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Automotive-Tests

Steuergeräte realitätsnah testen

29. April 2020, 10:41 Uhr   |  Helmut Rohrer und Siegfried W. Best

Steuergeräte realitätsnah testen
© Chaiyuth/Adobe Stock

Kfz-Steuergeräte müssen nach der Fertigung einem strengen Prüfprozess unterzogen werden - hierfür kommen unter anderem spezielle linear geregelte 4-Quadranten-Leistungsverstärker zum Einsatz.

Die in den Automobilen eingesetzten Steuergeräte müssen ausgewählten Tests unterzogen werden, etwa um Zuverlässigkeitsaussagen über die gesamte Lebensdauer beim Einsatz im Kfz treffen zu können. Um die Testvorschriften effizient umzusetzen, bedarf es entsprechender Bordnetzsimulatoren.

Für Automotive-Tests gibt es unterschiedliche Vorschriften, zum Beispiel die Vorschrift LV124 für 12-V-Bordnetze und die Vorschrift LV148 für 48-V-Bordnetze. Beide werden international angewendet. Die vorgegebenen Testsignale, überwiegend nichtperiodische, arbiträre Kurven, werden von arbiträren Funktionsgeneratoren generiert und über Leistungsverstärker verstärkt. Darüber hinaus bleibt es jedem Hersteller beziehungsweise Herstellerkonsortium überlassen, zusätzliche Anforderungen festzulegen und für sich anzuwenden.

Um die Testvorschriften umzusetzen, sind entsprechende Bordnetzsimulatoren nötig, die sowohl die entsprechende Leistung als auch die nötige Dynamik für die zu testenden ECUs liefern. Alternativlos für diese Anforderungen sind neben dem passenden arbiträren Funktionsgenerator linear geregelte 4-Quadranten-Leistungsverstärker mit Leistungsbandbreiten von DC 400 kHz -3db und Kleinsignalbandbreiten von über 1 MHz. Diese Leistungsverstärker werden von einem arbiträren Funktionsgenerator angesteuert. Bild 1 zeigt ein Ergebnis einer Kfz-typischen Prüfung nach den entsprechenden Testvorschriften.

Rohrer
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Bild 1: Verhalten der ECU bezüglich Schaltverhalten und Störimpulsen.

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Bild 2: Dreieck-/logarithmische Wobbelkurve 15 Hz bis >200 kHz.

Normkurven müssen eingehalten werden

In den genannten Testvorschriften sind Normkurven für das Ausgangsignal des Leistungsverstärkers angegeben, deren Einhaltung nachzuweisen ist. Dies ist allerdings nicht immer eindeutig, da die Hersteller der Leistungsverstärker dazu neigen, den Verstärkerausgang als Messort zu definieren, der Prüfer der ECU es aber ganz anders sieht: Er will das definierte Prüfsignal am Anschlusspunkt der ECU sehen.

Für Hersteller von Leistungsverstärkern, wie zum Beispiel das Unternehmen Rohrer aus München, ist klar, dass der Anschlusspunkt der ECU der richtige Messort ist, an dem das geforderte Testsignal stabil stehen muss, auch bei Belastungsänderung der ECU. Diese Anforderung wird durch eine Fühlerleitung zwischen Anschlusspunkt und einem Fühlerleitungsanschluss beim Leistungsverstärker sichergestellt. Dies gilt auch für die wichtigsten Neuerungen der Testvorschriften, die Punkte E-06 sowie E48-05. Bei diesen handelt es sich um die Oberwellen des vom Verstärker gelieferten Testsignals im Bereich 6 Vss bis über 200 kHz, die auf die Grundkurve aufgeprägt werden. Die Frequenz des Testsignals erstreckt sich von 15 Hz bis 200 kHz. Sie wird dreieck-logarithmisch gewobbelt aufgeprägt und soll möglichst allen Messungen überlagert werden (Bild 2). Eine besondere Herausforderung ist dabei die Genauigkeit von ±2 Prozent.

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1. Steuergeräte realitätsnah testen
2. Merkmale des Leistungsverstärkers

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