DE19711734C2 - System zur Einspeisung von Simulationsdaten in Steuergeräte und zur Verarbeitung der Simulationsdaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Einspeisung von Simu­ lationsdaten in ein Steuergerät und zur Verarbeitung der Simula­ tionsdaten gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Kontrolle von Steuergeräten, beispielsweise Airbag-Steu­ ergeräten, werden u. a. Beschleunigungsdaten, die bei bereits erfolgten Crash-Ereignissen aufgezeichnet wurden, als Analog­ signal (Crash-Signal) in die Airbag-Elektronik eingebracht. Dies hat den Zweck, das Auslöseverhalten des Airbag-Steuer­ geräts zu überprüfen.

Für derartige Kontrollen wird bei einem bekannten System über einen ersten Rechner, der mit einer Kommunikations- und Steu­ ersoftware arbeitet, mit der Steuereinheit kommuniziert. Die Kommunikations- und Steuersoftware umfaßt die Programmierung, Analyse, Initialisierung, etc. des Aufbaus der Steuereinheit. Ein zweiter Rechner dient dazu, das digitalanalog gewandelte Crash-Signal als Simulationssignal in die Steuereinheit ein­ zugeben, wobei zur Herabsetzung des Spannungspegels ein pas­ siver ohmscher Spannungsteiler verwendet wird. Mittels eines angeschlossenen Speicheroszilloskops werden Zündsignale er­ faßt, anhand derer der Zündzeitpunkt für die Airbags bestimmt werden kann und das eingespeiste Crash-Signal und die Zünd­ pillensignale, Signalverläufe etc. aufgezeichnet werden.

Nachteilig bei dem bekannten System ist das Erfordernis, die Crash-Signale konvertieren zu müssen. Hinzu kommt, daß der gerätemäßige Aufwand beträchtlich ist. Die verschiedenen Kom­ ponenten bringen auch eine erschwerte Anpassung an neue Soft­ ware mit sich.

Aus der DE 44 24 020 A1 ist ein Prüfverfahren für eine passi­ ve Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei dem jedesmal nach Fahrzeuginitialisierung die Steuereinheit der Sicherheitseinrichtung durch eine Überwachungseinheit überprüft wird. Hierbei liefert die Überwachungseinheit Prüfimpulse an einen Kollisionssensor der Sicherheitseinrich­ tung. Ausgangssignale der mit dem Kollisionssensor gekoppel­ ten Steuereinheit werden im folgenden durch die Überwachungs­ einheit aufgenommen und auf ihren kausalen Zusammenhang zu den Prüfimpulsen hin überprüft. Wird dabei festgestellt, daß die Steuereinheit nicht korrekt arbeitet, so wird für den weiteren Betrieb der Sicherheitseinrichtung ein Auslösen der Sicherheitsmittel verhindert und eine Warnlampe für den Fah­ rer aktiviert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Einspeisung von Simulationsdaten in Steuergeräte und zur Ver­ arbeitung der Simulationsdaten zu schaffen, das kostengünstig und bedienungsfreundlich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge­ genstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen System ist es durch geschickte An­ ordnung und Einbindung der Komponenten ermöglicht, daß die Einspeise- und die Kommunikationssoftware für die Steuerein­ heit zu einer Einheit zusammengeführt sind. Dabei wird nur noch ein Rechner benötigt und das System u. a. sehr viel fle­ xibler und schneller. Zentraler Teil ist die Steuereinheit.

Es kann auf eine herkömmliche Kommunikationssoftware zurück­ gegriffen werden, die ständig aktualisiert wird. Auf diese Weise kann wiederum mit Standardgeräten gearbeitet werden, was sich günstig auf die Kosten auswirkt. Die Daten können auf einfache Weise abrufbar gespeichert werden. Ferner können neue Hardware-Systeme problemlos eingesetzt werden.

Die Einspeisesoftware läßt sich bei der erfindungsgemäßen Verbindung mit der Kommunikationssoftware einfach anpassen und warten. Der gemeinsame Rechner steuert mittels der Ein­ speisesoftware Funktionen wie die Ausgabe eines analogen Crash-Signals, Abtastung von mehreren Eingangskanälen zur Bestimmung des Zündzeitpunkts, Betriebszustände des Steuer­ geräts, etc.

Des weiteren gestattet er eine quasisynchrone Aufzeichnung und Auswertung von beliebigen analogen und digitalen Signalen während der Dateneinspeisung. Auch können die Einspeisedaten direkt umgewandelt werden, etwa Amplitudenvariation, Offset­ variation, Variation des Einspeisezeitpunktes, etc. Nach Durchführen eines Tests werden die entsprechenden Flags und Speicher zurückgesetzt.

Während der Simulation können verwendete Daten mit Zusatz­ information und die erfaßten Signale im Rechnersystem aufge­ listet und gespeichert werden. Diese Daten umfassen insbeson­ dere Protokolldateien mit Angabe der verwendeten Datensätze, Offset-Einspeisung, als Ergebnisse der Simulation die Ampli­ tudenänderung, Angabe des Fire/No-Fire- (Zünd-) Signals, Zündzeitgröße. Aufgrunddessen steht die gesamte Simulations­ dokumentation zur Verfügung.

Weiterhin vorteilhaft können mit dem erfindungsgemäßen System Testreihen automatisch abgearbeitet werden, z. B. mit Menü- Steuerung, da die Kommunikation mit der Steuereinheit auto­ matisch abläuft.

Durch das Vorsehen einer Mehrkanal-Verarbeitung ist es mög­ lich, mehrere Sensoren bzw. Satelliten einzusetzen. Bei­ spielsweise kann so die Signalverarbeitung für Seiten- und Front-Airbag zugleich überprüft werden.

Es können ferner problemlos Softwareschnittstellen für die Parameterübergabe definiert werden. In der Regel ist es nicht erforderlich, an der Controllersoftware der Steuereinheit Änderungen vorzunehmen. Die durchzuführenden Modifikationen sind gering.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1: Ein Blockschaltbild eines Systems gemäß der Erfin­ dung, ausgeführt für Airbag-Steuergeräte, und

Fig. 2: Ein Blockschaltbild eines Airbag-Steuergeräts, das die zur Signaleinspeisung und Meßwerterfassung ver­ wendeten Punkte zeigt.

Es wird nun ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgeführten Systems beschrieben, das für die Crash-Simu­ lation von Airbag-Steuergeräten ausgeführt ist. Als zentrale Einheit weist dieses eine Steuereinheit (ECU) 2 auf. Diese ist über eine Verbindungsleitung (Adapterkabel) L1 für Sig­ nale betreffend Zündschalterstellung, Zündpillensimulation, Warnlampe, etc. mit einer Adapterbox 4 verbunden. Die Adap­ terbox 4 ist über eine serielle Schnittstellenleitung L2 mit einem Rechner 6 verbunden. Der Rechner 6 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Personalcomputer, der eine Kommuni­ kationssoftware verwendet. Diese dient zur Programmierung, Analyse, Initialisierung, etc. des Aufbaus der Steuereinheit 2. Außerdem führt der Rechner 6 die Einspeisesoftware aus, die in die Kommunikationssoftware eingebunden ist. Mit der so verfügbaren Umgebungssoftware kann das System, dessen Ablauf der Rechner steuert, benutzerfreundlich organisiert werden. Durch die vorhandene Kompatibilität entfallen Datenskalie­ rungen und -konvertierungen beispielsweise der Crashdaten. Die Einspeisesoftware kann einfach gewartet werden und mit­ tels vorbereiteter Schnittstellen kann die Kommunikation mit der Steuereinheit 2 erleichtert werden.

Die Steuereinheit 2 ist des weiteren über nicht dargestellte Ports und z. B. als BNC-Leitungen ausgeführte Leitungen L3, L4 mit einer weiteren Adapterbox 10 verbunden. Über die Leitun­ gen L3, L4 werden der Adapterbox 10 das am Mikrokontroller­ eingang anliegende Analogeingangssignal (L3) und ein Zünd­ kreissignal zur Bestimmung eines eventuellen Zündzeitpunktes des Airbag-Steuergeräts (L4) übermittelt. Es können selbst­ verständlich weitere Leitungen bzw. Kanäle vorgesehen werden.

Die Adapterbox 10 ist über einen Spannungsteiler 8 sowie zwei als BNC-Leitungen ausgeführte Leitungen L5 und L6 mit einem Eingangsport der Steuereinheit 2 verbunden, in den die Simu­ lationssignale (hier: Crash-Signal) eingegeben werden. Bei dem Spannungsteiler 8 handelt es sich um einen aktiven ohm­ schen Spannungsteiler, der im veranschaulichten Ausführungs­ beispiel den Signalpegel auf 1/200 herabsetzt. Der Grund hierfür liegt darin, daß das eingespeiste Simulations- bzw. das Crash-Signal mit möglichst großen Amplituden in die Adapterbox 10 eingegeben wird. Es ist so ermöglicht, das Simulationssignal mit dem erforderlichen Offset von 0,5 V einzuspeisen. Es ist ferner möglich, das Simulationssignal mit einem Oszilloskop zu überwachen.

Die Adapterbox 10 ist über eine als Adapterkabel ausgeführte Leitung L7 mit einer Schnittstelle 12 verbunden, die wiederum über einen Bus L8 mit dem Rechner 6 verbunden ist. In der Schnittstelle 12 werden analoge Signale in binäre umgewandelt und umgekehrt. Die Schnittstelle 12 übernimmt bei dem Simu­ lationsprozeß die Ausgabe eines analogen Signals (Crash-Sig­ nal) und das gleichzeitige Abtasten von mehreren Eingangs­ kanälen (hier: zur Bestimmung des Zündzeitpunktes, etc. aus den auf den Leitungen L3, L4 geführten Signalen).

Die Funktion und Einzelheiten der Crash-Einspeisung und Meß­ werterfassung beim erfindungsgemäßen System werden weiter an­ hand von Fig. 2 erläutert. Diese zeigt ein Blockschaltbild eines Airbag-Steuergeräts 20, das einen herkömmlichen Aufbau hat und daher nur eingehender an den Einspeise- und Erfas­ sungsstellen beschrieben wird. Ein Mikrocontroller 200 (ROM, RAM, EEPROM) weist einen Eingang am Punkt B, auf den später noch näher eingegangen wird, auf, der über eine kombinierte Verstärker/Filter-Baugruppe 202 mit einem Beschleunigungs­ sensor 204 verbunden ist. Zwischen, dem Beschleunigungssensor 204 und der Verstärker/Filter-Baugruppe 202 befindet sich ein Punkt A, auf den später noch eingegangen wird. Ein Testaus­ gang des Mikrocontrollers 200 ist mit der Verstärker/Filter- Baugruppe 202 und dem Beschleunigungssensor 204 verbunden.

Mit einer an eine externe Batterie U angeschlossenen Span­ nungsversorgung 206 verbunden ist ein Zündschalter IGN, mit, dem wiederum eine Warnlampe WL verbunden ist. Die Warnlampe WL ist über einen Treiber 208 mit einem Eingang des Mikro­ controllers 200 verbunden. Zündschaltkreise 210 sind mit Ein­ gängen/Ausgängen des Mikrocontrollers 200 verbunden. In einer zu einem der Zündschaltkreise 210 führenden Leitung liegt ein Punkt C, auf den ebenfalls noch später eingegangen wird.

Es wird nun die Lage der für die Crash-Einspeisung und Meß­ werterfassung verwendeten Punkte beschrieben. Am Punkt A wird das von dem Beschleunigungssensor 204 während des Normalbe­ triebs der Steuereinheit abgegebene Sensorsignal durch die Simulationssignale ersetzt und in die Steuereinheit 2 des erfindungsgemäßen Systems als Crash-Signal eingespeist. Wei­ ter wird am Punkt B das direkt am Eingang des Mikrocon­ trollers anliegende Analogsignal erfaßt, das über die Leitung L3 von der Steuereinheit ausgegeben wird (vgl. Fig. 1). An­ hand dieses Signals entscheidet die Steuereinheit 2, ob und ggf. wann eine Zündung des Airbags erfolgt. Das am Punkt C abgegriffene Signal erlaubt eine genaue Bestimmung des even­ tuellen Zündzeitpunktes des Airbag-Steuergeräts. Dieses Sig­ nal wird über die Leitung L4 von der Steuereinheit 2 ausge­ geben (vgl. Fig. 1).

Zur Ermöglichung des Simulationsbetriebes sind zusätzliche Maßnahmen nötig, die jedoch sehr einfach sind. So wird bei­ spielsweise das für das Abgreifen des Crash-Signals am Punkt A erforderliche Auftrennen des Signalweges von den internen Tests des Airbag-Steuergeräts 20 als Fehler erkannt. Zur Kompensation muß ein entsprechendes Fehlerflag der Steuer­ einheit 200 manipuliert werden. Dies ist manuell über die Kommunikationssoftware oder automatisch über die Simulations­ software möglich. So kann durch letztere eine Zündbereit­ schaft durch Überschreiben des entsprechenden Flags im EEPROM erreicht werden. Ferner müssen die Anschlüsse entsprechend vorgesehen werden. Mit diesen Modifikationen entspricht dann der Mikrocontroller 200 der Steuereinheit von Fig. 1.

Claims (5)

1. System zur Einspeisung von Simulationsdaten in ein Steuer­ gerät und zur Verarbeitung der Simulationsdaten, aufweisend eine Steuereinheit (ECU), in die als Simulationsdaten ausge­ bildete Einspeisedaten eingeben werden, und die Steuersignale ausgibt, und aufweisend einen Rechner (6) für die Steuerung der Eingabe der Einspeisedaten in die Steuereinheit (ECU) so­ wie für die Simulationssteuerung und -verarbeitung, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß eine Signalleitungsschnittstelle (12) zwischen der Steuereinheit (2) und dem Rechner (6) vorgesehen ist,
  • 1. wobei eine erste Leitung (L6, L5) zwischen der Si­ gnalleitungsschnittstelle (12) und der Steuereinheit (2) für die Übertragung von Einspeisedaten zur Steu­ ereinheit (2) vorgesehen ist, wozu die Signallei­ tungsschnittstelle (12) einen Ausgang für analog ausgebildete Einspeisedaten aufweist, und
  • 2. wobei eine zweite Leitung (L3, L4) zwischen der Si­ gnalleitungsschnittstelle (12) und der Steuereinheit (2) für die Übertragung von Steuersignalen aus der Steuereinheit (2) vorgesehen ist,
• 2. daß eine Kommunikationsschnittstelle zwischen der Steuer­ einheit (2) und dem Rechner (6) zur Simulationssteuerung vor­ gesehen ist, und
• 3. daß der Rechner (6) einen Speicher zum Speichern der erfaß­ ten Steuersignale aufweist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrkanal-Dateneingabe und -verarbeitung vorgesehen ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher für die Einspeisedaten in der Signalleitungsschnitt­ stelle vorgesehen ist.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher für die Ausgangssignaldaten vorgesehen ist.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleitungsschnittstelle mit einer Anzeige versehen ist.