Verhaltensmodellierung der Störaussendung eines realen Kfz-Steuergerätes

Konferenz: EMV 2006 - Internationale Fachmesse und Kongress für Elektromagnetische Verträglichkeit
07.03.2006 - 09.03.2006 in Düsseldorf, Germany

Tagungsband: EMV 2006

Seiten: 8Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Neibig, Uwe (Robert Bosch GmbH, Stuttgart, GS/ETC1)

Inhalt:
In der Automobilindustrie ist zur Beherrschung der ständig steigenden EMV-Anforderungen eine enge Zusammenarbeit zwischen Kfz-Hersteller und -Zulieferer zweckmäßig. Daher wurde 1998 die Arbeitsgemeinschaft ”EMV-Simulation im Kfz” im Arbeitskreis 23 der Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT) gegründet. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, zukünftig EMV-Simulationen auf Fahrzeug-Ebene durchführen zu können, noch bevor ein Prototyp des Fahrzeuges existiert, um so frühzeitig im Entwicklungsprozess auftretende EMV-Probleme erkennen und damit beheben zu können. Dazu sind Modelle des Kfz-Herstellers für Karosserie und Kabelbaum sowie Modelle der Komponenten (el. Steuergeräte, Sensoren, Aktuatoren usw.), die der Zulieferer zur Verfügung stellen sollte, erforderlich. Im ersten Schritt soll ein Modell für die Störaussendung eines el. Steuergerätes erstellt werden. Das Modellierungskonzept geht vom Steckverbinder des Steuergerätes als Schnittstelle aus und stützt sich ausschließlich auf die an den Anschlüssen dieses Steckverbinders anliegenden Spannungen und Ströme. Damit ist sichergestellt, dass der Zulieferer den internen Aufbau seines Steuergerätes nicht preisgeben muss. Zu den Steuergeräte-Anschlüssen mit hohem Störpotenzial gehören getaktete Leistungsendstufen, die in kurzer Zeit große Ströme schalten. Die zugehörigen Schaltkreise stellen aktive, nichtlineare Bauelemente dar. Diese lassen sich beispielsweise nach dem IBIS-Standard (Input/Output Buffer Information Specification) nachbilden, der bei integrierten Digitalschaltungen weit verbreitet ist. An einem Demonstrator, der auf einer eigens dafür entworfenen Leiterplatte einen CAN-Treiber und eine Leistungsendstufe enthält, konnte gezeigt werden, dass sich das Verfahren grundsätzlich zur Berechnung der Spannungen und Str öme am Steckverbinder eignet. Hier soll die Eignung des Modellierungskonzeptes am Beispiel eines realen Motor-Steuergerätes überprüft werden. Dazu wurde ein Leistungsendstufen-Schaltkreis ausgewählt, der die Einspritzventile ansteuert. Für diesen Schaltkreis steht ein SPICE-Transistormodell zur Verfügung, aus dem ein Verhaltensmodell nach IBIS erzeugt wurde. Ergänzt um die zugehörigen Modelle von Layout und Steckverbinder des Steuergerätes ergibt sich ein Gesamt-Verhaltensmodell, mit dem sich der dynamische Spannungsverlauf an einer Last berechnen lässt. Die Rechenergebnisse werden den Messungen gegenübergestellt und bewertet.