DE19502149C1

DE19502149C1 - Verfahren zur Prüfung von Steuergeräten

Info

Publication number: DE19502149C1
Application number: DE1995102149
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Ing Freivogel; Wolfgang Dipl Ing Bullmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2015-01-26

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Prüfung von Steuergeräten nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Verfahren zur Prüfung von Steuergeräten aus der DE 41 21 637 A1 bekannt. Bei dem darin beschriebenen Prüfver fahren wird gesteuert durch einen externen Prüfrechner mit Hilfe einer Simulations- und Meßeinrichtung ein Satz von Eingangssignalen an die Eingangsleitungen des zu prüfenden Steuergerätes angelegt. Der Satz von Eingangssignalen wird dann im Testprogramm des Steuergerätes erfaßt. Die Meßer gebnisse werden vorläufig im Speicher des Steuergerätes ab gelegt. In einer zweiten Phase eines Prüfschritts werden al ternierende Signale an vorbestimmte Eingänge des Steuergera tes angelegt. Das Testprogramm des Steuergerätes fragt lau fend diese Eingänge ab und gibt dementsprechende Werte über vorbestimmte Ausgänge aus. Der externe Prüfrechner erfaßt die vom Steuergerät ausgegebenen Werte und speichert diese in einem Speicher ab. Nach Beendigung dieses Prüfschritts werden die während des ersten Teils des Prüfschritts einge lesenen Eingangswerte an den externen Prüfrechner übermit telt. Der externe Prüfrechner vergleicht die übermittelten Werte mit vorgegebenen Sollwerten. Auch die an den Ausgängen abgefragten Werte werden vom externen Prüfrechner überprüft. Die Prüfung kann in mehreren Prüfschritten stattfinden. Je der Prüfschritt wird mit Hilfe von Handshake-Signalen ge steuert.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merk malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine vollständige Prüfung der Steuergerät-Hardware in der Fertigung in möglichst kurzer Zeit ermöglicht wird. Weiter hin vorteilhaft ist, daß das Prüfverfahren sehr flexibel ist. Dadurch, daß zur Erfassung eines oder mehrerer Ein gangssignale und/oder für die Abgabe eines oder mehrerer Ausgangssignale von dem externen Prüfgerät jeweils eine lo gische Adresse übermittelt wird, kann der Prüfablauf leicht geändert werden und an veränderte Prüfvorschriften angepaßt werden. Weiterhin vorteilhaft ist, daß der Prüfablauf unab hängig von der Anwendersoftware in dem Steuergerät abläuft und sich auf einen Hardwaretest des Steuergerätes be schränkt. Dadurch ist der Prüfablauf sehr schnell, weil z. B. keine Filterzeiten abgewartet werden müssen, wie es teil weise in der Anwendersoftware der Fall ist. Weiterhin vor teilhaft ist, daß die Eingangsgrößen bei einem Prüfschritt wertemäßig direkt abgelesen werden und über die serielle Schnittstelle dem Testrechner übermittelt werden. Dadurch geben die Prüfergebnisse direkt Auskunft über zu reparie rende Teile des Steuergerätes.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Die Übermitt lung einer logischen Adresse von dem Prüfgerät zu dem Steuergerät wirkt wie ein Funktionsschalter. Vorteilhafte Funktionen, die nach Übermittlung einer logischen Adresse ausgelöst werden, sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.

Weiterhin vorteilhaft ist, daß für die Kommunikation zwi schen Testrechner und Steuergerät ein serielles Datenüber tragungsprotokoll verwendet wird, bei dem der Kommunika tionsrahmen lediglich durch ein Startbit, acht Datenbits und ein Stoppbit gebildet wird. Das Datenübertragungsprotokoll ist damit sehr einfach ausgebildet. Es wird auf besondere Maßnahmen zur Absicherung der Datenübertragung verzichtet. Auch besondere vorgeschaltete Informationen, wie z. B. Adreßangaben und Prioritätsangaben, Angaben die für die Bus arbitrierung verwendet werden, etc. werden nicht benutzt. Die Datenübertragung ist damit unabhängig von einem even tuell im Steuergerät abgelegten Diagnoseprotokoll, das für die Werkstattdiagnose gedacht ist. Gegenüber diesem Dia gnoseprotokoll kann auch die Datenübertragungsrate erhöht sein.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigen

Fig. 1 ein grobes Blockschaltbild der Prüfvorrichtung; Fig. 2 ein grobes Blockschaltbild eines typischen Kraftfahrzeug-Steuergerätes; Fig. 3 eine Auf listung der logischen Adressen zur Prüfung des Kraft fahr zeug-Steuergerätes und deren Funktionsangabe; Fig. 4 ein Struktogramm für ein Teilprogramm des Testprogramms im Kraftfahrzeug-Steuergerät und Fig. 5 einen typischen Kommu nikationsrahmen, der für die Datenübertragung zwischen Kraftfahrzeug-Steuergerät und Prüfrechner verwendet wird.

Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 ein zu prüfendes Steuergerät. Die Eingänge 13 des Steuergerätes 10 sind über entsprechende Verbindungsleitungen mit einer Simulations- und Meßeinrichtung 12 verbunden. Die Ausgänge 14 des Steuer gerätes 10 sind ebenfalls über entsprechende Verbindungs leitungen mit der Simulations- und Meßeinrichtung 12 verbun den. Das Steuergerät 10 ist über eine serielle Datenüber tragungsleitung 15 mit einem externen Prüfrechner 11 verbun den. Prüfrechner 11 und Simulations- und Meßeinrichtung 12 sind über einen Steuerbus 16 miteinander verbunden. Die Simulations- und Meßeinrichtung 12 beinhaltet übliche Meßge räte, wie Digitalvoltmeter, Rechteckgeneratoren, Frequenz zähler usw. Mit Hilfe der Simulations- und Meßeinrichtung können an die Eingänge 13 des Steuergerätes 10 sowohl statische Prüfsignale, wie auch alternierende Prüfsignale angelegt werden. Mit Hilfe der Meßgeräte der Simulations- und Meßeinrichtung 12 können vom Steuergerät über die Aus gänge 14 bereitgestellte Ausgangssignale erfaßt werden. Die Simulations- und Meßeinrichtung wird von dem Prüfrechner 11 gesteuert. Der Prüfrechner 11 kann als herkömmlicher Perso nalcomputer ausgebildet sein. Der Prüfrechner 11 steuert den Test des Steuergerätes 10. Der Test des Steuergerätes 10 wird am Bandende der Produktion des Steuergerätes 10 durch geführt. Das Steuergerät 10 kann ein beliebiges Kraftfahr zeug-Steuergerät, insbesondere ein Getriebe-Steuergerät, sein.

In Fig. 2 ist der Aufbau eines Steuergerätes 10 grob darge stellt. Mit der Bezugszahl 20 ist der Mikrorechner des Steuergerätes 10 bezeichnet. Das Steuergerät 10 weist außer dem einen Schreib-/Lese-Speicher 22 und einen Nur-Lese- Speicher 21 auf. Als Ein-/Ausgabe-Schaltkreise sind ver schiedene Bauteile im Steuergerät 10 enthalten. Mit der Be zugszahl 23 ist ein A/D-Wandler bezeichnet. Der A/D-Wandler 23 weist zwei Eingangskanäle ADC1 und ADC2 auf. Mit der Be zugszahl 24 ist ein Eingabe-Port des Steuergerätes 10 be zeichnet. Der Eingabe-Port weist vier Registerplätze auf, jeder Registerplatz ist mit einem der Eingänge S1 bis S4 verknüpft. Mit der Bezugszahl 25 ist ein Timer/Counter-Bau stein des Steuergerätes bezeichnet. Der Timer/Counter-Bau stein 25 weist einen Eingang F1 auf.

Als Ausgabe-Schaltkreise sind in dem Steuergerät ein Aus gabe-Register 27 und ein Ausgabe-Port 26 vorgesehen. Über den Ausgabe-Port 26 können die Schaltsignale S5 bis S8 aus gegeben werden. An das Ausgaberegister 27 sind die drei Treiberstufen 28 bis 30 angeschlossen. Über die Ausgänge L1 bis L3 der Treiberstufen 28 bis 30 können Aktuatoren, wie Zündspulen, Einspritzventile, Magnetventile, etc. ange steuert werden. Weiterhin weist das Steuergerät 10 eine serielle Schnittstelle 32 auf. An die serielle Schnittstelle 32 ist die serielle Datenübertragungsleistung 15 anschließ bar. Die Ein-/Ausgabe-Schaltkreise 23 bis 27, die serielle Schnittstelle 32, der Mikrorechner 20, und die Speicherbau steine 21 und 22 sind über einen Adress-/Daten-/Steuer-Bus 31 miteinander verbunden.

Der Ablauf der Prüfung wird anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert. Nachdem das Steuergerät 10 mit der Simulations- und Meßeinrichtung 12 und dem Prüfrechner 11, wie in Fig. 1 dargestellt, verbunden wurde, baut der Prüfrechner 11 nach dem Start seines Prüfprogramms die Kommunikation mit dem Steuergerät 10 über den seriellen Bus 15 auf. Im Nur-Lese- Speicher 21 des Steuergerätes 10 ist außer dem Programm für die Bandendeprüfung auch ein Diagnoseprogramm für die Onboard-Diagnose vorgesehen. Darin ist auch ein Diagnose protokoll abgespeichert, nach dem die Kommunikation mit einem über den seriellen Datenübertragungsbus anschließbaren Diagnosetester stattfindet. Die Datenübertragung findet gemäß Isonorm 9141 statt. Nachdem die Kommunikation mit dem Steuergerät 10 aufgebaut wurde, sendet der Prüfrechner 11 ein Codewort zu dem Steuergerät 10, mit dem es das Steuer gerät 10 zum Start seines Testprogramms aufruft. Das Steuer gerät 10 startet dann die Abarbeitung des Testprogramms für die Bandendeprüfung. Um einen ungewollten Einstieg in dieses Testprogramm zu verhindern, kann es vorgesehen sein, daß über die Simulations- und Meßeinrichtung 12 vor dem Aufruf des Testprogramms durch den Prüfrechner 11 an bestimmte Ein gänge 13 des Steuergerätes 10 unplausible Werte angelegt werden. Nur wenn diese im normalen Nutzbetrieb des Steuer gerätes nicht vorkommenden Signale anliegen, wird das Test programm für die Bandendeprüfung gestartet. Nach dem Start des Testprogramms für die Bandendeprüfung wird ein von dem Diagnoseprotokoll gemäß Isonorm 9141 abweichendes Kommuni kationsprotokoll für die Datenübertragung zwischen Steuer gerät 10 und Prüfrechner 11 benutzt.

Der Kommunikationsrahmen dieses Kommunikationsprotokolls ist in Fig. 5 dargestellt. Er besteht lediglich aus einem Startbit, acht Datenbits und einem Stopbit. Die Datenüber tragungsrate wird zweckmäßigerweise auf den vorhandenen Steuergeräterechner 20 und den externen Prüfrechner 11 abge stimmt.

Die Prüfung des Steuergerätes findet dann in zwei Prüf schritten statt. In dem ersten Prüfschritt steuert der externe Prüfrechner 11 die Simulations- und Meßeinrichtung 12 so an, daß an den Eingängen 13 des Steuergerätes 10 jeweils bestimmte Prüfsignale angelegt sind. Auf die Ein gänge ADC1 und ADC2 des Steuergerätes werden dabei spezi fische Spannungswerte gelegt. An die Eingänge S1 bis S4 werden hingegen statische digitale Signale angelegt. An den Eingang S1 wird ein alternierendes Signal, z. B. ein Recht ecksignal mit bestimmter Frequenz und vorgegebenem Tastver hältnis angelegt. Nachdem die Hilfssignale eingestellt sind, fordert der Prüfrechner 11 das Steuergerät 10 durch Übersen dung des hexadezimalen Befehlswortes 01hex dazu auf, den Input-Port 24 einzulesen. Nachdem das Befehlswort 01hex vom Steuergerät 10 empfangen wurde, ruft es den zugeordneten Programmteil zur Erfassung des Input-Port 24 auf. Der Mikro rechner 20 liest den Input-Port aus und übermittelt das Er gebnis anschließend über die serielle Schnittstelle 32 zu dem externen Prüfrechner 11. Anschließend wird von dem Prüf rechner 11 das Befehlswort 02hex zu dem Steuergerät 10 gesendet. Durch dieses Befehlswort ruft das Steuergerät 10 ein Programmteil auf, in dem der Analogwert am Eingang ADC1 des A/D-Wandlers 23 digital gewandelt wird. Das Ergebnis der Analog/Digital-Wandlung wird anschließend über die serielle Schnittstelle 32 zu dem Prüfrechner 11 ausgegeben. Danach sendet der Prüfrechner 11 das Befehlswort 03hex über die serielle Datenübertragungsleitung 15 zu dem Steuergerät 10. Durch den Empfang dieses Befehlswortes wird im Testprogramm des Steuergerätes 10 ein Programmteil aufgerufen, der den Analogwert am Eingang ADC2 erfaßt und anschließend zu dem externen Prüfrechner 11 übermittelt. Anschließend sendet der Prüfrechner 11 das Befehlswort 04hex zu dem Steuergerät 10. Nach dem Empfang dieses Befehlswortes wird ein Programmteil aufgerufen, der die Frequenz und das Tastverhältnis des an dem Eingang F1 anliegenden Signals erfaßt.

Dieser Programmteil ist in Fig. 4 dargestellt. Nach dem Start dieses Programmteils im Programmschritt 40 wartet der Mikrorechner in Abfrage 41 auf das Auftreten einer anstei genden Flanke des an dem Eingang F1 anliegenden Rechteck signals. Wenn die ansteigende Flanke erkannt wird, wird ein Zeitzähler in dem Timer/Counter-Baustein 25 gestartet. Dies geschieht im Programmschritt 42. Anschließend wartet der Rechner 20 auf eine abfallende Flanke an dem Eingang F1.

Wird die Flanke detektiert, so wird im Programmschritt 44 der aktuelle Zählerstand des Zeitzählers ausgelesen und auf einem Speicherplatz im Timer/Counter-Baustein 25 oder auf einem Speicherplatz im Schreib/Lese-Speicher 22 abgelegt. Anschließend wartet das Programm in Abfrage 45 erneut auf eine ansteigende Flanke am Eingang F1. Sobald dieses Flanke detektiert wird, wird im Programmschritt 46 der Zeitzähler im Timer/Counter-Baustein 25 gestoppt. Ebenfalls wird in diesem Programmschritt der aktuelle Zeitzähler-Stand auf einem Speicherplatz im Timer/Counter-Baustein 25 oder auf einem Speicherplatz im Schreib/Lese-Speicher 22 abgelegt. Im Programmschritt 47 werden die erfaßten Zeitzähler-Stände zu dem externen Prüfrechner 11 übermittelt. Der externe Prüf rechner 11 kann aus den ermittelten Werten die Frequenz und auch das Tastverhältnis des an dem Eingang F1 anliegenden Signals berechnen und mit vorgegebenen Werten vergleichen. Im Programmschritt 48 ist das beschriebene Teilprogramm beendet.

Nach diesem Programmteil findet der zweite Prüfschritt statt. In diesem Programmteil werden die Ausgänge 14 des Steuergerätes 10 überprüft. Dazu übermittelt der Prüfrechner 11 zuerst das Befehlswort 05hex an das Steuergerät 10. Nach Empfang dieses Befehlsworts wird ein Programmteil im Test programm des Steuergerätes 10 aufgerufen, der auf den Aus gangs-Port 26 den Binärwert % 1111 einschreibt. Hierdurch werden sämtliche Ausgänge S1 bis S8 auf High-Potential geschaltet. Mit Hilfe der Simulations- und Meßeinrichtung 12 werden die ausgegebenen Werte am Ausgangs-Port 26 erfaßt und ein dementsprechendes Ergebnis an den Prüfrechner 11 übermittelt. Anschließend sendet der Prüfrechner 11 das Befehlswort 06hex an das Steuergerät 10. Durch dieses Befehlswort wird ein Programmteil aufgerufen, durch den in das Ausgabe-Register 27 der Wert % 0010 eingetragen wird. Hierdurch wird der Treiber 30 angesteuert und es müßte am Ausgang L3 ein dementsprechendes Signal anliegen. Die Signale von den Ausgängen L1 bis L3 werden von der Simulations- und Meßeinrichtung 12 erfaßt und das Ergebnis wird ebenfalls wieder an den Prüfrechner 11 übermittelt. Als nächstes sendet der Prüfrechner 11 das Befehlswort 07hex an das Steuergerät 10. Hierdurch wird ein Programmteil aufgerufen, der in das Ausgabe-Register 27 den Binärwert % 0100 einschreibt. Hierdurch wird die Treiberstufe 29 angesteuert. Das entsprechende Meßergebnis für die Ausgänge L1 bis L3 wird wieder an den Prüfrechner 11 übermittelt. Anschließend übermittelt der Prüfrechner 11 das Befehlswort 08hex an das Steuergerät 10. Hierdurch wird ein Programmteil aufgerufen, der in das Ausgaberegister 27 den Binärwert % 1000 einträgt. Damit wird Endstufe 28 angesteuert. Die Simulations- und Meßeinrichtung 12 erfaßt erneut die Ausgänge L1 bis L3 und übermittelt das Meßergebnis an den Prüfrechner 11.

Die in dem Prüfrechner 11 abgespeicherten Testergebnisse werden jetzt mit den ebenfalls im Prüfrechner 11 vorge sehenen Sollwerten verglichen. Entsprechend dieses Verglei ches wird entweder eine OK-Meldung ausgegeben oder aber es werden die erkannten Abweichungen detailliert angezeigt. Bei einem erkannten Fehler wird das entsprechende Steuergerät aus der Serienfertigung entnommen. Die Prüfergebnisse können auch ausgedruckt werden, so daß das als fehlerhaft erkannte Steuergerät zusammen mit dem Prüfprotokoll zur Nachbesserung gegeben werden kann.

Das Prüfverfahren ist nicht auf das hier beschriebene Aus führungsbeispiel beschränkt. So ist es auch möglich, daß bei der Erfassung der Eingangssignale nicht jedes Mal nach Er fassung eines Eingangs-Ports bzw. eines Eingangssignals das dementsprechende Ergebnis an den Prüfrechner 11 übermittelt wird, sondern daß statt dessen die Ergebnisse zuerst im Schreib/Lese-Speicher 22 des Steuergerätes 10 abgelegt werden und anschließend zusammengefaßt in einem Block an den Prüfrechner 10 übermittelt werden.

Claims

1. Verfahren zur Prüfung eines Steuergerätes, insbesondere Kraftfahrzeug-Steuergerätes, wobei gesteuert durch einen externen Prüfrechner über eine Simulations- und Meßeinrich tung Eingangssignale an das Steuergerät angelegt werden, die Eingangssignale von dem Steuergerät erfaßt werden und an den Prüfrechner ausgegeben werden, und wobei vom Prüfrechner dem Steuergerät Werte vorgegeben werden, die zur Abgabe von ent sprechenden Ausgangssignalen auffordern, wobei die Ausgangs signale von der Simulations- und Meßeinrichtung erfaßt werden und an den Prüfrechner übermittelt werden, wobei die erfaßten Eingangssignale und Ausgangssignale vom Prüfrechner auf Richtigkeit überprüft werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung eines oder mehrerer Eingangssignale und/oder die Abgabe eines oder mehrerer Ausgangssignale von dem Prüfrechner (11) durch Übermittlung einer logischen Adresse angefordert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Empfang einer logischen Adresse im Testprogramm des Steuergerätes (10) ein Programmteil aufgerufen wird, der mindestens einen der logischen Adresse zugeordneten Register- oder Speicherplatz (24), auf dem insbesondere eine Eingangsgröße des Steuergerätes (10) abgespeichert ist, aus liest.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Empfang einer logischen Adresse im Testprogramm des Steuergerätes (10) ein Programmteil aufgerufen wird, der auf mindestens einen der logischen Adresse zugeordneten Re gister- oder Speicherplatz, auf dem insbesondere eine Aus gangsgröße (26) des Steuergerätes (10) abgespeichert wird, einen der logischen Adresse zugeordneten Binärwert ablegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Empfang einer logischen Adresse im Testprogramm des Steuergerätes ein Programmteil aufgerufen wird, der das Eingangssignal eines der logischen Adresse zugeordneten Ein gangs (F1) hinsichtlich Frequenz und/oder Tastverhältnis er faßt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Empfang einer logischen Adresse im Testprogramm des Steuergerätes (10) ein Programmteil aufgerufen wird, der den Spannungswert eines der logischen Adresse zugeordneten Analog-Eingangs (ADC1, ADC2) des Steuergerätes (10) erfaßt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß für die Kommunikation zwischen Prüfrechner (11) und Steuergerät (10) ein serielles Daten übertragungsprotokoll verwendet wird, bei dem der Kommunika tionsrahmen durch ein Startbit (50), eine Anzahl von Daten bits (51) und ein Stopbit (52) gebildet wird.