Elektrische Schaltkreise in Kraftfahrzeugen 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. Das Modellierungskonzept in Anlehnung an den IBIS-Standard wird an einem Leistungsendstufen-Baustein eines elektrischen Steuergerätes für Benzinmotoren erprobt. Für diesen Schaltkreis steht ein SPICE-Transistormodell zur Verfügung, aus dem ein Verhaltensmodell nach IBIS erzeugt wird. Die Ausgangsspannung für verschiedene Lasten wird an dem Transistormodell und an dem Verhaltensmodell berechnet sowie an einem Muster-Steuergerät gemessen. Die Rechenergebnisse aus beiden Modellen sind für eine Last von 10 Ohm, mit der auch der IBIS-Datensatz ermittelt wurde, praktisch identisch; die geringfügigen Abweichungen zum Messergebnis sind auf Mängel des Transistormodells zurück zu führen. Bei Abweichung von dieser Last um den Faktor 2, also bei Lastwiderständen von 5 und 20 Ohm, stimmen Messung und Transistormodell weiterhin gut überein, während das Verhaltensmodell bereits Abweichungen zeigt, die jedoch noch tolerierbar sind. Bei einer realen Last, die aus einer Leitung und einem Einspritzventil besteht und über einen weiten Frequenzbereich erheblich von der 10 Ohm-Last abweicht, sind die Abweichungen zwischen Verhaltensmodell und Messung nicht mehr akzeptabel, während das Transistormodell noch brauchbar mit der Messung übereinstimmt. Diese Lastabhängigkeit ist ein prinzipbedingter Nachteil der Verhaltensmodellierung nach IBIS. Sie ließe sich umgehen, wenn der IBIS-Datensatz genau mit der Last ermittelt würde, mit der später das Verhaltensmodell betrieben wird. Dieses Vorgehen ist aus zwei Gründen unpraktikabel: Zum einen resultiert daraus ein erheblicher Aufwand, für jede Last ein eigenes Verhaltensmodell zu erzeugen und zum anderen, dass die frequenzabhängige Impedanz vieler Lasten bei der Erstellung des Steuergeräte-Verhaltensmodells noch gar nicht bekannt sein dürfte. Weiterhin lassen sich mit dem Modellierungskonzept in der vorgestellten Form Störungen im UKW-Frequenzbereich und darüber nur schwer erfassen. Bei diesen Störungen handelt es sich meist nicht um Spektralanteile von Nutzsignalen auf Steckeranschlüssen bezogen auf die Schaltungsmasse, sondern erfahrungsgemäß um sogenannte Gleichtaktstörungen, die z.B. vom Versorgungsspannungssystem ausgehen. Für diese Art von Störspannungen ist IBIS nicht ausgelegt. Es bleibt zu untersuchen, ob nicht eine andere Art der Verhaltensmodellierung diesen wichtigen Störeffekt nachbilden kann.
Verhaltensmodellierung der Störaussendung eines realen Kfz-Steuergerätes
2006
8 Seiten, 8 Bilder, 5 Quellen
Conference paper
German
Analyse der Störaussendung eines Kfz-Steuergerätes im UHF-Bereich
VDE-Verlag | 2005
|Analyse der Störaussendung eines Kfz-Steuergerätes im UHF-Bereich
Tema Archive | 2005
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