzsignal zugeführt wird. Beim nächsten Auftreten eines Spannungseinbruchs der Batteriespannung beginnt der Zählvorgang von neuem. Liegen kurzzeitige Spannungseinbrüche der Batteriespannung vor, insbesondere kurzzeitige Spannungseinbrüche vorgegebener Wiederholfrequenz, dann wird dies anhand der am Ausgang a vorliegenden Zählwerte des Zählers 10 vom Mikrocomputer erkannt, wobei dem Mikrocomputer die genannten Zählwerte über seinen zweiten Eingang 4b zugeführt werden.The transient detector shown in FIG. 2 detects short voltage dips in the output voltage of the battery by counting the time since the occurrence of a voltage dip. In the threshold value switch 9, a comparison of the battery voltage UBatt with the reference voltage URef takes place. If the battery voltage falls below the reference voltage, then a signal is provided at the output of the threshold switch 9, which is the Enable input of the counter 10 is supplied. From this point on, the counter counts the clock signals supplied to it by the clock 12 via the logic element 11. This incrementing takes place up to a preset stop value. This velocity value is present when the MSB of the counter has reached the value 1. When it reaches the counter stops until it is supplied from the microcomputer 4 via the output 4c a reset signal. The next time a voltage dip in the battery voltage occurs, the counting process begins again. If there are short-term voltage dips in the battery voltage, in particular short-term voltage drops of predetermined repetition frequency, then this is recognized by the microcomputer based on the counter values of the counter 10 present at the output a, whereby the microcomputer is supplied with the mentioned count values via its second input 4b.
Der Mikrocomputer erkennt anhand der ihm über seinen ers- ten Eingang 4a (siehe Figur 1) zugeführten Signale des Weiteren, dass kein länger andauernder Abfall der Ausgangsspannung der Batterie vorliegt und kann folglich anhand einer Ausgabe auf dem Display 7 signalisieren, dass lediglich kurze Spannungsabfälle der Batterie vorliegen, dass aber kein Defekt in der Erkennung und Auswertung der Batteriespannung vorliegt.On the basis of the signals supplied to it via its first input 4a (see FIG. 1), the microcomputer furthermore recognizes that there is no longer a drop in the output voltage of the battery and can therefore signal, on the basis of an output on the display 7, that only brief voltage drops are present Battery present, but that there is no defect in the detection and evaluation of the battery voltage.
Die Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für den in der Figur 1 gezeigten Transientendetektor 8. Dieser weist ebenso wie der in der Figur 2 dargestellte Transientendetektor einen Schwellwertschalter 9 und eine an dessen Ausgang angeschlossene Folgeschaltung 12 auf. Diese Folgeschaltung besteht lediglich aus einem R/S-Flip- Flop 13, dessen Setzeingang S mit dem Ausgang des Schwellwertschalters 9 verbunden ist. Der Rücksetzeingang Res des Flip-Flops 13 ist mit dem Ausgang 4c des Mikrocomputers 4 verbunden, an welchem der Mikrocomputer ein Rücksetzsignal für das Flip-Flop 13 bereitstellt. Der Ausgang a des Flip-Flops 13 ist mit dem zweiten Eingang 4b des Mikrocomputers 4 verbunden.FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG. 1. Like the transient detector shown in FIG. 2, this has a threshold value switch 9 and a sequential circuit 12 connected to its output. This sequential circuit consists only of an R / S flip-flop 13 whose set input S is connected to the output of the threshold value switch 9. The reset input Res of the flip-flop 13 is connected to the output 4c of the microcomputer 4, at which the microcomputer provides a reset signal for the flip-flop 13. Of the Output a of the flip-flop 13 is connected to the second input 4b of the microcomputer 4.
Unterschreitet die Batteriespannung UBatt die Referenz- Spannung URef, dann wird diese Information über den Ausgang des Schwellwertschalters 9 in negierter Form an den Setzeingang S des Flip-Flops übermittelt. Durch ein Abtasten des am Ausgang a des Flip-Flops vorliegenden Signals kann der Mikrocomputer 4 erkennen, dass zwischen den Abtastzeitpunkten die Ausgangsspannung der Batterie stets größer ist als die Referenzspannung. Unterschreitet die Batteriespannung UBatt die Referenzspannung erneut, dann erfolgt ein Rücksetzen des Flip-Flops über den Ausgang 4c des Mikrocomputers, so dass das Flip-Flop für den nächs- ten Abtastzeitraum erneut aktiviert wird. Durch die genannten Abtastung der am Ausgang a des Flip-Flops bereitgestellten Signale erkennt der Mikrocomputer 4 ein Vorliegen kurzzeitiger Spannungseinbrüche der Ausgangsspannung der Batterie, insbesondere kurzzeitiger Spannungs- einbrüche mit vorgegebener Wiederholfrequenz, und kann dies auf dem Display 7 signalisieren und bei Bedarf auch weitere Maßnahmen in die Wege leiten.If the battery voltage UBatt falls below the reference voltage URef, then this information is transmitted via the output of the threshold switch 9 in a negated form to the set input S of the flip-flop. By sampling the signal present at the output a of the flip-flop, the microcomputer 4 can recognize that between the sampling instants, the output voltage of the battery is always greater than the reference voltage. If the battery voltage UBatt again falls below the reference voltage, the flip-flop is reset via the output 4c of the microcomputer, so that the flip-flop is reactivated for the next sampling period. As a result of said sampling of the signals provided at the output a of the flip-flop, the microcomputer 4 recognizes the presence of short-term voltage dips in the output voltage of the battery, in particular short-term voltage drops with a predetermined repetition frequency, and can signal this on the display 7 and, if necessary, further measures to launch.
Die Figur 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für den in der Figur 1 gezeigten Transientendetektor 8. Dieser unterscheidet sich von dem in der Figur 3 dargestellten Transientendetektor dadurch, dass zwischen dem Ausgang des Schwellwertschalters 9 und dem Setzeingang S des Flip-Flops 13 ein Filter 14 vorgesehen ist. Dieses weist eine Reihenschaltung eines Ohmschen Widerstandes R und eines Kondensators C auf, wobei ein Anschluss des Ohmschen Widerstandes R mit dem Ausgang des Schwellwertschalters 9 und der vom Ohmschen Widerstand R abgelegene Anschluss des Kondensators C mit Masse verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen dem Ohmschen Widerstand R und dem Kondensator C ist über einen Schmitt-Trigger 15 mit dem Setzeingang des Flip-Flops 13 verbunden. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass lediglich ein Vorliegen von Unterspannungen vorgegebener Länge an den Setzeingang S des Flip-Flops signalisiert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel tastet der Mikrocom- puter das am Ausgang a des Flip-Flops vorliegende Signal ab, um festzustellen, ob kurzzeitige Spannungseinbrüche der vorgegebenen Länge vorliegen. Ist dies der Fall, dann wird dies auf dem Display 7 signalisiert. Des Weiteren kann der Mikrocomputer in diesem Fall ggf. notwendige Maßnahmen in die Wege leiten, um eventuelle Folgefehler, die in aus der Batteriespannung abgeleiteten Sekundärspannungen auftreten, zu kompensieren.FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of the transient detector 8 shown in FIG. 1. This differs from the transient detector shown in FIG. 3 in that a filter 14 is provided between the output of the threshold switch 9 and the set input S of the flip-flop 13 is. This comprises a series connection of an ohmic resistor R and a capacitor C, wherein a terminal of the ohmic resistor R is connected to the output of the threshold switch 9 and the terminal of the capacitor C remote from the ohmic resistor R to ground. The connection point between the ohmic resistor R and the capacitor C is connected via a Schmitt trigger 15 to the set input of the flip-flop 13. The advantage of this embodiment is that only the presence of undervoltage of predetermined length is signaled to the set input S of the flip-flop. In this embodiment, the microcomputer scans the signal present at the output a of the flip-flop to determine whether there are short-term voltage dips of the predetermined length. If this is the case, then this is signaled on the display 7. Furthermore, in this case, the microcomputer can possibly initiate necessary measures in order to compensate for possible consequential errors which occur in secondary voltages derived from the battery voltage.
Das Filter 14 kann alternativ zu dem in der Figur 4 ge- zeigten Ausführungsbeispiel auch in Form eines digitalen Filters realisiert sein.As an alternative to the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the filter 14 can also be realized in the form of a digital filter.
Die Erfindung ist in vorteilhafter Weise im Zusammenhang mit Spannungsversorgungs-Asics verwendbar. Beim Stand der Technik werden derartige Asics als Defekt angesehen und ausgetauscht, wenn aus der Batteriespannung abgeleitete Sekundärspannungen fehlerhaft waren, obwohl kein Fehler bezüglich der Batteriespannung detektiert werden konnte. Gemäß der Erfindung wird erkannt, dass der Spannungsver- sorgungs-Asic keinen Defekt aufweist, so dass dessen Austausch nicht notwendig ist. Die Fehler in den Sekundärspannungen müssen auf andere Art und Weise kompensiert werden. Diese Kompensation wird in die Wege geleitet, wenn der Mikrocomputer 4 anhand der Ausgangssignale des Transientendetektors 8 ein Vorliegen kurzzeitiger Spannungseinbrüche der Batterie detektiert hat. The invention is advantageously usable in the context of power supply Asics. In the prior art, such Asics are considered to be defective and replaced when secondary voltages derived from the battery voltage were faulty, although no battery voltage error could be detected. According to the invention, it is recognized that the power supply Asic has no defect, so that its replacement is not necessary. The errors in the secondary voltages must be compensated in other ways. This compensation is initiated when the microcomputer 4 has detected on the basis of the output signals of the transient detector 8 a presence of brief voltage dips of the battery.

Claims

21.02.2008 E/hROBERT BOSCH GMBH, 70442 StuttgartPatentansprüche 21.02.2008 E / HROBERT BOSCH GMBH, 70442 StuttgartPatent claims
1. Vorrichtung zur Erfassung der Ausgangsspannung einer Batterie, mit einem Mikrocomputer, der einen ersten Eingang aufweist, welcher direkt oder über einen Messver- stärker mit dem Pluspol der Batterie verbunden ist , dadurch gekennzeichnet , dass sie einen Tran- sientendetektor (8) aufweist, dessen erster Eingang (8a) mit dem Pluspol der Batterie (1) und dessen Ausgang (8d) mit einem zweiten Eingang (4b) des Mikrocomputers (4) verbunden ist.1. A device for detecting the output voltage of a battery, comprising a microcomputer having a first input which is connected directly or via a measuring amplifier to the positive pole of the battery, characterized in that it comprises a transient detector (8), whose first input (8a) is connected to the positive pole of the battery (1) and whose output (8d) is connected to a second input (4b) of the microcomputer (4).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Transientendetektor (8) einen Schwellwertschalter (9) aufweist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the transient detector (8) has a threshold value switch (9).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Schwellwertschalter (9) einen ersten Eingang (9a), der mit dem Pluspol der Batterie (1) verbunden ist, und einen zweiten Eingang (9b), über wel- chen ihm eine Referenzspannung (URef) zuführbar ist, aufweist .3. A device according to claim 2, characterized in that the threshold value switch (9) has a first input (9a) which is connected to the positive terminal of the battery (1), and a second input (9b), via which it has a reference voltage (URef) can be supplied has.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Transientendetektor (8) einen Zähler (10) enthält, welcher einen Zähleingang (T), einen Enable-Eingang (En) und einen Reset-Anschluss (Res) aufweist, der Ausgang des Schwellwertschalters (9) mit dem Enable-Eingang (En) des Zählers (10) verbunden ist, der Zähleingang (T) über ein Verknüpfungsglied (11) mit einem Taktgeber (12) verbunden ist, ein erster Ausgang (a) des Zählers (10) mit dem Mikrocomputer (4) verbunden ist und ein zweiter Ausgang (b) des Zählers (10) mit einem Eingang des Verknüpfungsgliedes (11) verbunden ist. 4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the transient detector (8) includes a counter (10) having a counting input (T), an enable input (En) and a reset terminal (Res), the Output of the threshold switch (9) to the enable input (En) of the counter (10) is connected to the counting input (T) via a gate (11) connected to a clock (12), a first output (a) of the counter (10) is connected to the microcomputer (4) and a second output (b) of the counter (10) is connected to an input of the logic element (11).
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Transientendetektor (8) ein Flip-Flop (13) aufweist, dessen Setzeingang (S) mit dem Ausgang des Schwellwertschalters (9) verbunden ist, des- sen Ausgang (a) mit dem Mikrocomputer (4) verbunden ist und dessen Rücksetzanschluss (Res) ebenfalls mit dem Mikrocomputer (4) verbunden ist.5. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the transient detector (8) has a flip-flop (13) whose set input (S) is connected to the output of the threshold switch (9), whose output (a) is connected to the microcomputer (4) and whose reset terminal (Res) is also connected to the microcomputer (4).
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge- kennzeichnet , dass der Transientendetektor (8) ein6. Apparatus according to claim 2 or 3, character- ized in that the transient detector (8) a
Flip-Flop (13) aufweist, dessen Setzeingang (S) über ein Filter (14) mit dem Ausgang des Schwellwertschalters (9) verbunden ist, dessen Ausgang (a) mit dem Mikrocomputer (4) verbunden ist und dessen Rücksetzanschluss (Res) ebenfalls mit dem Mikrocomputer (4) verbunden ist.Flip-flop (13) whose set input (S) via a filter (14) to the output of the threshold switch (9) is connected, whose output (a) is connected to the microcomputer (4) and whose reset terminal (Res) also is connected to the microcomputer (4).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass das Filter (14) eine Reihenschaltung eines Ohmschen Widerstandes (R) und eines Kondensators (C) enthält, der vom Ohmschen Widerstand (R) abgelegene Anschluss des Kondensators (C) mit Masse verbunden ist und der Verbindungspunkt zwischen dem Ohmschen Widerstand (R) und dem Kondensator (C) über einen Schmitt-Trigger (15) mit dem Setzeingang (S) des Flip-Flops (13) verbun- den ist.7. The device according to claim 6, characterized in that the filter (14) includes a series circuit of an ohmic resistor (R) and a capacitor (C), the isolated from the ohmic resistor (R) terminal of the capacitor (C) is connected to ground and the connection point between the ohmic resistor (R) and the capacitor (C) is connected via a Schmitt trigger (15) to the set input (S) of the flip-flop (13).
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a du r ch ge ke n n z e i ch n e t , dass das Filter (14) ein digitales Filter ist . 8. Device according to claim 6, characterized in that the filter (14) is a digital filter.
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