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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Umprogrammieren einer programmierbaren Einheit in einem Kraftfahrzeug.
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Moderne Kraftfahrzeuge besitzen eine oder meistens sogar mehrere programmierbare Recheneinheiten oder elektronische Kontrolleinheit für bestimmte Aufgaben, wie z. B. Motorsteuerung, Abgasüberwachung, Airbag-Kontrolle usw.
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Um deren Funktionen oder Betriebsweisen zu ändern, zu reparieren oder durch Patches zu ergänzen etc., ist es oft notwendig deren Software, sprich Programmierung zu verändern, ähnlich wie dies bei Computern der Fall ist.
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Bisher werden dazu aufwendige Systeme aus Spezial-Software und Hardware bzw. (tragbarem) Computer mit entsprechender Schnittstelle verwendet. Diese Systeme sind teuer, komplex und schwer zu bedienen und anzuwenden, so dass es oft zu Bedienungsfehlern kommt und nur besonders geschultes Personal mit ihnen umzugehen vermag.
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Aus der
DE 103 548 49 A1 ist ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Auslesen des Diagnosecodes in Fahrzeugen mit elektronischer Kontrolleinheit und Übergangsstecker bekannt, bei dem die Daten zur Rechnereinheit und die elektrische Energie durch das Verbindungskabel mit dem Fahrzeug transportiert werden, wobei mittels des Tastaturfeldes die gewünschten Anwenderdaten eingegeben werden und der jeweilige Datenfluss auf LED's und die ermittelten Daten dem Display angezeigt werden, sowie über den Empfänger/Sender die Rechnereinheit mit einem Personalcomputer/Host Zentraldaten austauschen kann und durch eine externe Schnittstelle für mindestens ein Zusatzgerät weitere Daten im Fahrzeug ausgelesen werden können.
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Dieses Verfahren und die entsprechende Vorrichtung vermögen nur Daten auszulesen, nicht aber eine Programmierung vorzunehmen.
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung daher darin, eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, mit denen die Software der programmierbaren Einheiten in einem Kraftfahrzeug auf einfache Weise verändert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Vorrichtung und dem in Anspruch 9 angegebenen Verfahren gelöst.
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Erfindungsgemäß benötigt die Verwendung der Vorrichtung keine oder praktisch keine Interaktion oder Tätigkeit des Bedieners, um den vormals komplizierten Vorgang der Umprogrammierung durchzuführen.Sobald die Vorrichtung Fahrzeug angeschlossen wird, also an den Fahrzeugbus angesteckt wird, somit mit der zu programmierenden Einheit verbunden ist, beginnt der Mikrokontroller aufgrund eines Auslöseimpulses automatisch mit der Abarbeitung seines Programms. Das Programm des Mikrokontrollers umfasst eine geeignete Befehlsreihenfolge, um die im Speicher abgelegte neue „Software” in die programmierbare Einheit zu laden und diese somit umzuprogrammieren bzw. auf den neusten Stand etc. (update) zu bringen.
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Die Vorrichtung wird also mit dem neuen Programm/Software beladen und dient anschließend einzig dazu diese in eine bestimmte programmierbare Einheit zu laden. Die Vorrichtung ist also im Gegensatz zu den bisherigen Vorrichtung nicht universell einsetzbar, sondern in Umkehr der bisherigen Praxis spezifisch ausgelegt für den jeweiligen Einsatzzweck, nämlich verändern der Software einer ganz bestimmten programmierbaren Einheit in einem (bestimmten) Fahrzeug.
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Unter „Umprogrammieren” wird vorliegend also das Einspielen oder Flashen einer neuen Softwareversion oder das Verändern von Einstellungen durch Einspielen heuer Werte verstanden. Im Prinzip handelt es sich dabei immer um das Verändern von Daten/Werten in einem Speicher der programmierbaren Einheit.
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Falls notwendig, kann die Programmierung der Vorrichtung bzw. deren Mikrokontrollers auch im Handsshaking geeignete Sicherheitsabfragen Durchführen bzw. Durchlaufen.
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Bei den programmierbaren Einheiten kann es sich z. B. um die Motorsteuerung, Bordcomputer, Abgassteuerung, Airbagsteuerung, Anzeigen, Radio- und CDROM- bzw. Musiksystem, Telekommunikationssysteme usw. handeln. Im Prinzip kann jedes Gerät umprogrammiert werden, dass einen geeigneten Speicher aufweist, der von „Außen” beschreibbar ist.
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Die Verbindung mit der Einheit erfolgt bevorzugt indirekt über den Fahrzeugbus über entsprechend vorhandene Stecker bzw. Steckern, wie dem OBD-Stecker. Alternativ kann die jeweilige Einheit auch direkt mit einer entsprechenden Anschlussmöglichkeit versehen sein.
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Der Auslöseimpuls für den Start der Programmierung kann auf verschiedene Weise erzeugt werden, wobei auch verschiedene Auslöseimpulse vorhanden sein können, so dass die Programmierung startet, sobald der erste Auslöseimpuls erfolgt. Sinnvoll kann es auch sein, für den Start der Programmierung eine bestimmte Kombination oder ein bestimmter Ablauf von Auslöseimpulsen zu erfordern.
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Vorteilhaft liegt ein Auslöseimpuls vor, wenn eine Versorgung des Mikrocontrollers mit Strom über den Stecker erfolgt. Dann benötigt die Vorrichtung keine eigene Stromversorgung dies Stromversorgung über den Fahrzeugbus ”weckt” den Mikrocontroller auf, so dass dieser aufgrund der Stromversorgung betriebsbereit ist und daraufhin mit der Programmierung beginnt.
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In einer weiteren Ausführung liegt ein Auslöseimpuls vor, wenn der Stecker mit einem Fahrzeugbus Kontakt hat. Dann ist der Mikrokontroller bereits betriebsbereit, wenn die Vorrichtung Kontakt mit dem Fahrzeugbus bekommt und kann direkt mit der Programmierung beginnen. Dies beschleunigt den Programmiervorgang.
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Vorteilhaft ist eine Stromversorgung in der Vorrichtung integriert, Diese kann autark vom Fahrzeugbus sein, also ein Akkumulator oder eine Batterie, die separat aufgeladen werden. Oder ein Akkumulator, Kondensator etc in der Vorrichtung wird regelmäßig durch Strom aus dem Fahrzeugbus versorgt.
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Ein Auslöseimpuls kann auch vorliegen, wenn ein Startknopf oder -taster an der Vorrichtung betätigt wird. Dann kann der Bediener bewusst die Programmierung starten. Sinnvoll ist dies insbesondere in Kombination mit dem Auslöseimpuls aus von Stromversorgung und/oder dem Kontakt mit dem Fahrzeugbus. Dann ist sichergestellt, dass ein Kontakt zum Fahrzeugbus besteht.
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Vorteilhaft liegt ein Auslöseimpuls vor, wenn der Mikrocontroller über den Fahrzugbus ein Auslösesignal erhält. Damit signalisiert zu programmierende Einheit im Fahrzeug die Betriebsbereitschaft, und dass mit der Programmierung begonnen werden kann. Auch dieses Auslösesignal kann vorteilhaft mit den vorher beschriebenen Auslösesignalen kombiniert werden.
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Vorteilhaft ist eine Stromversorgung in der Vorrichtung integriert, Diese kann autark vom Fahrzeugbus sein, also ein Akkumulator oder eine Batterie, die separat aufgeladen werden. Oder ein Akkumulator, Kondensator etc in der Vorrichtung wird regelmäßig durch Strom aus dem Fahrzeugbus versorgt.
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Damit der Bediener weiß, wann er die Vorrichtung wieder trennen kann und ob die Umprogrammierung erfolgreich war, ist es sinnvoll, wenn die Vorrichtung einen Status-Indikator aufweist. Dieser kann visuell oder akustisch arbeiten, wobei er bevorzugt zwei LED umfasst, die einen Erfolg, Misserfolg oder eine laufende Tätigkeit der Umprogrammierung anzeigen.
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Der Mikrokontroller wird dann so mit dem Status-Indikator und dem Fahrzeugbus verbunden sein, dass er in Abhängigkeit von der Rückmeldung der programmierbaren Einheit den Status-Indikator zur Indikation des Status der Veränderung der Software (Umprogrammierung) ansteuert. So kann eine LED bei Erfolg grün leuchten, eine bei Misserfolg rot leuchten und beide können während der Umprogrammierung abwechselnd leuchten. Diese Statusanzeige kann natürlich auf jede andere geeignete Weise gebildet sein, d. h. es kann auch nur eine Leuchtanzeige sein, die verschiedenfarbig leuchtet, oder noch mehrere Leuchtanzeigen, die jeweils einem bestimmten Status zugeordnet sind.
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Der Mikrokontroller umfasst ein Schnittstellenmodul (Transceiver), um mit dem Fahrzeugbus kompatibel zu sein bzw. über diesen mit der jeweiligen Ziel-Einheit zu kommunizieren. Üblicherweise wird er daher mit einem Bus nach dem Feldbussystem (CAN, LIN, Flexray etc.) kompatibel sein.
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Bevorzugt ist eine Sendeeinheit vorgesehen, die eine drahtlose Kommunikation des Mikrokontrollers mit einer Basisstation ermöglicht. Dann kann der Statusbericht direkt an eine zentrale Fertigungssteuerung oder Überwachung geschickt werden. Dadurch kann automatisiert überprüft werden, welche Fahrzeuge erfolgreich umprogrammiert wurden bzw. wo eine Umprogrammierung nicht erfolgreich war.
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Gemäß der Erfindung umfasst die Neuerung auch ein entsprechendes Verfahren zur Veränderung der Software einer programmierbaren Einheit in einem Kraftfahrzeug mittels einer Vorrichtung mit einem Mkrokontroller, einem Speicher und einem Stecker, umfassend die Schritte:
- – Verbindung der Vorrichtung mit der zu verändernden programmierbaren Einheit mittels des Steckers;
- – Stromversorgung beim Verbinden der Vorrichtung über das Fahrzeug;
- – automatischer Ablauf einer im Mikrokontroller hinterlegten Programmierung;
- – Ausführen von Befehlen durch die in dem Mikrokontroller hinterlegte Programmierung zur Veränderung der Software der programmierbaren Einheit durch Laden der neuen Software aus dem Speicher in die programmierbare Einheit.
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Die Umprogrammierung läuft also erfindungsgemäß ohne Eingriff oder Tätigkeit des Bedieners ab. Er steckt lediglich die Vorrichtung an den Fahrzeugbus an und die Vorrichtung wird darüber mit Strom versorgt und arbeitet dann automatisch das ihr innewohnende Programm ab, um die Ziel-Einheit selbsttätig neu zu beschreiben (s. o.).
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der einzigen Zeichnung, in der
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1 eine schematische Prinzipdarstellung einer Vorrichtung für das Umprogrammieren einer programmierbaren Einheit in einem Kraftfahrzeug zeigt und
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2 ein Flussdiagramm für ein Verfahren für das Umprogrammieren einer programmierbaren Einheit in einem Kraftfahrzeug mittels der Vorrichtung aus 1 zeigt.
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In der 1 ist eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Vorrichtung für das Umprogrammieren einer programmierbaren Einheit in einem Kraftfahrzeug gezeigt.
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Die Vorrichtung 1 umfasst ein längliches Gehäuse 2, ähnlich einem USB-Stick.
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An einem Stirnende 3 des Gehäuses 2 ist ein mit dem OBD-Standard kompatibler Stecker 4 angeordnet, über den die Vorrichtung mit dem entsprechenden Anschluss am Fahrzeug verbunden wird. Der Stecker 4 dient auch zur Verbindung der Vorrichtung 1 mit einer Computerstation, in der die Vorrichtung 1 bzw. ihr Speicher „geladen” bzw. mit der neuen Software zur Veränderung der programmierbaren Einheit versehen wird.
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Am anderen Stirnende 5 ist ein Status-Indikator 6 in Form von zwei sichtbaren LED's 7, 8 angeordnet. Die eine LED 7 leuchtet grün und die andere LED 8 leuchtet rot.
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In dem Gehäuse 2 ist ein programmierter Mikrokontroller 9 mit einem für den Fahrzeugkommunikationsbus des jeweiligen Fahrzeugs geeigneten Schnittstellenmodul 10 angeordnet. Mit den Ein- und -Ausgängen des Mikrokontroller-Schnittstellenmoduls 10 ist zum einen der Stecker 4 verbunden. Der Mikrokontroller 9 ist ferner mit einem Speicher 11 für die Hinterlegung einer neuen Software für die programmierbare Einheit verschaltet oder ausgestaltet.
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Der Speicher 11 ist dabei so mit dem Mikrokontroller 9 verbunden und verschaltet, dass er von diesem ausgelesen und auch neu beschrieben werden kann.
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Der Mikrokontroller 9 ist so ausgestaltet, d. h. verdrahtet und beschaltet sowie programmiert, dass dieser bei einer Versorgung mit Strom über den Stecker 4 automatisch mit der Abarbeitung seines Programms beginnt und das Programm des Mikrokontrollers 9 eine Befehlsreihenfolge umfasst, um die im Speicher 11 abgelegte neue Software in die programmierbare Einheit zu laden.
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Ferner ist der Mikrokontroller 9 so mit dem Status-Indikator 6 verdrahtet, dass er in Abhängigkeit von der Rückmeldung der programmierbaren Einheit den Status-Indikator 6 zur Indikation des Status der Veränderung der Software ansteuert. Die LED 7 leuchtet grün bei Erfolg und die LED 8 leuchtet rot bei einem Fehler. Während des eigentlichen Umprogrammierens blinken die LED's 7 und 8 abwechselnd.
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Anhand der 2 wird ein Verfahrensablauf mit der soeben beschriebenen Vorrichtung zur Umprogrammierung einer programmierbaren Einheit in einem PKW beschrieben. Der Vorgang umfasst im Wesentlichen die folgenden Teilvorgänge:
Verbinden der Vorrichtung 1 (Schritt i) mit der zu verändernden programmierbaren Einheit mittels des Steckers 4 mit dem Kommunikationsbus des Fahrzeugs, so dass sie darüber mit Strom (Schritt ii) versorgt wird und Zugang zu der zu programmierenden Einheit hat. Vorzugsweise ist dies der OBD-Stecker des CAN-Bus des PKW.
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Automatischer Beginn und Ablauf (Schritt iii) der im Mikrokontroller hinterlegten Programmierung nach der Stromversorgung, die Befehle aufweist, um die zu programmierende Einheit „zu erkennen” (Schritt iv) und in den Programmierzustand zu versetzen und die anschließend ein Laden der neuen Software aus dem Speicher 11 in die programmierbare Einheit stattfindet (Schritt v). Bei dem Laden blinken die LED's 7 und 8 abwechselnd.
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In Schritt vi wird überprüft, ob der Ladevorgang erfolgreich abgeschlossen wurde oder nicht. Der Benutzer wird dann über den Status-Indikator 6 bzw. dessen LED 7 und 8 über den Erfolg, LED 7 leuchtet grün, oder einen Fehler, LED 8 leuchtet rot, informiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Stirnende
- 4
- Stecker
- 5
- Stirnende
- 6
- Status-Indikator
- 7
- LED
- 8
- LED
- 9
- Mikrokontroller
- 10
- Schnittstellenmodul
- 11
- Speicher
- 12
- Sendeeinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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