CN104854823B - 用于电流控制总线的控制设备 - Google Patents
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Abstract
一种电子控制设备包括用于与电流控制总线连接的总线连接端、用于采样流经所述总线连接端的电流以便检测可与所述总线线路连接的传感器的数字消息的分析处理装置以及用于产生经过所述总线连接端的预先确定的电流脉冲以便将所述传感器置于预先确定的同步状态中的电流控制装置。在此，所述电流控制装置设置用于如此控制经过所述总线连接端的电流，使得所述电流相应于经过所述传感器的运行电流。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于与电流控制总线连接的电子控制设备。本发明尤其涉及一种控制设备和一种用于检查该控制设备的方法。
背景技术
控制系统包括一个电子控制设备和多个传感器，所述多个传感器借助电流控制总线相互连接。控制系统尤其可以安装在机动车车载上，并且传感器可以接收参数，所述参数通过控制设备传递或处理以运行机动车。所述控制设备通过电流控制总线的总线线路提供预先确定的静态电流，并且传感器中的一个如此改变所述电流，使得在传感器和控制设备之间能够实现数据的数字传输。已知的电流控制总线例如包括PAS4和PSI5。
高电流例如可以相应于数字1而低电流相应于数字0，或者相反。所述控制设备采样电流并且将其转换成传感器的数字消息。在预先确定的时间间隔中，在总线上产生同步脉冲。为此，控制设备可以包括分离的电流控制装置，其提供同步电流。同步电流可以超过电流控制总线的运行电流。如果多个传感器与总线连接，则可以借助同步脉冲实现用于数据传输的传感器的选择。此外，借助控制设备可以实现传感器的时间同步，以便使数据传输更容易。没有分离的时钟线路也能应付的这种运行也称作非同步。
尽管在任何时刻传感器中的仅仅一个调制流经总线线路的电流，但所述电流也可能受其他传感器影响，例如通过其静态电流接收。此外，流动的电流可能通过外部影响变化，例如通过电磁辐射、热效应或与控制设备或传感器中的一个连接的电压供给的电压波动。为了确保或校准控制设备的正确功能，通常在安装在控制系统中之前将控制设备与总线以及一个或多个传感器连接并且模拟不同的影响。在此，总线和传感器可以包括真实部件或真实部件的模拟。
控制设备在所描述的结构上的检查或者校准是开销较大的并且耗时的。尤其当必须单独校准或者检查每一个控制设备时，可能增大电子控制设备或者控制系统的生产成本。本发明的任务是，提供用于检查控制设备的简化的测试结构和测试方法，其允许控制设备的更容易的且成本更低的检查。本发明借助具有独立权利要求的特征的控制设备和方法来解决所述任务。附加地，说明一种用于解决所述任务的计算机程序产品。
发明内容
根据本发明的电子控制设备包括用于与电流控制总线的总线线路连接的总线连接端、用于采样流经总线连接端的电流以便检测可与总线线路连接的传感器的数字消息的分析处理装置和用于产生经过总线连接端的预先确定的电流脉冲以便将传感器置于预先确定的同步状态中的电流控制装置。在此，电流控制装置设置用于如此控制经过总线连接端的电流，使得所述电流相应于经过传感器的运行电流。
用于产生同步脉冲的电流控制装置可以通过这种方式用于在电方面模拟总线和传感器。由此能够实现，在没有外部测试结构的情况下，必要时甚至在已安装的状态中检查控制设备(Built In Self Test，BIST：内置自测试)。为了实现这种行为方式，可使用通常的控制设备，使得不需要附加的内部电路。可以不改变硅芯片上的控制设备所需要的面积。
电流控制装置可以用于调节可以在总线的运行中得到的不同电流。因此，可以简化并且可借助更少的模块实施控制设备的检查或者校准。此外，检查或者校准可以要求更少的时间。因此，能够以降低的开销并且因此以降低的成本制造电子控制设备。
在一种实施方式中，运行电流分配给经过传感器的静态电流。在另一种实施方式中，运行电流分配给经过传感器的发送电流。静态电流和发送电流可以代表两个不同的二进制值，它们用于传感器和控制设备之间的信息传输。例如，静态电流可以相应于二进制0而发送电流相应于二进制1，或者相反。可以检查分析处理装置可以将由电流控制装置调节的电流识别为静态电流还是发送电流。也可以检查静态电流和发送电流的由电流控制装置在总线连接端上引起的预先确定的时间顺序在分析处理装置侧是否导致正确数字数据报文的检测。
分析处理装置包括用于提供流经总线连接端的电流的电流源，并且所述电流控制装置可以设置用于改变所提供的电流，以便模拟传感器。
分析处理装置通常包括电流源，其在借助电流控制装置产生同步脉冲期间不运行。通过电流源和电流控制装置的同时运行可以实现现实的测试，所述测试包括分析处理装置连同电流源。因此，分析处理装置的检查结果可以是更准确的或者更现实的。
在一种实施方式中，电流控制装置设置用于使经过总线连接端的电流以相应于传感器通过总线线路的传输速率的频率变化。换言之，电流控制装置可以设置用于比仅仅对于同步脉冲的产生所需要的更快地影响经过总线连接端的电流。通过提供足够快的电流控制，能够模拟从传感器到控制装置以完全传输速度的数据传输。因此，可以在相应于控制设备的运行中的那些条件的条件下进行控制设备的检查。优选地，电流控制设备也设置用于控制足够大的电流，以便现实地模拟通过传感器的电流影响。
在一种实施方式中，可模拟地控制电流控制装置，并且电流控制装置包括数字/模拟转换器。通过电流控制装置的模拟的可控制性，可以准确地模拟借助总线线路与总线连接端连接的传感器的行为。通过数字/模拟转换器能够实现控制设备通过数字处理装置的检查，所述数字处理装置可以由控制设备包括。
在一种优选的实施方式中，电流控制装置包括电流源和电流沉。电流源可以设置用于提供同步脉冲，而电流沉可以准备用于足够快地结束同步脉冲。电流控制装置的分离元件能够以改善的方式设置用于模拟经过传感器的运行电流。
根据本发明的用于检查所描述的控制设备的方法包括：借助电流控制装置如此控制经过总线连接端的电流使得所述电流相应于经过可与总线连接端连接的传感器的运行电流的步骤，借助分析处理装置采样流经总线连接端的电流的步骤以及确定分析处理装置是否正确采样了电流的步骤。
所述方法可以在控制设备上简单地实现。在一种实施方式中，控制设备可以包括可编程的功能块，其在本方法的范畴内如此配置，使得所述控制设备相应于以上所描述的控制设备。因此能够实现通过简单的方式基于已知的控制设备提供根据本发明的控制设备。
计算机程序产品包括程序代码模块，其用于当所述计算机程序产品在可编程的控制装置上运行或存储在计算机可读的数据载体上时实施所描述的方法。
附图说明
现在参考附图更详细地描述本发明，附图示出：
图1：电子控制系统；
图2：用于检查图1的控制设备的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出具有电子控制设备105的控制系统100，优选用于在机动车的车载上使用。控制系统100除控制设备105以外包括一个或多个传感器110和一个电流控制总线115，所述电流控制总线将传感器110与控制设备105连接。电流控制总线115包括总线线路120和在图1中通过相应的接地符号表明的另一线路。传感器110的布置是示例性并行的；然而在另一实施方式中，传感器110也可以与总线115串联。在一种实施方式中，限制传感器110的数量，例如限制为4个。然而，始终也可以使用更少的传感器110。在另一实施方式中，也可以使用多于4个传感器110。
传感器110例如可以设置用于接收温度、开关位置或压力。
控制设备105包括用于与总线线路120连接的总线连接端125、可选择的开关130、电流控制装置135、另一开关140和分析处理装置145。开关130可以设置用于使总线连接端125与控制设备的外部接口128电分离。如果没有设置开关130，则总线连接端125相应于所述接口128。此外，在所示出的实施方式中设置处理装置150和数字/模拟转换器155。电流控制装置135由电流源160和电流沉165构成。为了更好的理解，还示出用于电流控制装置135的第一电压供给170和用于分析处理装置145的第二电压供给175。
在正常的通信运行中，开关130是闭合的，在所述正常的通信运行中控制设备105通过总线115与传感器通信。为了能够实现控制设备105与传感器110的通信，首先借助电流控制装置135在总线115上产生预先确定的电流脉冲。象征性的开关140说明在此分析处理装置145与电流控制装置135是分离的或者所述分析处理装置是停用的。在本实施方式中，为了产生同步脉冲，首先在电流沉165停用期间控制电流源160来影响总线连接端上的或者经过总线线路120的预先确定的电流。在预先确定的相应于同步脉冲的长度的时间期满之后停用电流源160并且激活电流沉165，以便引起流经总线连接端125或者总线线路120的电流的预定义的消除。然后，不仅停用电流源160而且停用电流沉165。
闭合开关140或者使分析处理装置145运行。分析处理装置145通常包括自身的电流源，所述自身的电流源引起经过总线连接端165或者总线线路120的例如4至65mA范围中的预定义的电流。
通过同步脉冲使传感器110转变到预定义的状态中。在直至下一个同步脉冲的时间段中(例如500ms)，传感器110具有将数据传输给控制设备105的机会。在此，传感器110的传输顺序是预定义的。如果传感器110中的一个确定对于其预先确定的时间窗在同步脉冲之间到达，则所述传感器通过其改变其内阻来改变流经总线线路120的电流。为此，传感器110可以包括自身的用于电流控制的装置、例如恒流源或恒流沉。
传感器110通常设置用于使流过总线线路120的电流或者不受影响或者变化到预先确定的值上。在另一实施方式中，传感器110也可以设置用于将电流调节到两个不同的值上。在两种情形中，得到通常分配给两个不同的二进制符号、例如0和1的两个不同的电流值。因此，流经总线线路120的电流的时间顺序相应于在电流中编码的、代表数字消息的脉冲报文或数据报文。分析处理装置145采样电流或者其时间变化并且因此可以接收数据报文。
代表两个二进制符号的静态电流和发送电流可能在其绝对值方面变化并且例如可以在控制设备105的或传感器110的运行电压方面是定义的。为了测试分析处理装置145是否能够在不同条件下——即在用于静态电流和发送电流的不同绝对值的情况下接收数据报文，通常需要构造或者模拟总线115和至少一个传感器110并且将其与总线连接端125连接。与此相反提出，借助控制设备105的车载模块确定分析处理装置145相对于经过总线连接端145的不同电流的行为。
如果总线115与控制设备105连接，则借助开关130使所述总线与总线连接端125分离可以是有利的。闭合开关140或者使分析处理装置145运行。由此，分析处理装置145内的电流源也与总线连接端125连接。现在，控制所述电流控制装置135使流经总线连接端125的电流如此变化，使得静态电流、发送电流或静态电流和发送电流之间的时间顺序如同借助总线115与控制设备105连接的一个或多个传感器110表现得那样。在此，不仅可以生成静态条件——如绝对的静态电流或发送电流而且可以生成动态条件——如预先确定的以静态电流和发送电流的顺序编码的脉冲报文。
在本实施方式中，可以分别模拟地借助电压来控制电流源160和电流沉165。借助数字/模拟转换器155提供相应的控制电压，所述控制电压以适当的方式控制电流源160和电流沉165。在此，电流源160或电流沉165通常排他地激活，以便避免第一电压供给170和接地之间的不需要的电流。
通过处理装置150可控制数字/模拟转换器155。在所示出的实施方式中，处理装置150也与分析处理装置145连接，以便能够检查由分析处理装置145如何评估了借助电流控制装置135生成的测试条件。
图2示出用于检查图1中的控制设备105的方法的流程图。在可选择的第一步骤205中，如果总线与接口128连接，则使总线115与总线连接端125电分离。为此，使用开关130。此外，闭合开关140或者使分析处理装置145运行。可选择地，如果同步脉冲由分析处理装置145分析处理，则可以借助电流控制装置135触发同步脉冲。
然后在步骤210中，控制所述电流控制装置135来影响经过总线连接端125的电流，所述电流受分析处理装置145的内部电流源控制或者限制。在步骤215中可以影响静态电流，而在步骤220中可以影响经过总线连接端125的发送电流。在此，步骤215和220能够以任何顺序并且也可以多次地依次实施。
在优选并行于步骤215和220实施的步骤225中，借助分析处理装置145采样经过总线连接端125的电流。在步骤230中，将所采样的电流或者所采样的电流的序列与预先确定的电流或者预先确定的电流的序列进行比较，所述序列借助电流控制装置135引起。优选借助处理装置150实施所述步骤。
在随后的步骤235中也确定相互比较的电流是否一致。如果是这种情形，则将控制设备105确定为“无故障的”。反之，可以将控制设备105确定为“损坏的”。在一种变型方案中，替代控制设备105的功能能力，也可以确定控制设备105的功能边界，其方式是，借助分析处理装置145确定经过总线连接端125的预先确定的绝对电流的可识别性。在另一种实施方式中，也可以校准控制设备105，其方式是，根据比较结果匹配分析处理装置145的参数——例如用于确定的电流的或流经内部电流源的电流的识别阈值。
Claims (8)
1.一种电子的控制设备(105)，其包括：
总线连接端(125)，其用于与电流控制总线(115)的总线线路(120)连接；
分析处理装置(145)，其用于采样流经所述总线连接端(125)的电流，以便检测能够与所述总线线路(120)连接的传感器(110)的数字消息；
电流控制装置(135)，其用于产生经过所述总线连接端(125)的预先确定的电流脉冲，以便将所述传感器(110)置于预先确定的同步状态中，
其中，所述电流控制装置(135)设置用于如此控制经过所述总线连接端(125)的电流，使得所述电流相应于经过所述传感器(110)的运行电流，
其特征在于，
所述分析处理装置(145)包括用于提供流经所述总线连接端(125)的电流的电流源(160)，并且所述电流控制装置(135)设置用于改变所提供的电流，以便模拟所述传感器(110)。
2.根据权利要求1所述的控制设备(105)，其中，所述运行电流分配给经过所述传感器(110)的静态电流。
3.根据权利要求1或2所述的控制设备(105)，其中，所述运行电流分配给经过所述传感器(110)的发送电流。
4.根据权利要求1或2所述的控制设备(105)，其中，所述运行电流具有预先确定的时间变化。
5.根据权利要求1或2所述的控制设备(105)，其中，所述电流控制装置(135)设置用于使经过所述总线连接端(125)的电流以相应于所述传感器(110)通过所述总线线路(120)的传输速率的频率变化。
6.根据权利要求1或2所述的控制设备(105)，其中，能够模拟地控制所述电流控制装置(135)，并且所述电流控制装置包括数字/模拟转换器(155)。
7.根据权利要求1或2所述的控制设备(105)，其中，所述电流控制装置(135)包括电流源(160)和电流沉(165)。
8.一种用于检查根据以上权利要求中任一项所述的控制设备(105)的方法(200)，所述方法包括以下步骤：
借助所述电流控制装置(135)如此控制(210，215，220)经过所述总线连接端(125)的电流，使得所述电流相应于经过能够与所述总线连接端(125)连接的传感器(110)的运行电流；
借助所述分析处理装置(145)采样(225)流经所述总线连接端(125)的电流；
确定(230，235)所述分析处理装置(145)是否正确采样了所述电流。
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