[发明专利]用于检查第一电压值的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及如权利要求1和11前序部分所述的用于检查第一电压值的一种方法和一种装置。

背景技术

下面基本上涉及机动车制造，但是该方法不限于此应用。

现代在电气或者说电子元件或者一般电路(例如发动机控制器)内部越来越多地使用了微控器(μC)，它们具有模拟-数字-转换器(ADC)，通常多通道的ADC具有5V的参考电压。这些ADC为此设置，即在机动车(Kfz)中例如由传感器接收模拟电压并且将模拟电压转换成之后要进一步处理的数字信号。

因此传感器通常设计成用于5V的供电电压。这样模拟的输出或者说传感器信号包含例如0.5～4.5V的有效测量范围。如果由ADC测量的电压处于下部范围，例如低于0.25V，或者处于上部范围，例如高于4.75V，那么这表示它有故障(空转，短路，接地中断等等)。

同时越来越多地使用了集成电路，例如所述的微控器，它们需要仅3.3V的供电电压。对于汽车工业例如可以举出Infineon的微控器TriCore TC1766。结果对内部的ADC只有3.3V的参考电压可用，也就是说，转换只能够在从0V至3.3V的范围内允许进行。

已经证明，如果传感器供电电压同样转换到3.3V，这种改变关于无源的传感装置(例如NTC，油门踏板电位计等等)的诊断功能不带来功能限制。但是此外还应用了模拟的有源传感器(例如压力传感器)。这些传感器的参考电压和供电电压是受生产限制的。有源的3.3V传感器只由少数生产商以高的价格提供。因此不希望使用这种传感器。

已知有解决方案使有源的5V传感器在3.3V-ADC上工作。DE 10050 962 A1示出了一种方法，在该方法中使用了5个参考信号，以尽可能精确地确定第一信号。该方法需要复杂并且昂贵的电路技术结构。

在DE 102 32 361 A1中描述了一种用于获取信号电压的方法，在该方法中通过信号电势的周期性测量以及接着将信号电势和供电电势分别与地电势进行比较确定信号电压。该方法的实施需要很多单个的方法步骤。

原则上存在例如输出信号通过精密分压器与3.3V-ADC的测量范围匹配的可能性。测量值获取的精度在很多情况下是足够的。不过由于精密分压器的应用，传感器按照OBD-II标准的完全的诊断功能不再提供了。在一般情况下有源传感器为了传输传感器接地中断的信号具有一个内部的上拉电阻，其功能另外借助图1a说明。

在传感器接地中断的情况下，在传感器的输出端上提供基本上5V的传感器信号，它是不可信的电压值。连接在传感器上的具有内部5V-ADC的μC可以识别出这个故障并且通过软件进行分析。不过如果传感器通过分压器连接在具有内部3.3V-ADC的μC上，那么在传感器接地中断时，通过传感器的内部上拉电阻以及通过分压器的电阻在ADC-输入端上出现一个电压，它处于可信的信号范围内并因此不能由软件分析。该故障未被识别并且不能够进行诊断。

在现有技术中为了避开这些问题使用了附加的5V-ADC，例如CY100，它通过数字接口例如SPI-总线与μC连接。这种解决方案的缺点特别在于5V-ADC-组件的附加成本。此外大多不使用多通道ADC-组件的所有通道，这也是附加的资源浪费。在机动车制造中，CY100在发动机控制器中的应用受限制，由于SPI-总线(约1ms扫描器)制约了ADC-值的读取速度，这样该组件不能应用于对安全紧要的功能(例如轨道压力)。该组件还附加加重了SPI-资源的负担。

发明内容

因此提出这个问题，提供一种方法和装置，以改善具有输出电压的元件在具有与输出电压不同的输入电压的元件上的工作。

根据本发明建议一种具有权利要求1特征的方法以及一种具有权利要求11特征的装置。有利的设计方案分别由从属权利要求和下面的说明给出。

对于根据本发明的用于检查处于信号电压范围内的、可由电子元件输出的、可由具有小于信号电压范围的输入电压范围的测量装置检测的信号电压的第一电压值的方法，其中分压器将信号电压范围转换到输入电压范围，在该方法中首先由测量装置测量出第一电压值，具有电阻的元件与分压器至少局部并联连接，并接着由测量装置测量出第二电压值。可以由第一和第二电压值的比较推断出检查结果。

如果第一和第二电压值至少相差一个预先确定的阈值，则有利地识别出电子元件的故障。