DE19630757B4

DE19630757B4 - Steuersystem mit einem Mikrocomputer und zugehöriger elektrisch rekonfigurierbarer Logikschaltung

Info

Publication number: DE19630757B4
Application number: DE19630757A
Authority: DE
Inventors: Koji Kariya Ohnishi; Katsuhito Kariya Takeuchi; Takayoshi Kariya Honda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: US5892942A; JP3355879B2; JPH0944468A; DE19630757A1

Abstract

Steuersystem mit einem Mikrocomputer (13) und einer Hardwareschaltung (34), deren Konfiguration selektiv eingestellt werden kann, mit
einer ersten Oszillatorschaltung (38),
einem nichtflüchtigen Speicher (35) zum Speichern von für die Hardwareschaltung (34) eingestellten Schaltungskonfigurationsdaten und
einer Einstelleinrichtung (31, 32, 36, 39 bis 41), die an die erste Oszillatorschaltung (38) angeschlossen ist und auf die in dem nichtflüchtigen Speicher (35) gespeicherten, eingestellten Konfigurationsdaten zur Einstellung der Konfiguration der Hardwareschaltung (34) anspricht, bevor der Mikrocomputer (13) nach der Zufuhr von Strom eingeschaltet wird,
wobei die Einstelleinrichtung (31, 32, 36, 39 bis 41) die Konfiguration der Hardwareschaltung (34) periodisch im Ansprechen auf die Oszillationsausgabe der Oszillatorschaltung (38) einstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem mit einem Mikrocomputer und einer Hardwareschaltung, deren Konfiguration selektiv eingestellt werden kann.
Die Erfindung betrifft allgemein ein elektrisches Steuersystem zum Einsatz bei einer Computersteuerung und insbesondere ein Steuersystem wie ein Motorsteuersystem mit einem oder mehreren Mikrocomputern und einer zugehörigen festverdrahteten Schaltung mit einer elektrisch rekonfigurierbaren Logik bei Zufuhr von Strom.

In den zurückliegenden Jahren sind zahlreiche Verbesserungen bei elektronischen Steuersystemen für Kraftfahrzeugmotoren und insbesondere computergesteuerten Brennkraftmaschinen gemacht worden, die bei verschiedenen Arten von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden können. Ein bedeutendes Konzept zur Verbesserung der Zuverlässigkeit besteht darin, eine Sicherheits- bzw. Reserveschaltung zusätzlich zu einem Mikrocomputer zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung eines zugehörigen Motors zu verwenden. Die Sicherheitsschaltung kann eine digitale Hardware- (festverdrahtete) Schaltung sein, deren Schaltungsaufbau relativ einfach ist und die zur Bereitstellung von Sicherheits- bzw. Notvorgängen zum Ersatz des Mikrocomputers geeignet ist, der versagen kann, wodurch sichergestellt ist, daß ein Kraftfahrzeug seinen Betrieb mit verbesserter Sicherheit selbst während einer Störung des Mikrocomputers fortsetzt.

JP 04205143 A (Patent Abstracts of Japan) betrifft einen Ein-Chip-Mikrocomputer. Zum Beenden einer Optionseinstelloperation während eines Programmlaufs ist bei diesem Stand der Technik ein PROM und ein Options-ROM bereitgestellt, wobei die Inhalte des Options-ROM in Optionseinstellregister während der Initialisierung eines Systems geschrieben werden. Störungen bei dieser Ausgestaltung sind jedoch außer Betracht gelassen.

JP 04031981 A (Patent Abstracts of Japan) beschreibt ebenfalls einen Ein-Chip-Mikrocomputer. Zum leichten Verändern von Daten, die in einem Eingabe-/Ausgabezwischenspeicher zu speichern sind, werden dabei die in einem nicht flüchtigen Speicher gespeicherten Daten zu dem Eingabe-/Ausgabezwischenspeicher zwischen einem ersten Rücksetzsignal und einem zweiten Rücksetzsignal übertragen. Eine Rekonfiguration des Mikrocomputers ist nicht angedacht.

US 4787040 A betrifft ein Anzeigesystem für Kraftfahrzeuge. Ein dort beschriebener Controller ermöglicht es, Anzeigeeigenschaften und unterstützte Funktionen zu ändern, indem rekonfigurierbare Hardware und Software eingesetzt wird.

Typischerweise arbeitet der Mikrocomputer zur Motorsteuerung mit einer garantierten Betriebsspannung von ungefähr 4 V. Dies bedeutet, daß der Mikrocomputer nur dann zuverlässig arbeitet, wenn seine Betriebsspannung über 4 V beträgt. Falls die Leistungsfähigkeit einer Batterie abnimmt, kann es auftreten, daß die Speisespannung des Mikrocomputers vorübergehend niedriger als die garantierte Betriebsspannung wird, wenn zum Anlassen des Motors deren elektrische Last zunimmt. Falls dies der Fall ist, gewinnt die festverdrahtete Sicherheitsschaltung an Bedeutung: diese Schaltung wird ohne Zutun des versagenden Mikrocomputers zum Erzeugen von Notvorgängen zum Erhalt normaler Vorgänge eingeschaltet.

Dieses Motorsteuersystem ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß für jede Kraftfahrzeugart mit unterschiedlichen Motorkenndaten die Konfiguration der festverdrahteten Sicherheitsschaltung jedesmal verändert werden muß. Dieses erfordert, daß verschiedene Sicherheitsschaltungen für verschiedene Anwendungen entworfen und hergestellt werden müssen. Ein möglicher Ansatz, derartige überflüssige Entwürfe und Herstellungen von Sicherheitsschaltungen zu vermeiden, besteht darin, daß die internen Logikschaltungen der Sicherheitsschaltung veränderbar oder "rekonfigurierbar" gemacht werden, indem ein Muster von Aluminium-Anschlußdrahtverbindungen einer höchstintegrierten Schaltung (LSI) physikalisch verändert oder neu angeordnet wird, die einen ausgewählten, bestimmten Schaltungsaufbau bildende, vorher eingebaute Schaltungselemente enthält. Dies wird jedoch nicht ohne begleitende Nachteile erreicht: eine erhöhte Anzahl von Maskenmustern muß hergestellt werden, was der Anzahl von möglichen unterschiedlichen Schaltungskonfigurationen bei einer Abänderung entspricht, was umständliche und zeitaufwendige Arbeiten erfordert.

Zur Vermeidung des Problems haben die Erfinder eine verbesserte rekonfigurierbare Sicherheitsschaltung in Betracht gezogen, die unter Verwendung der beispielsweise in der JP 2 159 613 A (Patent Abstract of Japan) offenbarten Mikrocomputertechnologie entwickelt ist. Bei der Schaltung speichert ein eingebauter Festspeicher (ROM) eines Motorsteuerungs-Mikrocomputers Daten zur Verwendung bei der Einstellung der Sicherheitsschaltung auf eine gewünschte interne Logik-Konfiguration. Durch Zugriff auf den Festspeicher zum Lesen der eingestellten Daten für die Schaltungskonfiguration zur Rekonfigurierung der Sicherheitsschaltung, um einem vorliegenden Erfordernis zu genügen, wird es möglich, die festverdrahteten Anordnungen der Sicherheitsschaltung für sich für eine große Vielzahl von Anwendungen gleich oder gleichmäßig zu machen.

Ein Nachteil dieses Ansatzes besteht jedoch darin, daß eine Störung des Systems wegen einer Nichtverfügbarkeit der Si cherheitsschaltung während einer bestimmten Dauer immer noch auftreten kann, die von dem Ende der Freigabe des Rücksetzens bis zu dem tatsächlichen Abschluß der Rekonfiguration der Sicherheitsschaltung reicht. Im einzelnen ist ein Lesen der in dem Festspeicher vorab gespeicherten eingestellten Konfigurationsdaten nicht verfügbar, bis die Freigabe des Rücksetzens einer Zentraleinheit (CPU) des Mikrocomputers abgeschlossen ist, nachdem Strom zugeführt wird, d.h. nach dem Einschalten. Falls der Mikrocomputer seine eigenen Steuervorgänge unmittelbar nach dem Abschluß einer derartigen Freigabe des Rücksetzens beginnt, wird der Mikrocomputer während der Dauer zwangsweise in einen unerwünschten Zustand versetzt, in dem er Steuervorgänge ausführen muß, während sich die Sicherheitsschaltung im Verlauf der Rekonfiguration befindet. Dies kann zu einer Zunahme der Wahrscheinlichkeit des Auftritts einer Systemstörung als Ganzes führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes Steuersystem zu schaffen, das zum Einsatz bei verschiedenen Steuerungen wie einer Motorsteuerung geeignet ist.

Anders ausgedrückt besteht somit die Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes Steuersystem anzugeben, mit dem eine festverdrahtete oder Hardware-Schaltung gemeinsam für unterschiedliche Anwendungen verwendet werden kann, während die Beseitigung einer Systemstörung und eine Rekonfiguration der Hardwareschaltung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht werden.

Mit der Erfindung soll somit ein verbessertes Motorsteuersystem geschaffen werden, das eine gemeinsame Verwendung einer Hardwareschaltung durch unterschiedliche Fahrzeuganwendungen gestattet, während ermöglicht wird, daß deren Logik vor dem tatsächlichen Einschalten eines Mikrocomputers schnell rekonfiguriert wird, wodurch eine Systemstörung beseitigt und deren Rekonfiguration mit hoher Geschwindigkeit erreicht werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Steuersystem mit einem Mikrocomputer und einer Hardwareschaltung, die selektiv eingestellt werden kann, gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist somit eine Steuerschaltungsvorrichtung geschaffen, die zum Einsatz bei einer Steuerung eines zugehörigen Motorsystems mit einem oder mehreren Mikrocomputern und einer elektrisch rekonfigurierbaren festverdrahteten oder Hardware-Schaltung geeignet ist, deren interne Logik nach Zufuhr von Strom selektiv konfiguriert werden kann. Die Steuerschaltung weist einen auf der festverdrahteten Schaltung angeordneten, nichtflüchtigen Speicher zur Vorspeicherung von eingestellten Konfigurationsdaten der Schaltung auf. Die Einstellung einer Konfiguration oder die Rekonfiguration der festverdrahteten Schaltung wird im Ansprechen auf die in dem nichtflüchtigen Speicher vorab gespeicherten, eingestellten Konfigurationsdaten ausgeführt, bevor der Mikrocomputer nach der Zufuhr von Strom seinen Betrieb beginnt.

Bei einer derartigen Anordnung wird das Potential der Betriebsspannung der Hardwareschaltung niedriger als das des Mikrocomputers eingestellt. Bei der Zufuhr von Strom nimmt die Versorgungsspannung allmählich zu, so daß sie zuerst den garantierten Arbeitsbereich der Hardwareschaltung erreicht und dann den garantierten Arbeitsbereich des Mikrocomputers erreicht. Wenn die Versorgungsspannung der Hardwareschaltung auf den garantierten Arbeitsbereich ansteigt, werden sowohl die Hardwareschaltung als auch deren zugehöriger nichtflüchtiger Speicher zur Vorspeicherung der eingestellten Konfigurationsdaten der Schaltung eingeschaltet, was verursacht, daß die aus dem nichtflüchtigen Speicher auszulesenden Daten deren Rekonfiguration ausführen. Dies ermöglicht, die Rekonfiguration der Hardwareschaltung vor dem tatsächlichen Einschalten des Mikrocomputers abzuschließen.

Vorzugsweise weist die Hardwareschaltung ein Register, eine erste Einschalt-Rücksetzschaltung und eine zweite Einschalt-Rücksetzschaltung auf. Die erste Einschalt-Rücksetzschaltung wird eingeschaltet, wenn die Versorgungsspannung der Hardwareschaltung auf einen besonderen Spannungspegel ansteigt, der deren Betriebsspannung nach der Zufuhr von Strom entspricht, wodurch eine Übertragung der eingestellten Konfigurationsdaten aus dem nichtflüchtigen Speicher zu dem Register gestattet wird, so daß die Hardwareschaltung auf Grundlage der übertragenen Daten elektrisch rekonfiguriert wird. Nach dem Abschluß einer derartigen Rekonfiguration wird die Hardwareschaltung durch die zweite Einschalt-Rücksetzschaltung zwangsweise ausgeschaltet, wodurch die Ausgabe von fehlerhaften Signalen aus einer derartigen Hardwareschaltung mit unvollständiger logischer Definition verhindert wird, die sich im Verlauf der Rekonfigurierung befindet. Nach dem Abschluß der Rekonfiguration wird die Hardwareschaltung eingeschaltet, da die zweite Einschalt-Rücksetzschaltung die erzwungene Unterbrechung deren Betriebs freigibt.

Vorzugsweise ist der Mikrocomputer derart beschaffen, daß er eine Initialisierung ausführt, wenn die angelegte Versorgungsspannung auf den dessen Betriebsspannung darstellenden besonderen Spannungspegel ansteigt, und den Betrieb auch im Ansprechen auf ein externes Signal beginnt, nach dem die Hardwareschaltung durch die zweite Einschalt-Rücksetzschaltung eingeschaltet wird.

Vorzugsweise sind der Mikrocomputer und die Hardwareschaltung auf einem einzelnen höchstintegrierten Schaltkreis (LSI-Chip) angeordnet. Dies kann eine verbesserte Packungsdichte bei einer Verringerung der Größe bewirken.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild, das die elektrische Schaltung eines 4V-Garantie-Schaltungsblocks und eines 3V-Garantie-Schaltungsblocks einer erfindungsgemäßen Motorsteuerschaltung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel darstellt,
2 ein Schaltbild, das einen beispielhaften Aufbau einer Zufalls-Logikschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt,
3 ein Blockschaltbild, das den Gesamtaufbau der Motor-Steuerschaltung darstellt,
4 die Gesamtanordnung eines die Steuerschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendenden Motor-Steuersystems,
5 Zeitverläufe, die den Impulsverlauf der Funktionsweise gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellen und Eingangssignale sowie Ausgangssignale bei Empfang eines NE-Signals (NE36) eines 10°CA-Zyklusses und eines G2-Signals enthalten,
6 Zeitverläufe, die die Impulsverläufe der Funktionsweise gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellen und Eingangssignale sowie Ausgangssignale bei Empfang eines NE-Signals (NE12) eines 30°CA-Zyklusses sowie von G1- und G2-Signalen enthalten,
7 Zeitverläufe, die den Impulsverlauf gemäß der Funktionsweise eines untergeordneten Mikrocomputers darstellen und bis zu dessen Einschalten nach der Zufuhr von Strom reichen,
8 Zeitverläufe, die den Impulsverlauf der Funktionsweise gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellen und den Zusammenhang zwischen dem Rücksetz-Freigabezeitpunkt eines Hauptmikrocomputers und dem des untergeordneten Mikrocomputers nach der Zufuhr von Strom darstellen,
9 das Verhalten von wesentlichen Impulssignalen darstellende Zeitverläufe, wenn sich das Potential der angelegten Versorgungsspannung während des Betriebs vorübergehend verändert, und
10 Zeitverläufe, die zum Vergleich den Impulsverlauf von wesentlichen Signalen nach dem Anlegen der Versorgungsspannung darstellen.
Nachstehend ist ein Motorsteuersystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezug auf 1 bis 9 näher beschrieben. Zuerst wird eine Gesamtanordnung des Systems unter Bezug auf 4 näher betrachtet, in der eine zugehörige Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern zum Einsatz bei Kraftfahrzeugen mit der Bezugszahl 61 bezeichnet ist. Die Brennkraftmaschine bzw. der Motor 61 weist einen Ansaugstutzen 62 auf, der mit einem Ansaugluft-Temperatursensor 63 zur Erfassung der Temperatur eines darin eingeführten, ankommenden Luftstroms durch einen (nicht dargestellten) bekannten Luftfilter versehen ist. Stromab davon ist eine Drosselklappe 64 angeordnet, der ein Leerlaufschalter 65 zur Erfassung des vollständig geschlossenen Zustands der Drosselklappe 64 zugeordnet ist. Ein Druckausgleichsbehälter 66 befindet sich stromab der Drosselklappe 64, während ein Ansaugluft-Drucksensor 67 zur Erfassung des Drucks im Ansaugstutzen mit dem Druckausgleichsbehälter 66 verbunden ist. Mit dem Druckausgleichsbehälter 66 ist eine Luftstrom-Umgehungsleitung 68 verbunden, über die ein Teil der Ansaugluft zur Regelung der Leerlaufdrehzahl strömt, wobei die Drosselklappe 64 umgangen wird. Ein Leerlaufdrehzahl-Regelventil 69 ist an einem mittleren Abschnitt der Umgehungsleitung 68 zur automatischen Steuerung bzw. Regelung oder Einstellung der Anzahl von Motor-Leerlaufdrehungen angeordnet. Ein Ansaugkrümmer 71 dient zur Verbindung des Druckausgleichsbehälters 66 mit entsprechenden Zylindern (von denen in 4 nur einer dargestellt ist) des Motors 61, und ein Einspritzventil 15 ist daran zur Einspritzung von Kraftstoff in einen entsprechenden der Motorzylinder angebracht.
Demgegenüber ist ein mit einem Auspuffkanal 73 des Motors 61 verbundener Auspuffkrümmer 74 mit einem Sauerstoffsensor bzw. einer Lambdasonde 75 verbunden, der bzw. die die restliche Sauerstoffdichte in Auspuffgasen erfaßt. Ein (nicht dargestellter) bekannter, auspuffgasbereinigender Dreiwege-Katalysator ist stromab des Auspuffkrümmers 74 angeordnet. Ein Kühl- bzw. Wassermantel 76 zur Kühlung des Motors 61 ist einem daran befestigten Wassertemperatursensor 77 zur Erfassung der Temperatur des Kühlwassers zugeordnet. Ein Verteiler 79 ist an dem Motor 61 zum Richten oder Verteilen des Hochspannungs-Zündstroms im geeigneten Zündzyklus zu Zündkerzen 78 der entsprechenden Zylinder angebracht. Der Verteiler 79 ist mit einem Zylinder-Identifikationssensor 44 zur Erzeugung von Zylinder-Identifikationssignalen (G1- und G2-Signalen) zur Identifikation der Kurbelwinkel-Bezugsposition eines bestimmten Zylinders und ebenfalls mit einem Drehwinkelsensor 42 verbunden, der ein Drehwinkelsignal (NE-Signal) erzeugt und ausgibt, das eine für eine erfaßte Motordrehzahl geeignete, optimale Frequenz angibt. Der Verteiler 79 wird durch eine Zündeinrichtung 14 mit dem sekundären Hochspannungsstrom versorgt.
In 3 ist eine erfindungsgemäße Motorsteuerschaltung 11 dargestellt, die auf einige, zu dieser übertragenen Sensorsignale zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung und für Zündungssteuervorgänge anspricht. Die Steuerschaltung 11 weist eine Kombination aus einem Haupt- oder "Master"-Mikrocomputer 12 und einem untergeordneten oder "Slave"-Mikrocomputer 13 auf. Der Master-Mikrocomputer 12 dient zur Steuerung bzw. Regelung des Einspritzventils 15 als zu regelndes Zielobjekts bzw. Regelgröße durch eine Treiberschaltung 17. Der Haupt-Mikrocomputer 12 ist durch eine Zentraleinheit bzw. CPU 18, einen Festspeicher (ROM) 19, einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) 20 und Eingangs-/Ausgangs- (I/O-) Leitungen 21 gebildet, die durch einen zugehörigen Datenbus 22 miteinander verbunden sind.
Der Slave-Mikrocomputer 13 dient zur Steuerung von Lesevorgängen von verschiedenen Arten von Sensorsignalen zur Regelung der Zündeinrichtung 14 (ebenfalls als Regelgröße) über eine Leistungstransistorschaltung 58 und zur Erzeugung von geeigneten Sicherungsvorgängen für die Motorregelung durch Ausführung von einfachen Kraftstoffeinspritzungs-/Zündsteuerabläufen anstelle des Master-Mikrocomputers 12, wenn dieser gestört ist.
Die elektrische Schaltung des Slave-Mikrocomputers 13 ist in 1 abgebildet, wobei dieser Mikrocomputer 13 einen 4V-Garantie-Schaltungsblock 23 aufweist, der darin integriert ist, um sicherzustellen, daß die garantierte Betriebs-Versorgungsspannung 4 V beträgt. Dieser 4V-Garantie-Schaltungsblock 23 ist für einen Betrieb mit einer Versorgungsspannung von 4 V oder mehr ausgelegt. Der Slave-Mikrocomputer 13 ist im allgemeinen durch einen Multiplexer 24 zum Empfang der verschiedenen Arten von diesem gesendeten Sensorsignalen und zum Umschalten von deren Eingabe, einen Analog-Digital- (A/D-) Wandler 25 zur Analog-/Digital-Wandlung eines empfangenen Sensorsignals aus dem Multiplexer 24, einen Festspeicher bzw. ROM 26, der vorab Steuerprogramme als Firmware darin speichert, einen Schreib-Lese-Speicher bzw. RAM 27, der vorübergehend diesem zugeführte verschiedene Arten von Informationsdaten speichert, einen Eingabe-/Ausgabe-Abschnitt 28 zum Empfang oder Senden von Signalen aus oder zu dem Master-Mikrocomputer 12, eine Zentraleinheit bzw. CPU 29, eine Quartzoszillator-Schaltung 30 zur Erzeugung eines bzw. von Taktsignal(en) für die Zentraleinheit 29, eine 4V-Erfassungsschaltung 31, die einen bestimmten Zeitpunkt erfaßt, zu dem die Versorgungsspannung nach dem Einschalten allmählich auf einen bestimmten Spannungspegel von 4 V angestiegen ist, wodurch ein Erfassungssignal erzeugt und ausgegeben wird, und eine dritte Einschalt-Rücksetzschaltung 32 gebildet, die auf den Empfang des Erfassungssignals zur Erzeugung eines Rücksetzsignals für entsprechende der vorstehend erwähnten Schaltungsbauteile anspricht.
Gemäß 1 ist ebenfalls ein 3V-Garantie-Schaltungsblock 33 vorgesehen, der mit einer garantierten Betriebs-Versorgungsspannung von 3 V arbeitet. Dieser Schaltungsblock 32 weist eine Zufalls-Logikschaltung 34 als festverdrahtete oder Hardwareschaltung auf, deren Schaltungsaufbau festgelegt ist. von wesentlicher Bedeutung ist, daß die Zufalls-Logikschaltung 34 eine elektrisch rekonfigurierbare Hardwareschaltung ist, deren Logikfunktionen auf jede gewünschte Logikschaltung verändert oder "transformiert" werden können, wodurch durch eine Rekonfiguration bei unterschiedlichen Anwendungen bei einer großen Vielzahl von Motorkenndaten für Kraftfahrzeuge unterschiedliche Logikfunktionen erhalten werden können. Diese Zufalls-Logikschaltung 34 ist derart beschaffen, daß deren Logik jedesmal dann elektrisch rekonfiguriert werden kann, wenn der Motorsteuerschaltung 11 Strom zugeführt wird. Dazu ist der 3V-Garantie-Schaltungsblock 33 insbesondere derart beschaffen, daß er einen nicht flüchtigen Speicher 35 zur Vorspeicherung von eingestellten Schaltungskonfigurationsdaten aufweist, der vorzugsweise ein programmierbarer Festspeicher (PROM) und weiter bevorzugt ein elektrisch programmierbarer, löschbarer Festspeicher (EEPROM) sein kann. Der Schaltungsblock 33 weist ebenfalls eine Datenübertragungs-Abfolgesteuerschaltung 37 zur Übertragung der in dem EEPROM 35 gespeicherten, eingestellten Konfigurationsdaten zu der Zufalls-Logikschaltung 34 und eine Oszillatorschaltung 38 mit einem Kondensator und einem Widerstand bzw. eine RC-Oszillatorschaltung 38 auf, die ein Taktsignal(e) für die Datenübertragungs-Abfolgesteuereinrichtung 37 und die Zufalls-Logikschaltung 34 erzeugt. Darüber hinaus ist der Schaltungsblock 33 mit einer 3V-Erfassungsschaltung 39 zur Erfassung eines Zeitpunkts, zu dem die angelegte Versorgungsspannung auf 3 V ansteigt, zur Erzeugung und Ausgabe eines entsprechenden Erfassungssignals, einer ersten Einschalt-Rücksetzschaltung 40, die auf das Erfassungssignal zur Erzeugung eines Rücksetzfreigabe-Befehlssignals für entsprechende der vorstehend erwähnten Schaltungsbauteile anspricht, und einer zweiten Einschalt-Rücksetzschaltung 41 versehen, die zum zwangsweisen Versetzen der Zufalls-Logikschaltung 34 in den Rücksetzzustand bis zum tatsächlichen Abschluß der anfänglichen Konfiguration oder "Rekonfiguration" deren interner logischer Schaltung dient. Sowohl der 3V-Garantie-Schaltungsblock 33 mit den vorstehend erwähnten Komponenten als auch der 4V-Garantie-Schaltungsblock 23, in den der Slave-Mikrocomputer 13 eingebaut ist, sind zusammen auf einem, einen einzelnen höchstintegrierten Schaltkreis bzw. LSI-Chip darstellenden Halbleiterchip integriert.
Aus 3 ist ersichtlich, daß die Zufalls-Logikschaltung 34 zum Empfang des über einen Filter 43 aus dem Drehwinkelsensor 42 aufgenommenen Drehwinkelsignals (NE-Signals) und ebenfalls zum Empfang des aus dem Zylinder-Identifikationssensor 44 über ein anderes Filter 45 ausgegebene Zylinder-Identifikationssignale (G1- und G2-Signale) angeschlossen ist. Diese über beide Filter 43 sowie 45 zugeführten Signale NE, G1 sowie G2 werden dann durch eine in der Zufalls-Logikschaltung 34 vorgesehene Kurvenformerschaltung 46 kurvengeformt. Das sich ergebende, kurvengeformte NE-Signal (GNNEO-Signal) wird dann sowohl zu dem Master-Mikrocomputer 12 als auch zu einem ebenfalls in der Zufalls-Logikschaltung 34 vorgesehenen Zündungssteuer-Schaltungsblock 47 weitergeleitet.
Gemäß 2 sind einige Logikeinheiten 48, 49 in dem Zündungssteuer-Schaltungsblock 47 zum Empfang der durch die Kurvenformerschaltung 46 kurvengeformten G1- und G2-Signale angeordnet. Ebenfalls in diesem Block 47 sind eine Torbreiten-Einstellschaltung 50, die die Torbreite für das eingegebene G2-Signal bestimmt, eine Schaltung 51 zur Einstellung einer TDC-Position von einem Abschnitt mit fehlendem Impuls, eine Frequenzteilerschaltung 52 zur Frequenzteilung des NE-Signals auf ein Drittel (1/3) und eine Schaltung 52 angeordnet, die auf ein Ausgangssignal aus der Frequenzteilerschaltung 53 zur Erzeugung und Ausgabe des Tachometersignals (TACHO) anspricht. Eine erste Umschalt-Schaltung 54 ist mit den Logikeinheiten 48 sowie 49, der G2-Eingangssignal-Torbreiten-Einstellschaltung 50 und der TDC-Positions-Einstellschaltung 51 verbunden, damit gestattet wird, daß zwei von deren vier Ausgangssignalen selektiv zu entsprechenden Ausgangsanschlüssen des Schalters 54 weitergeleitet werden, so daß verursacht wird, daß sie als zwei ausgewählte Ausgangssignale über dargestellte G2- und TDC-/G1-Ausgangsleitungen weitergesendet werden.
Ebenfalls in dem Zündungssteuer-Schaltungsblock 47 ist eine Verteilungs-Logikeinheit (DL) 55 zur Verteilung von aus dem Master-Mikrocomputer 12 empfangenen, eingehenden Zündungs-Befehlssignalen IGT1 bis IGT4 enthalten. Zwei, nämlich zweite und dritte Umschalt-Schaltungen 56, 57 sind mit der Verteilungs-Logikeinheit 55 zum Empfang von vier Ausgangssignalen, den Zündungs-Befehlssignalen IGT1 bis IGT4 und dem Tachometersignal TACHO verbunden, so daß gestattet wird, daß vier dieser Signale selektiv weitergeleitet werden und auf vier zugehörigen Ausgangssignalleitungen IGT1-Ausgang bis IGT4-Ausgang entnommen werden. Darüber hinaus kann die Zufalls- Logikschaltung 34 ebenfalls eine Vielzahl von (nicht dargestellten) zusätzlichen Umschalt-Schaltungen zum Umschalten deren logischer Konfiguration aufweisen.
Die Zufalls-Logikschaltung 34 weist außerdem eine Anordnung einer vorbestimmten Anzahl(n) von 8-Bit-Registern 36-1, 36-2, ..., 36-n auf. Wenn die Versorgungsspannung nach dem Einschalten mehr als 3 V beträgt, werden die eingestellten Konfigurationsdaten aus dem EEPROM 35 ausgelesen und dann zu der Registeranordnung 36 übertragen. Im Ansprechen auf den Empfang derartiger Daten führen die ersten bis dritten Umschalt-Schaltungen 54, 56, 57 und die nicht dargestellten zusätzlichen Umschalt-Schaltungen Schaltvorgänge zur Erzeugung eines gewünschten Musters einer internen Logikschaltung aus, wodurch die Zufalls-Logikschaltung 34 auf diese Weise zu einer neuen Konfiguration zum Erhalt einer neuen Logikfunktion rekonfiguriert wird.
Beispielsweise weist das erste Register 36-1 die beiden ersten Bits a und b auf, deren logische Werte zur Einstellung der G2-Eingangssignal-Torbreite verwendet werden (120°CA in dem Fall von sechs Zylindern). Die TDC-Position aus dem Abschnitt mit dem fehlenden Impuls kann auf Grundlage der Werte der folgenden Bits c und d bestimmt werden. Im Ansprechen auf den Wert eines nächsten, folgenden Bits e des Registers 36-1 wird die erste Umschalt-Schaltung 54 in einen leitenden Zustand geschaltet, der einen der beiden Konfigurationszustände erzeugt, die unterschiedliche Impulsabfolgefunktionen für in 5 und 6 dargestellte, unterschiedliche Zylinderidentifikationsschemata anbieten. In diesem Fall zeigt 5 die durch eine Schaltungskonfiguration erzeugte Impulsabfolge, wobei kein G1-Signal vorliegt, das NE-Signal (NE36) mit einer Periode von 10°CA und das G2-Signal darin eingegeben und das auf ein Drittel frequenzgeteilte NE-Signal (NE12), die TDC- und G2-Signale ausgegeben werden. Alternativ zeigt 6 die durch eine andere Schaltungskonfiguration erhaltene Impulsabfolge, die als Eingangssignale das NE-Signal (NE12) mit einer Periode von 30°CA und die G1- sowie G2-Signale aufnimmt und G1out- sowie G2out-Signale als deren Ausgangssignale erzeugt.
Die zweite Umschalt-Schaltung 56 verändert ihren Zustand im Ansprechen auf den Wert eines Bits f des ersten Registers 36-1. In dem Fall eines Motors mit beispielsweise sechs Zylindern wird das Umschalten derart ausgeführt, daß eine der beiden Optionen ausgewählt wird: Empfang von drei eingegebenen Zünd-Befehlssignalen IGT zur Ausgabe von drei getrennten Ausgangssignalen oder Empfang eines einzelnen Zünd-Befehlssignals IGT zu dessen Verteilung auf drei Ausgangsleitungen. Die dritte Umschalt-Schaltung 57 verändert ihren Schaltweg im Ansprechen auf den Wert von den beiden letzten Bits g, h des Registers 36-1, wodurch verursacht wird, daß vier Zünd-Befehlssignale IGT als Ausgangssignale in dem Fall von acht Zylindern erzeugt werden, oder alternativ in dem Fall von sechs Zylindern verursacht wird, daß drei Zünd-Befehlssignale IGT und ein Tachometer-Signal TACHO als deren Ausgangssignale abgegeben werden.
Auf ähnliche Weise können das zweite und die folgenden Register 36-2 bis 36-n entsprechende Bitwerte aufweisen, die zum Verursachen verwendet werden, daß die (nicht dargestellten) zusätzlichen Umschalt-Schaltungen erforderliche Schaltvorgänge ausführen, wodurch eine entsprechende Schaltungskonfiguration der Zufalls-Logikschaltung 34 eingestellt wird.
Darüber hinaus ist der Ausgang der Zufalls-Logikschaltung 34 mit der Leistungstransistorschaltung 58 verbunden, die verstärkte Zünd-Befehlssignale der daran angeschlossenen Zündeinrichtung 14 gemäß 3 zuführt.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der Motorsteuerschaltung 11 unter Bezug auf die Zeitverläufe gemäß 7 näher beschrieben, die einen Teil des Systemsteuerablaufs abdecken, bis der Slave-Mikrocomputer 13 seine beabsichtigten Steuervorgänge nach der Zufuhr von Strom ausführt, d.h. nachdem ein (nicht dargestellter) Zündschalter eingeschaltet wird. Nach dem Einschalten wird der 3V-Garantie-Schaltungsblock 33 durch die erste Einschalt-Rücksetzschaltung 40 dazu gezwungen, den Rücksetzzustand beizubehalten, bis die Versorgungsspannung 3 V erreicht, wohingegen der 4V-Garantie-Schaltungsblock 23 durch die dritte Einschalt-Rücksetzschaltung 32 zwangsweise in den Rücksetzzustand versetzt wird, bis die Versorgungsspannung auf 4 V ansteigt.
In dem 3V-Garantie-Schaltungsblock 33 beginnt der RC-Oszillator 38 zu schwingen, bevor die Versorgungsspannung 3 V erreicht; danach wird, wenn die Versorgungsspannung 3 V beträgt, der durch die erste Einschalt-Rücksetzschaltung 40 gehaltene Rücksetzzustand dann freigegeben, was gestattet, daß die Datenübertragungs-Abfolgesteuereinrichtung 37 synchron mit dem Oszillationsimpuls- (Takt-) Signal des RC-Oszillators 38 arbeitet. Dies erlaubt eine Übertragung (eines bzw.) von Adressensignal(s)/en aus der Abfolgesteuereinrichtung 37 sowohl zu dem EEPROM 35 als auch zu den Registeranordnungen 36 der Zufalls-Logikschaltung 34, was verursacht, daß die in dem EEPROM 35 gespeicherten, eingestellten Schaltungskonfigurationsdaten zu der Registeranordnung 36 übertragen werden. Nach dem Empfang derartiger Daten führen einige oder sämtliche der ersten bis dritten Umschalt-Schaltungen 54, 56, 57 und andere (nicht dargestellte) Umschalt-Schaltungen Schaltvorgänge auf eine derartige Weise aus, daß eine entsprechende interne Logikschaltung der Zufalls-Logikschaltung 34 gebildet wird. Auf diese Weise kann die Logikschaltung der Zufalls-Logikschaltung 34 elektrisch rekonfiguriert werden, wodurch ermöglicht wird, daß die Motorsteuereinrichtung 11 zur Verwendung einer bestimmten Art einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine ohne das Erfordernis einer physikalischen Veränderung eines Verbindungsmusters von Aluminium-Anschlußleitungen der Zufalls-Logikschaltung 34 verwendbar ist.
Eine einmalige Ausführung (beispielsweise von 800 μs) des Datenübertragungs-/Konfigurations- oder "Rekonfigurations"-Ablaufs kann im allgemeinen zur Erzeugung einer geeigneten Logikeinstellung der Zufalls-Logikschaltung 34 ausreichen; es kann aber noch die Möglichkeit des Versagens in Folge von elektrischem Rauschen oder anderen störenden Ursachen verbleiben. Zu einer erfolgreicheren Verhinderung einer derartigen Möglichkeit ist es empfehlenswert, daß, wenn die Ver sorgungsspannung über 3 V beträgt, der elektrische Rekonfigurationsablauf zur Erhöhung der Zuverlässigkeit wiederholt wird. Zusätzlich zu derartigen wiederholten Rekonfigurationen wird der Betrieb der Zufalls-Logikschaltung 34 durch die zweite Einschalt-Rücksetzschaltung 41 bis zum vollständigen Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer unterbrochen, die eine zur genauen Einstellung der gewünschten Logikkonfiguration ohne begleitende Einflüsse von Rauschen erforderliche maximale Dauer ist, beispielsweise vorzugsweise 12,8 ms. Dies stellt sicher, daß keine fehlerhaften Signale mehr aus der Zufalls-Logikschaltung 34 erzeugt werden, deren Betrieb instabil ist, da sie gerade rekonfiguriert wird. Nach dem Ablauf der vorbestimmten Dauer versucht die zweite Einschalt-Rücksetzschaltung 41 den Rücksetzzustand freizugeben, was verursacht, daß die Zufalls-Logikschaltung 34 erwünschte Impulssignale gemäß 5 oder 6 erzeugt und ausgibt. In dieser Situation wird der Slave-Mikrocomputer 13 wiederum ausgeschaltet, während die Kurvenformerschaltung 46 eingeschaltet ist.
In dem 4V-Garantie-Schaltungsblock 23 versucht, wenn die Versorgungsspannung 4 V beträgt, die dritte Einschalt-Rücksetzschaltung 32 den Rücksetzzustand freizugeben, indem der Analog-Digital-Wandler 25, der Festspeicher 26, der Schreib-Lese-Speicher 27, die Eingangs-/Ausgangsleitungen 28 u.a. initialisiert werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zentraleinheit 29 des Slave-Mikrocomputers 13 wiederum ausgeschaltet und verbleibt infolge des Empfangs des Rücksetzsignals aus dem Master-Mikrocomputer 12 in dem Rücksetzzustand. Dies ist dadurch bedingt, daß, falls eine einmalige Rekonfiguration infolge der Einwirkung von Rauschen oder dergleichen zu einer Störung führt, es passieren könnte, daß die Zufalls-Logikschaltung 34 nicht auf eine gewünschte Logikkonfiguration eingestellt werden kann, wenn der Rücksetzzustand durch die dritte Einschalt-Rücksetzschaltung 32 freigegeben wird. Nachdem die vorbestimmte Dauer der Rekonfiguration (die für den Abschluß der Rekonfiguration erforderliche maximale Dauer) zur Sicherstellung abgelaufen ist, daß die gewünschte Logikkonfiguration genau eingestellt worden ist, sollte eine weitere Wartezeit vor der Freigabe des Rücksetzens des Slave-Mikrocomputers 13 durch den Master-Mikrocomputer 12 vorgesehen sein, wodurch der Slave-Mikrocomputer 13 zur Ausführung seiner eigenen Steuervorgänge eingeschaltet wird.
Es sei bemerkt, daß gemäß 8 das Rücksetzen des Master-Mikrocomputers 12 durch einen (nicht dargestellten) integrierten Leistungs-Schaltkreis (IC) nach dem Ablauf von beispielsweise 16 bis 80 ms ab einem Zeitpunkt erfolgt, bei dem die Versorgungsspannung 3,9 V erreicht. Mit einer geringen Verzögerungszeit ab dem Ende einer derart abgelaufenen Zeit infolge des Vorhandenseins eines Zeitverbrauchs für eine anfängliche Ausführung von eingebauten Programmen wird die Zentraleinheit 18 des Haupt-Mikrocomputers 12 eingeschaltet, um ein Rücksetz-Freigabesignal für den Slave-Mikrocomputer 13 zu erzeugen, dessen Rücksetzen dann freigegeben wird. Dies bedeutet, daß insgesamt 16 ms zuzüglich der Verzögerungszeit mindestens erforderlich sind, bis das Rücksetzen des Slave-Mikrocomputers 13 tatsächlich freigegeben wird, nachdem die Versorgungsspannung des Master-Mikrocomputers 12 3,9 V erreicht. Die Dauer einer derartigen Gesamt-Verzögerungszeit ist wesentlich größer als die vorstehend erwähnte Einstellzeit der Logikkonfiguration; deshalb kann sicherstellt werden, daß die gewünschte Rekonfiguration abgeschlossen wird, bevor der Slave-Mikrocomputer 13 gestartet wird.
Es ist beschrieben worden, daß der Zeitpunkt des Einschaltens des Slave-Mikrocomputers 13 nach dem der Zufalls-Logikschaltung 34 erfolgt. Der Grund dafür besteht darin, daß ermöglicht wird, eine normale Signalverarbeitung zuverlässig zu erreichen, unmittelbar nachdem der Slave-Mikrocomputer 13 auf eine solche Weise eingeschaltet wird, daß die Kurvenformer-Schaltung 46 der Ausführung ihrer Kurvenformvorgänge für das NE-Signal und die Zylinder-Identifikationssignale (G1- und G2-Signale) vor dem tatsächlichen Einschalten des Slave-Mikrocomputers 13 eingeschaltet wird.
Unter Bezug auf 9 wird der Fall beschrieben, daß die Versorgungsspannung von mehr als 4 V vorübergehend auf unter 4 V absinkt, was möglicherweise auftreten kann, wenn ein (nicht dargestellter) Anlasser betrieben wird, der mit der Brennkraftmaschine verbunden ist. In diesem Fall wird angenommen, daß die linken äußeren Seiten der entsprechenden Signale in 9 von den rechten äußeren Seiten der entsprechenden Signale von 7 fortgesetzt sind. Selbst wenn die Versorgungsspannung weniger als 4 V beträgt, befindet sich der 3V-Garantie-Schaltungsblock 33 noch in dem garantierten Arbeitsbereich, solange die Versorgungsspannung größer oder gleich 3 V ist. Deswegen können entsprechende Schaltungsabschnitte des 3V-Garantie-Schaltungsblocks 33 ihren Betrieb auch im wesentlichen auf dieselbe Weise wie in dem Fall fortsetzen, in dem die Versorgungsspannung höher als 4 V ist. Es liegen keine wesentlichen Unterschiede dazwischen vor.
Im Gegensatz dazu gibt der 4V-Garantie-Schaltungsblock 23 seine garantierte Betriebs-Versorgungsspannung ab, die größer oder gleich 4 V ist. Wenn die Versorgungsspannung auf 4 V oder darunter abfällt, wird die dritte Einschalt-Rücksetzschaltung 32 eingeschaltet, so daß die Zentraleinheit 29 des Slave-Mikrocomputers 13 zwangsweise in den Rücksetzzustand versetzt wird, so daß deren Betrieb unterbrochen wird. Wenn die Versorgungsspannung danach wiederum 4 V oder mehr erreicht, wird der Rücksetzzustand durch die dritte Einschalt-Rücksetzschaltung 32 freigegeben.
Unter diesen Umständen befindet sich der Master-Mikrocomputer 12 in dem Rücksetzzustand, wenn die Versorgungsspannung 3,9 V oder weniger beträgt. Während der Master-Mikrocomputer 12 seinen Betrieb fortsetzt, wenn die Versorgungsspannung zwischen 3,9 und 4,0 V liegt, befindet sich der Slave-Mikrocomputer 13 dementsprechend in dem Rücksetzzustand. Zu diesem Zeitpunkt beendet der Slave-Mikrocomputer 13 die Zufuhr eines Zeitüberwachungs-Löschbefehlsignals WDC zu dem Master-Mikrocomputer 12, was einen Versuch des Rücksetzens des Master-Mikrocomputers 12 jedesmal dann verursacht, wenn eine festgelegte Zeitdauer abgelaufen ist.
Wenn die Versorgungsspannung danach 3,9 V oder weniger beträgt, befindet sich der Master-Mikrocomputer 12 ebenfalls in dem Rücksetzzustand. Deswegen wird das aus dem Haupt-Mikrocomputer 12 dem Slave-Mikrocomputer 13 zugeführte Rücksetzsignal in dem Rücksetzzustand gehalten. Wenn die Versorgungsspannung sich wieder erholt, so daß sie in dem Bereich von 3,9 bis 4,0 V liegt, wird das Rücksetzen des Master-Mikrocomputers 12 dann aufgehoben, während der Slave-Mikrocomputer 13 zwangsweise in dem Rücksetzzustand verbleibt. Dies bedeutet, daß die Unterbrechung der Zufuhr des Zeitüberwachungs-Löschbefehlsignals WDC aus dem Slave-Mikrocomputer 13 zu dem Master-Mikrocomputer 12 fortgesetzt wird. Der Master-Mikrocomputer 12 versucht daher, dem Slave-Mikrocomputer 13 in vorbestimmten Zeitintervallen zurückzusetzen.
Wenn die Versorgungsspannung wieder 4 V oder mehr erreicht, wird die Zufuhr des Zeitüberwachungs-Löschbefehlsignals WDC aus dem Slave-Mikrocomputer 13 zu dem Master-Mikrocomputer 12 erneut gestartet, was eine Übertragung des Rücksetzsignals aus dem Master-Mikrocomputer 12 zu dem Slave-Mikrocomputer 13 beseitigt.
Es ist wahrscheinlich, daß ein anderer Ansatz zum Erreichen des Rekonfigurationsablaufs der Zufalls-Logikschaltung 34 ebenfalls möglich ist. In einem in 10 dargestellten Vergleich werden die eingestellten Schaltungskonfigurations-Daten in einem in den Slave-Mikrocomputer 13 eingebauten Festspeicher bzw. ROM gespeichert und zur Übertragung ausgelesen, nachdem das Rücksetzen der Zentraleinheit 29 des Slave-Mikrocomputers 13 nach der Zufuhr von Strom freigegeben wird.
Bei diesem Beispiel wird ein Lesen der in dem Festspeicher geschriebenen, eingestellten Konfigurationsdaten nur freigegeben, nachdem der Slave-Mikrocomputer 13 eingeschaltet wird, infolge der Freigabe des Rücksetzens der Zentraleinheit 29 des Slave-Mikrocomputers 13 nach dem Einschalten; deswegen müssen das Einschalten des Slave-Mikrocomputers 13 und die Übertragung der eingestellten Konfigurationsdaten aus der Slave-Zentraleinheit 29 zu der Zufalls-Logikschaltung 34 im wesentlichen gleichzeitig gestartet werden. Wegen eines derartigen gleichzeitigen Schemas kann nicht mehr erwartet werden, daß sichergestellt ist, jeden gewünschten logischen Rekonfigurations-Ablauf für die Zufalls-Logikschaltung 34 vor dem Einschalten des Slave-Mikrocomputers 13 abzuschliessen. Dies führt zu einer Zunahme der Wahrscheinlichkeit eines Auftretens einer Systemstörung während einer derartigen Periode. Zu deren Beseitigung kann in Betracht gezogen werden, eine zusätzliche Anordnung zur zwangsweisen Verzögerung des Einschaltens von eigenen Steuervorgängen bis zu dem tatsächlichen Abschluß der logischen Rekonfiguration zu verwenden. Bei einer derartigen Anordnung führt jedoch die Verzögerung des Einschaltens der eigenen Steuerung bzw. Regelung zur Verminderung der Bearbeitungsrate des Systems als Ganzes, was den Anforderungen an eine Motorregelung mit hoher Geschwindigkeit widerspricht.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist durch Berücksichtigung der Tatsache, daß der 3V-Garantie-Schaltungsblock 33 in der Zufalls-Logikschaltung 34 zuerst die garantierte Betriebs-Versorgungsspannung erreicht, bevor der Slave-Mikrocomputer des 4V-Garantie-Schaltungsblocks 23 nach dem Einschalten dies erreicht, das EEPROM 35 zum Speichern der Konfigurationsdaten in dem 3V-Garantie-Schaltungsblock 33 derart angeordnet, daß ermöglicht wird, die darin gespeicherten, eingestellten Konfigurationsdaten zu lesen und zu der Registeranordnung 36 der Zufalls-Logikschaltung 34 zur Rekonfiguration deren interner Logikschaltung zu übertragen. Daher ist es möglich, eine gewünschte Logikschaltung der Zufalls-Logikschaltung 34 während einer bestimmten Zeitdauer erfolgreich einzustellen oder aufzubauen, in der die Versorgungsspannung von 3 auf 4 V ansteigt, wodurch sowohl eine Beseitigung der Störung als auch ein Erreichen einer Verarbeitung mit hoher Geschwindigkeit gleichzeitig ermöglicht werden. Außerdem kann die logische Konfiguration der Zufalls-Logikschaltung 34 frei verändert werden, indem lediglich die in dem EEPROM 35 gespeicherten, eingestellten Daten verändert werden. Diese einzigartige Anordnung zur logischen Rekonfiguration kann das Erfordernis einer physikalischen Veränderung des Aluminium-Anschlußleitungs-Verbindungsmusters der Zufalls-Logikschaltung 34 verhindern, was zu der Möglichkeit der gemeinsamen Verwendung der Zufalls-Logikschaltung 34 für eine breite Vielzahl von Brennkraftmaschinen führt, die sich hinsichtlich Aufbau und Kenndaten voneinander unterscheiden, wodurch die Komplexität der festverdrahteten Schaltungen bzw. Hardware und die Kosten der Produkte verringert werden.
Ein anderer bedeutender Vorteil der Motorsteuerschaltung mit der elektrisch rekonfigurierbaren Hardwareschaltung besteht darin, daß, da die Zufalls-Logikschaltung 34 durch die zweite Einschalt-Rücksetzschaltung 41 zwangsweise zumindest bis zum Abschluß eines gewünschten Ablaufs zur logischen Rekonfiguration für die Zufalls-Logikschaltung 34 in den Rücksetzzustand versetzt wird, verhindert werden kann, daß fehlerhafte Signale durch die Zufalls-Logikschaltung 34 erzeugt werden, die sich im Verlauf der Rekonfiguration befindet und deren Betrieb daher instabil ist. Dies dient zur weiteren Erhöhung der Systemzuverlässigkeit.
Ein weiterer Vorteil der Motorsteuerschaltung besteht darin, daß dadurch, daß der Slave-Mikrocomputer 13 beim Empfang eines Rücksetzsignals aus dem Master-Mikrocomputer 12 nur dann gestartet wird, nachdem das Rücksetzen der Zufalls-Logikschaltung 34 durch die einzuschaltende zweite Einschalt-Rücksetzschaltung 41 freigegeben wurde, es wird möglich, daß der Zeitpunkt des Einschaltens des Slave-Mikrocomputers 13 bis zum dem der Zufalls-Logikschaltung 34 verzögert werden kann. Eine derartige Verzögerung des Einschaltzeitpunktes kann sicherstellen, daß die Kurvenformerschaltung 46 in der Zufalls-Logikschaltung 34 vor dem Einschalten des Slave-Mikrocomputers 13 eingeschaltet wird, wodurch die Ausführung von Kurvenformungsvorgängen des NE-Signals und der Zylinder-Identifikationssignale (G1- und G2-Signale) gestartet wird. Dies wiederum kann eine schnelle Ausführung einer hochzuverlässigen Signalverarbeitung selbst dann gestatten, unmittelbar nachdem der Slave-Mikrocomputer 13 gestartet wird.
Ein weiterer Vorteil des Ausführungsbeispiels besteht darin, daß sowohl der den Slave-Mikrocomputer 13 aufweisende 4V-Garantie-Schaltungsblock 23 als auch der die Zufalls-Logikschaltung 34 aufweisende 3V-Garantie-Schaltungsblock 33 auf einem Halbleitersubstrat zum Erhalt eines Einkreis-LSIs bzw. höchstintegrierten Schaltkreises mit derartigen Blöcken 23, 33 integriert sind, deren garantierte Betriebs-Versorgungsspannungen sich voneinander unterscheiden, wodurch die Effektivität der Anordnung und die Packungsdichte verbessert werden, während die Verkleinerung verglichen mit dem Fall erreicht wird, daß beide Blöcke 23, 33 jeweils auf einzelnen LSI-Chips vorgesehen sind.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Schaltungsblöcke 23, 33 auf einem einzelnen Substrat zum Erhalt einer Einkreis-LSI-Vorrichtung integriert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht ausschließlich auf eine derartige einzelne LSI-Anordnung beschränkt; sie kann ebenso bei zwei einzelnen LSI-Anordnungen angewandt werden, wobei die Ziele der Erfindung erreicht werden können.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die eingestellten Schaltungskonfigurationsdaten aus dem EEPROM 35 zur Datenspeicherung zu dem Registerabschnitt 36 in der Zufalls-Logikschaltung 34 übertragen; jedoch kann eine derartige Anordnung auf eine solche Weise verändert werden, daß eine Vielzahl von Kombinationen von eingestellten Konfigurationsdaten jeweils vorab in einer entsprechenden Vielzahl von in der Zufalls-Logikschaltung 34 angeordneten, einzelnen Registerabschnitten vorab gespeichert sind. In diesem Fall kann das EEPROM zur Datenspeicherung derart verändert werden, daß es einen bestimmten Datenabschnitt speichert, der angibt, welcher Registerabschnitt ausgewählt werden sollte, wodurch die Logik der Zufalls-Logikschaltung 34 auf Grundlage der Inhalte eines derart ausgewählten Registerabschnitts im Ansprechen auf die besonderen Daten des EEPROM rekonfiguriert werden kann.
Während gemäß dem Ausführungsbeispiel auf den Slave-Mikrocomputer 13 abgestellt wird, der gesteuert von dem Master-Mikrocomputer 12 arbeitet, kann die Erfindung außerdem auf ein Steuersystem angewandt werden, das einen unabhängigen oder selbständigen ("Stand-alone"-) Mikrocomputer aufweist, der frei von einem derartigen "Master-Slave"-Verhältnis und einer zugehörigen elektrisch-logisch rekonfigurierbaren festverdrahteten Schaltung als Sicherheitsschaltung ist. Die festverdrahtete bzw. Hardware-Schaltung ist nicht auf die Zufalls-Logikschaltung allein beschränkt und kann alternativ eine von den Arten von derzeit erhältlichen Hardwareschaltungen sein, die eine zur Teilnahme an den Eingabe-/Ausgabeverarbeitungs-Abläufen des Mikrocomputers ausgelegte enthält.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf die vorstehend beschriebene Motorsteuerschaltung anwendbar, sondern ebenfalls auf andere Arten von möglichen Steuerschaltungen einschließlich denjenigen zum Einsatz bei verschiedenen Systemen mit von Kraftfahrzeugen unterschiedlichen Anordnungen. Darüber hinaus ist die garantierte Betriebs-Versorgungsspannung der entsprechenden Schaltungsblöcke 23, 33 nicht auf 4 und 3 V beschränkt; diese können wahlweise 4,5 bzw. 3,5 V betragen.
Der Zufalls-Logikabschnitt 34 kann alternativ derart beschaffen sein, daß, sobald dessen Konfiguration in Abhängigkeit von dessen Anwendung bei einer bestimmten Kraftfahrzeugart oder dessen Brennkraftmaschine bestimmt ist, eine derartige, einmal hergestellte Konfiguration unabhängig von danach wiederholten Ein- und Ausschaltvorgängen nicht mehr veränderbar ist.
Ein zum Einsatz bei der Steuerung von Brennkraftmaschinen geeignetes Steuersystem weist einen Mikrocomputer 13 und eine Hardwareschaltung 14 auf, deren interne Logikschaltung auf eine derartige Weise rekonfigurierbar ist, daß die Einstellung der Konfiguration abgeschlossen ist, bevor der Mikrocomputer 13 beim Anlegen einer Versorgungsspannung eingeschaltet wird. Der Mikrocomputer 13 ist in einem 4V-Garantie-Schal tungsblock 23 mit einer garantierten Betriebs-Versorgungsspannung von 4 V eingebaut. Ein 3V-Garantie-Schaltungsblock 33 weist eine Zufalls-Logikschaltung 34 und ein EEPROM 35 zum Speichern von eingestellten Schaltungskonfigurationsdaten auf. Der 3V-Garantie-Schaltungsblock 33 weist ebenfalls eine erste Einschalt-Rücksetzschaltung 40 zur Erzeugung von entsprechenden Abschnitten mit einem Rücksetzfreigabe-Befehlssignal, wenn eine angelegte Versorgungsspannung auf 3 V zunimmt, und eine zweite Einschalt-Rücksetzschaltung 41 auf, die die Zufalls-Logikschaltung 34 bis zum Abschluß der Rekonfiguration der Hardwareschaltung 14 zwangsweise in den Rücksetzzustand versetzt.

Claims

Steuersystem mit einem Mikrocomputer (13) und einer Hardwareschaltung (34), deren Konfiguration selektiv eingestellt werden kann, mit einer ersten Oszillatorschaltung (38), einem nichtflüchtigen Speicher (35) zum Speichern von für die Hardwareschaltung (34) eingestellten Schaltungskonfigurationsdaten und einer Einstelleinrichtung (31, 32, 36, 39 bis 41), die an die erste Oszillatorschaltung (38) angeschlossen ist und auf die in dem nichtflüchtigen Speicher (35) gespeicherten, eingestellten Konfigurationsdaten zur Einstellung der Konfiguration der Hardwareschaltung (34) anspricht, bevor der Mikrocomputer (13) nach der Zufuhr von Strom eingeschaltet wird, wobei die Einstelleinrichtung (31, 32, 36, 39 bis 41) die Konfiguration der Hardwareschaltung (34) periodisch im Ansprechen auf die Oszillationsausgabe der Oszillatorschaltung (38) einstellt.
Steuersystem nach Anspruch 1, zudem mit einer zweiten Oszillatorschaltung (30), die oberhalb eines ersten Spannungspegels arbeitet, wobei die erste Oszillatorschaltung (38) oberhalb eines zweiten Spannungspegels arbeitet, der niedriger als der erste Spannungspegel ist, und wobei der Mikrocomputer an die zweite Oszillatorschaltung angeschlossen ist.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Hardwareschaltung (34) ein festgelegtes Steuerungssignal erzeugt, bevor der Mikrocomputer ein Steuerungssignal erzeugt.
Steuersystem nach Anspruch 2, wobei der Mikrocomputer (13) eingeschaltet wird, wenn eine Versorgungsspannung den ersten Spannungspegel erreicht, und die Einstelleinrichtung (31, 32, 36, 39 bis 41) die Konfiguration der Hardwareschaltung (34) auf Grundlage der indem nichtflüchtigen Speicher (35) gespeicherten, eingestellten Konfigurationsdaten einstellt, wenn die Versorgungsspannung den zweiten Spannungspegel erreicht.
Steuersystem nach Anspruch 2, wobei die Einstelleinrichtung (31, 32, 36, 39 bis 41) ein Register (36-1 bis 36-n) zum Empfang der diesem übertragenen, in dem nichtflüchtigen Speicher (35) gespeicherten, eingestellten Konfigurationsdaten, und eine erste Einschalt-Rücksetzschaltung (40) zum Beginnen der Übertragung der eingestellten Konfigurationsdaten aus dem nichtflüchtigen Speicher (35) zu dem Register (36-1 bis 36-n) aufweist, wenn die Versorgungsspannung nach der Zufuhr von Strom auf den zweiten Spannungspegel ansteigt.
Steuersystem nach Anspruch 5, wobei die erste Einschalt-Rücksetzschaltung (40) zulässt, dass, wenn die Versorgungsspannung höher als der zweite Spannungspegel ist, die eingestellten Konfigurationsdaten wiederholt aus dem nichtflüchtigen Speicher (35) zu dem Register (36-1 bis 36-n) übertragen werden.
Steuersystem nach Anspruch 2, wobei die Einstelleinrichtung (31, 32, 36, 39 bis 41) eine zweite Einschalt-Rücksetzschaltung (41) zum Ausschalten der Hardwareschaltung (34) bis zum Ablauf einer Zeit aufweist, die zur Einstellung der Konfiguration der Hardwareschaltung (34) im Ansprechen auf die zu dem Register (36-1 bis 36-n) übertragenen, eingestellten Konfigurationsdaten erforderlich ist.
Steuersystem nach Anspruch 7, wobei die zweite Einschalt-Rücksetzschaltung (41) die Hardwareschaltung (34) zwingt, zumindest bis dann ausgeschaltet zu bleiben, bis der Mikrocomputer (13) seinen Betrieb beginnt, während die Versorgungsspannung sich auf oder über dem zweiten Spannungspegel befindet.
Steuersystem nach Anspruch 2, wobei die Hardwareschaltung (34) auf die eingestellten Konfigurationsdaten des nichtflüchtigen Speichers (35) zur Auswahl einer aus der Vielzahl von vorbestimmten Konfigurationen anspricht.
Steuersystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei die erste Einschalt-Rücksetzschaltung (49) verursacht, dass, wenn die Versorgungsspannung unter dem zweiten Spannungspegel ist, sich die Hardwareschaltung (34) in einem Rücksetzzustand befindet.
Steuersystem nach Anspruch 4, wobei der Mikrocomputer (13) eine Initialisierung ausführt, wenn die daran angelegte Versorgungsspannung auf den ersten Spannungspegel ansteigt, und seinen Betrieb im Ansprechen auf ein externes Signal beginnt, nachdem die Hardwareschaltung (34) durch die zweite Einschalt-Rücksetzschaltung (41) eingeschaltet wird.
Steuersystem nach Anspruch 2, wobei die Steuerschaltung zum Einsatz bei der Steuerung einer Brennkraftmaschine dient.
Steuersystem nach Anspruch 12, wobei die Hardwareschaltung (34) eine Eingabeeinrichtung (46) zum Empfang eines Ausgangssignals einer Drehwinkel-Erfassungseinrichtung (42) zur Erfassung eines Drehwinkels des Motors und/oder eine Ausgabeeinrichtung (47) zur Erzeugung eines Zündsignals zur Zündsteuerung des Motors aufweist.
Steuersystem nach Anspruch 13, wobei die Einstelleinrichtung die Schaltungskonfiguration der Eingabeeinrichtung (46) und/oder der Ausgabeeinrichtung (47) einstellt.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der Mikrocomputer (13) und die Hardwareschaltung (34) in einem einzelnen höchstintegrierten Schaltkreis integriert sind.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die ausgewählte Konfiguration unveränderbar beibehalten wird, sobald die Hardwareschaltung (34) auf eine ausgewählte Konfiguration eingestellt ist.
Steuersystem nach Anspruch 3, wobei die Hardwareschaltung (34) enthält: ein Register (36-1 bis 36-n) zum Empfang der zu diesem Übertragenen, in dem nichtflüchtigen Speicher (35) gespeicherten, eingestellten Konfigurationsdaten, eine erste Einschalt-Rücksetzschaltung (40), die es ermöglicht, dass die eingestellten Konfigurationsdaten aus dem nichtflüchtigen Speicher (35) zu dem Register (36-1 bis 36-n) übertragen werden, wenn eine Versorgungsspannung auf einen Spannungspegel ansteigt, der einer Betriebsspannung der Hardwareschaltung (34) nach der Zufuhr von Strom entspricht, und eine zweite Einschalt-Rücksetzschaltung (41), damit die Hardwareschaltung (34) zwangsweise bis zum Ablauf einer Zeit ausgeschaltet bleibt, die zur vollständigen Einstellung der Konfiguration der Hardwareschaltung (34) im Ansprechen auf die zu dem Register (36-1 bis 36-n) übertragenen, eingestellten Konfigurationsdaten erforderlich ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei die erste Oszillatorschaltung (38) ein Kondensator-Widerstands-Oszillator ist, der oberhalb des zweiten Spannungspegels oszillieren kann.