CN108138946B - 对控制设备的诊断 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制设备(100),其包括:具有电联接端(115)的处理装置(105);与联接端(115)电连接的诊断电路(110);以及使联接端(115)完全电绝缘的护套(120)。在此,诊断电路(110)包括电接口(125)并且被设立为:扫描在所述联接端上的电信号并且通过接口(125)提供结果。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制设备。尤其是,本发明涉及对控制设备的诊断、例如在故障的情况下对控制设备的诊断。
背景技术
控制设备包括处理装置以及可选地还包括其他电的器件,以便能够实现对预先限定的装置的控制。例如,控制设备可以被设立成用于控制设置在机动车的动力总成中的传动机构或者机动车中的其他机械部件或电部件。传动机构大多包括多个执行器和传感器,并且控制设备被设立成用于扫描传感器并且操控执行器,以便例如控制对所挂入的挡级的变换。
尽管有严格的研发和制造规程,仍可能出现的是:控制设备进入可能妨碍传动机构运转的故障状态。故障可能在机械方面、在电方面或者由于程序故障而形成。为了防止在其他结构相同的控制设备中也出现故障,可以尝试更准确地分析故障的原因。为此,尤其是可以在控制设备上设置如下接口,经由该接口尤其是通过外部诊断设备可以读出控制设备的内部的状态、值和参数。
传动机构的示例性的控制设备被设立成与传动机构集成地来构建,也就是说,安装在传动机构的壳体上或者被壳体包围。在这种情况下,控制设备暴露于振动、温度以及可能的设置在传动机构中的润滑剂下。这种集成可以是有利的,以便例如使温度传感器或压力传感器可以直接与控制设备连接,而不必将引线引导到传动机构的壳体的外侧。为了保护控制设备以防这种苛刻的环境条件,控制设备拥有护套,这种护套例如可以被实施为喷注物料或浇注物料、尤其是塑料的喷注物料或浇注物料。在这种情况下,没有设置中断护套的通信接口。因而,在故障情况下可能需要完全剥除护套,以便建立与在控制设备的内部中的电联接端的电接触,这种电接触可以给出关于控制设备的状态的情况或者故障的原因。
发明内容
本发明的任务是提供一种控制设备,该控制设备提供经改善的诊断可能性。本发明借助于具有独立权利要求的特征的控制设备来解决该任务。从属权利要求反映了优选的实施方式。
控制设备包括:具有一个或多个电联接端的处理装置、与联接端电连接的诊断电路以及使联接端完全电绝缘的护套。在此,诊断电路包括电接口并且被设立成用于扫描在一个或多个联接端上的一个或多个电信号并且通过接口提供结果。在下文,处理装置被理解为一个或多个电子器件,该电子器件尤其包括电子计算单元和电压源,而且该电子器件被设立成接收或探测电信号和处理电信号。
诊断电路可以被用于:在处理装置譬如由于故障而不能由本身对联接端进行扫描或者不再能向外提供结果时,对联接端进行扫描。在这种情况下,处理装置的尤其是严重的故障还可以经改善地从外部诊断。例如,这种故障可能存在于处理装置的电压源或时钟发生器损坏时。
特别优选的是,诊断电路能以不依赖于处理装置的方式运转。为此,尤其优选的是,处理装置和诊断电路的供电电压和供电信号尽可能彼此分开地来设置。例如,针对处理装置或复位发生器的供电电压的稳定可以与对诊断电路的相对应的准备分开地来实现。在一个实施方式中,诊断电路的供电电压完全没有被准备。
此外还优选的是,诊断电路被设立成用于以不使处理装置在处理装置的功能方面发生改变的方式对联接端进行扫描。换句话说,对于处理装置来说,诊断电路可以完全不产生影响地运转。处理装置的输入信号和输出信号由诊断电路来扫描,但是不发生改变。由此,处理装置可以在实际上像诊断电路不存在那样工作。
在一个实施方式中,护套包括直接施布到联接端上的塑料物料。塑料物料例如可以包括环氧化物、聚合物或聚酯,而且在整个控制设备的除了塑料物料之外的其余部件例如借助于电路板或引线框架或者自由的布线来彼此连接之后,塑料物料通常被施布到整个控制设备上。塑料物料可以完全包围控制设备。通常,设置有一个或者仅仅少量的供电联接端,这些供电联接端中断护套。这些供电联接端例如用于处理装置的供电而且通常不直接与上面描述的联接端电连接。在这种情况下,在没有除去护套的情况下无法对在控制设备内部的联接端或多个联接端中的一个联接端进行扫描,由此在控制设备中找到或诊断出故障可能是特别困难的。然而,为了在多个部位上或者甚至完全剥除护套会引起高花费,其中,附加地存在由于剥除而损坏控制设备的部件的危险。在这种情况下,诊断电路可以扫描一个或多个预先确定的联接端,使得可以不需要完全或在很大程度上除去护套,更确切地说,接触诊断电路的一个接口就可能是足够的。
在一个特别优选的实施方式中,接口在控制设备正常运行时由护套包围。可以有效地防止对诊断电路的接口的访问,而且接口可以被保护以防环境影响、尤其是腐蚀的或能传导的介质。接着,接口可以有选择地裸露,以便得到对诊断信息的访问。接口通常包括比在控制设备内部中可以通过诊断电路来扫描的联接端更少数目的联接端。例如,接口可以串行地实施,为此通常需要一个至三个或四个联接端。而处理装置的可以通过诊断电路来扫描的联接端的数目原则上未受限制。
有利地,护套在接口的区域中被设立成有选择地被除去。为了只在接口或它们的联接端的区域中除去护套,接口例如可以具有大面积的电接触部,使得在除去护套的在接口的区域中的部分时提高了使接口的全部联接端至少部分裸露的概率。在另一实施方式中,接口或它们的联接端可以优选彼此靠近地处在控制设备的预先确定的部位上。接着,尽管有护套,接口在控制设备上的区域仍可以从外部足够精确地来确定,以便有选择地使联接端裸露,理想地通过剥除仅一个连着的区域来使联接端裸露。在又一其他实施方式中,在接口的区域内的护套可以拥有标记,例如色彩、印迹或结构。优选的除去护套的方式在于热剥除,例如借助于激光的热剥除。因而,控制设备的热敏器件有利地可以设置在接口或它们的联接端的区域之外。
诊断电路可以监控控制设备的不同的联接端,尤其是,在例如因为处理装置完全不再工作或者仅仅非常有限地工作使得不再能够与处理装置通信时,对这些联接端的分析是有益的。
在一个实施方式中,诊断电路包括模拟-数字转换器,以便提供经过联接端的电流的数字值或在联接端上的电压的数字值作为结果。尤其是对处理装置的能量输送可以这样轻易地通过诊断电路来监控。
在另一实施方式中,联接端包括处理装置的时钟输入端,而且诊断电路被设立成用于扫描在联接端上的时钟频率。在此,不仅对频率进行分析而且对在时钟输入端上的预先确定的电平或信号形状的维持进行分析。在该实施方式中,联接端通常与处理装置的时钟发生器连接,该时钟发生器的正确的运转可以以这种方式通过诊断电路来监控。
在又一其他实施方式中,诊断电路被设立成用于通过接口和联接端提供与处理装置的双向通信。虽然有处理装置的可能的其他通信接口,但是这样也可以访问处理装置的内部参数。例如,在处理装置上可以启动诊断程序,该诊断程序帮助更精确地检查控制设备的运转能力。在此,处理装置的预先确定的指令或程序可以从外部初始化。如果设置处理装置的另一通信接口,那么可以优选地只通过诊断电路引起确定的请求。由此,可以实现经改善地分开控制设备或处理装置的功能与诊断。
此外还优选的是,接口包括串行接口或串行总线。由此,带有少量联接端的接口就可以应付并且这样可以更轻易地进行机械接触或电接触。然而,在另一实施方式中,也可以设置其他接口、例如并行接口。
附图说明
现在,参考附图更精确地描述本发明,其中:
图1以示意图示出了示例性的控制设备;并且
图2示出了图1的控制设备的诊断电路。
具体实施方式
图1示出了示例性的控制设备100的示意图。控制设备100包括处理装置105和诊断电路110。用于处理装置105的电压源未被示出。同样未示出诊断电路110的电压源,其不依赖于处理装置105的电压源地来构造。
处理装置105的电联接端115与诊断电路110电连接。控制设备100还包括护套120,该护套尤其可包括能浇注或能喷注的塑料,该塑料在施布之后硬化。控制设备100尤其可以被设置为使用在苛刻的环境条件下,例如在振动多的环境下或者由热油或其他介质冲刷。这些环境条件例如可能在机动车的动力总成的传动机构的内部遇到。
诊断电路110包括接口125,该接口通常包括一个或多个电联接端130。优选地,接口125被实施为串行接口或串行总线,使得只需要少量的联接端130,例如一个至三个联接端。联接端130优选地设置在控制设备100的连着的几何区域135中。在一个实施方式中,可以中断在区域135中的护套120,使得该一个或多个联接端130裸露,或者护套120可以被设立成在区域135中有选择地被除去,以便使接口125或其联接端130裸露。
在所示出的、优选的实施方式中,处理装置105和诊断电路110被设置为分开的集成电路(integrated circuit,IC)。在其他实施方式中,处理装置105和诊断电路100也可以设置在共同的壳体中,例如设置在多芯片壳体中或者被设置为共同的集成电路的彼此不相互依赖的部分。诊断电路110尤其可以实施在系统基础芯片(SBC)中。通常如下电子器件被称作系统基础芯片,在该电子器件中组合有多个为了实现电子结构组件而必需的功能。这些功能组件可以是:电压调节器、电压监控装置、复位发生器、看门狗监控器、总线接口(CAN总线、LIN总线等)、唤醒逻辑电路或者功率驱动器,以上并非限制性的列举。然而,另一实施方案、尤其是实施为专用集成电路的实施方案同样是可能的。在此,诊断电路110尤其可以实现为用户专用集成电路(ASIC)或者用户专用集成电路的一部分。
处理装置105通常包括可编程的微计算机。处理装置105也可以配属有附加的元件,例如时钟发生器、驱动器或者缓冲器。接着,处理装置105的微计算机可以借助于联接端115尤其是与外部部件之一连接。
诊断电路110优选地被设立成用于扫描在联接端115上的电信号并且通过接口125来提供扫描的结果。在此,通常力求的是对联接端115的扫描无论如何都不妨碍处理装置105的功能。如有必要,可以相对应地转换所使用的逻辑值,例如将高态有效转换到低态有效或者反之亦然,或者调整所使用的电平。在此,所述及的电平的调整指的是跨越不同电源域。
诊断电路110尽可能不依赖于处理装置105地来构建,以便确保:在处理装置105例如由于电压源损坏或通信接口损坏而在很大程度上或者完全不运转时,诊断电路仍然可以运转。
图2示出了图1的控制设备100的诊断电路110。示出的是一个可能的、示范性的实施方式,然而其他实施方式同样是可能的。
诊断电路110优选地包括操控接口125的编码器205。例如,在接口125是串行的而信息以并行的形式存在时,编码器205可以被实施为并行-串行转换器。在其他实施方式中,也可以将其他转换器用作编码器205,比如串行-并行编码器、并行-并行编码器或者串行-串行编码器。在此,可以支持预先确定的传送协议,比如RS232、USB、I2C或CAN。编码器205的供电优选地设置在诊断电路110之内而且不依赖于处理装置105。电压源210尤其可以承担对电压极限的监控、将输入电压升高或降低到预先确定的电压范围或者如复位发生器那样的其他保护任务。在一个实施方式中,也根本没有设置用于诊断电路110的电压源210。在对控制设备100进行诊断的情况下,该功能性可以由外部,比如从外部诊断环境方面来提供。
诊断电路110优选地还包括模拟-数字转换器215,该模拟-数字转换器可以具有一个或多个输入端,一个或多个输入端可以与控制设备100或处理装置105的一个或多个联接端115连接。在另一实施方式中,模拟-数字转换器215的输入端之一也可以与专用的扫描装置连接,该专用的扫描装置监控处理装置105的联接端。该扫描装置例如可包括电流检测器或者频率-电压变换器。对模拟-数字转换器125的扫描可以例如相继地通过在接口125上的编码器205向外提供。
在其他实施方式中,编码器205还可以扫描其他内部数据源并且在接口125上提供与此相应的值。例如,可以设置电压诊断矢量220、电流诊断矢量225、寄存器诊断矢量230或者其他通过接口125传输的诊断矢量235。在一个实施方式中,这些矢量220至235可以直接由处理装置105接收。在一个变型方案中设置与此相对应的联接端115,在另一变型方案中处理装置105和诊断电路110彼此集成,使得处理装置105的内部管理状态和中间结果能由诊断电路110直接访问。
可选地,附加地可以设置触发器240,该触发器具有一个或多个输入端,并且根据在其输入端上的信号激活或停用编码器205的功能。例如,只有当至少一个预先确定的事件可以通过输入端之一被扫描到时,才可以激活编码器205。这些事件例如可以通过上升沿、下降沿、在输入端之一上的高电平或低电平来被扫描到。在另一实施方式中,为了激活编码器205,必须出现至少两个事件。这种激活可以受时间控制或受事件控制地取消。
附图标记列表
100 控制设备
105 处理装置
110 诊断电路
115 联接端
120 护套
125 接口
130 接口的联接端
135 区域
205 编码器
210 电压源
215 A/D转换器
220 电压诊断矢量
225 电流诊断矢量
230 寄存器诊断矢量
235 其他诊断矢量
240 触发器
Claims (14)
1.控制设备(100),其包括:处理装置(105)和诊断电路(110),所述处理装置和诊断电路经由所述控制设备的内部的电联接端(115)电连接;以及使所述内部的电联接端(115)完全电绝缘的护套(120);其中,所述处理装置(105)和所述诊断电路(110)集成在共同的壳体中,或者所述护套(120)还包围所述处理装置(105)和所述诊断电路(110);其中,所述诊断电路(110)包括电接口(125)并且所述诊断电路能够在所述处理装置(105)不能由本身对所述内部的电联接端(115)进行扫描或者不再能向外提供结果时扫描在所述内部的电联接端(115)上的电信号并且通过所述接口(125)来提供结果。
2.根据权利要求1所述的控制设备(100),其中,所述处理装置(105)和所述诊断电路(110)集成在集成电路中。
3.根据权利要求1所述的控制设备(100),其中,所述处理装置(105)和所述诊断电路(110)集成在系统基础芯片中。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的控制设备(100),其中,所述诊断电路(110)能以不依赖于所述处理装置(105)的方式运转。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的控制设备(100),其中,所述诊断电路(110)被设立成用于以不使所述处理装置(105)在处理装置的功能方面发生改变的方式对所述内部的电联接端(115)进行扫描。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的控制设备(100),其中,所述护套(120)包括直接施布到所述内部的电联接端(115)上的塑料物料。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的控制设备(100),其中,所述接口(125)由所述护套(120)包围。
8.根据权利要求7所述的控制设备(100),其中,所述护套(120)在所述接口(125)的区域中被设立成有选择地被除去。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的控制设备(100),其中,所述诊断电路(110)包括与所述接口(125)连接的编码器(205),所述编码器被设立成用于操控所述接口(125)。
10.根据权利要求9所述的控制设备(100),其中,所述诊断电路(110)包括与所述编码器(205)连接的模拟-数字转换器(215),以便提供经过所述内部的电联接端(115)的电流的数字值或者在所述内部的电联接端(115)上的电压的数字值作为结果。
11.根据权利要求9所述的控制设备(100),其中,所述诊断电路(110)包括具有一个或多个输入端的与所述编码器(205)连接的触发器(240),所述触发器持续地或者暂时地通过在所述一个或多个输入端上的时钟信号(116)来激活。
12.根据权利要求9所述的控制设备(100),其中,所述编码器(205)被设立成用于扫描所述处理装置(105)的其他数据源的信号(220、225、230、235)并且将这些信号提供给所述接口(125)。
13.根据权利要求1至3中任意一项所述的控制设备(100),其中,所述诊断电路(110)被设立成用于通过所述接口(125)和所述内部的电联接端(115)提供与所述处理装置(105)的双向通信。
14.根据权利要求1至3中任意一项所述的控制设备(100),其中,所述接口(125)包括串行接口或串行总线。
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