DE19828057A1

DE19828057A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung der Spannungsversorgung einer Kfz-Steuergerätanordnung

Info

Publication number: DE19828057A1
Application number: DE1998128057
Authority: DE
Inventors: Guenter Braun; Dietmar Blessing; Matthias Kottmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 1999-12-30
Also published as: FR2780568B1; JP2000102163A; CH693867A5; FR2780568A1

Abstract

Es werden eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Überwachung der Spannungsversorgung einer insbesondere eine Dauerspannungsversorgung (V¶STBY¶) benötigende SRAM-Elemente umfassenden Kfz-Steuergeräteanordnung vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Spannungsregler (20) und eine Steuer- und Kontrolleinrichtung (22), die von dem Spannungsregler (20) ein Zündschloßsignal (KL 15) empfängt und die über ein Steuerleitungssignal (NL) an den Spannungsregler (20) eine gesteuerte Selbsthalteschaltung des Steuergeräts (Nachlaufphase) bewirkt, wobei der Spannungsregler (20) nach Auftreten einer Unterspannung eine Reset-Schaltung (24) aktiviert und die Steuer- und Kontrolleinrichtung (22) durch Abtasten des Zündschloßsignals (KL 15), eines Nachlaufphasensignals (SW_NL) sowie des Steuerleitungssignals (NL) das Vorliegen einer Störung ermittelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung der Spannungsversorgung einer insbesondere eine Dauerspannungsversorgung benötigende SRAM-Elemente umfassenden Kfz-Steuergerätanordnung.

Kraftfahrzeuge, deren Motor mit Hilfe eines Steuergerätes geregelt wird, weisen elektronische Baugruppen auf, die nicht nur während des Betriebs des Kraftfahrzeugs, sondern auch noch nach Abschalten des Motors, also nach dem Öffnen des Zündschalters mit Spannung versorgt werden müssen. Üblicherweise ist es dabei erforderlich, diese Spannungsversorgung nur noch einen bestimmten Zeitraum aufrechtzuerhalten, der üblicherweise als Nachlaufphase bezeichnet wird.

Die Abschaltung von elektronischen Bauelementen, die während einer Nachlaufphase noch mit Spannung versorgt werden, erfolgt beispielsweise mittels eines Relais das in Abhängigkeit von der Zündschalterbetätigung nach einer gewissen Zeitverzögerung die Verbindung zwischen dem elektronischen Bauelement und der Spannungsversorgung unterbricht.

Da moderne Steuergeräteanordnungen von einer Dauerspannungsversorgung abhängige Speicherelemente (SRAM- Elemente) umfassen, führt eine Unterbrechung der Dauerspannungsversorgung für selbst nur eine kurze Zeit von ca. 3 Sekunden zu einem Verlust von Daten in dem von der Dauerspannungsversorgung abhängigen Speicherbereich. Dieser Datenverlust kann bisher nicht erkannt werden.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung der Spannungsversorgung einer Kfz-Steuergerätanordnung bereitzustellen, bei der eine Unterbrechung der Dauerspannungsversorgung erkannt wird. Darüber hinaus soll eine Systemstörung während geschlossenem Zündschalter und in der Nachlaufphase nach Öffnen des Zündschalters erkannt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Überwachung der Spannungsversorgung und des ordnungsgemäßen Betriebs einer Kfz-Steuergerätanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 vorgeschlagen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Spannungsregler und eine Steuer- und Kontrolleinrichtung, die von dem Spannungsregler ein Zündschloß-Signal empfängt und die über ein Steuerleitungssignal an den Spannungsregler eine gesteuerte Selbsthaltung des Steuergeräts (Nachlaufphase) bewirkt. Der Spannungsregler aktiviert nach Auftreten einer Unterspannung eine Reset- Schaltung und die Steuer- und Kontrolleinrichtung ermittelt durch Abtasten des Zündschloß-Signals, eines Nachlaufphasensignals sowie des Steuerleitungssignals das Vorliegen einer Störung. Mögliche Störungsursachen sind eine Unterspannung an der Dauerspannungsversorgung des Spannungsreglers, eine Reset-Anweisung durch eine der Steuer- und Kontrolleinrichtung üblicherweise zugeordnete Sicherheitseinrichtung oder auch von der Steuer- und Kontrolleinrichtung selbst ausgelöste Hardwarestörungen. Durch das Abtasten und Überprüfen des Zündschloß-Signals, des Nachlaufphasensignals sowie des Steuerleitungssignals kann von der Steuer- und Kontrolleinrichtung darauf geschlossen werden, ob ein reguläres Abschalten vorliegt oder nicht und ob im letzteren Falle ein Unterspannungsreset aus der Nachlaufphase oder ein sonstiger Unterspannungs- oder Sicherheitsreset vorliegt.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird während der Nachlaufphase des Steuergeräts der Inhalt des von der Dauerspannungsversorgung abhängigen Speicherbereichs in einen von der Dauerspannungsversorgung unabhängigen Bereich des Speicherelements kopiert, wobei bei oder nach dem nächsten Einschalten des Steuergerätes, der sogenannten Initialisierungsphase, ein Vergleich der Inhalte der beiden Speicherbereiche und, bei deren Nichtübereinstimmen die Ausgabe einer Warnmeldung erfolgt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß vor jedem Einschalten der Kfz-Steuergerätanordnung eine Überprüfung über einen möglicherweise zwischenzeitlich erfolgten Datenverlust vorgenommen wird.

In anderer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 3 erfolgt während der Nachlaufphase des Steuergeräts eine Prüfsummenbildung über den Inhalt des von der Dauerspannungsversorgung abhängigen Speicherbereichs sowie ein Speichern der gebildeten Prüfsumme in einem von der Dauerspannungsversorgung unabhängigen Bereich des Speicherelementes, wobei bei oder nach dem nächsten Einschalten des Steuergerätes eine erneute Prüfsummenbildung über den Inhalt des von der Dauerspannungsversorgung abhängigen Speicherbereichs sowie ein Vergleich der beiden Prüfsummen und, bei deren Nichtübereinstimmen, die Ausgabe einer Warnmeldung erfolgt.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Bereiche eines SRAM-Elementes.

Fig. 2 zeigt eine Prinzipschaltung zur Realisierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 3 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Flußdiagrammes.

Fig. 1 zeigt ein SRAM-Element 10 mit drei Datenbereichen 12, 14, 16, nämlich einem von der Dauerspannungsversorgung unabhängigen Bereich 12 (SRAM-DU), einem von der Dauerspannungsversorgung abhängigen Bereich 14 (SRAM-DA) sowie einem freien Bereich 16 (SRAM-F).

Fig. 2 zeigt eine Prinzipschaltung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung der Spannungsversorgung und des ordnungsgemäßen Betriebs eines Kfz-Steuergerätes mit einem Spannungsregler 20, einem Funktions-MC 22 als Steuer- und Kontrolleinrichtung, einer Reset-Schaltung 24 sowie einem dem Funktions-Mc 22 zugeordneten Sicherheits-MC 26.

Der Spannungsregler 20 erhält zum einen eine Dauerspannungsversorgung UBD (Klemme 30 der Bordversorgung) sowie als Schalteingangssignal für das Steuergerät ein Eingangssignal E-KL 15 vom Zündschloß. Als Ausgang stellt der Spannungsregler 20 eine Spannungsversorgung V_cc u. a. für den Funktions-MC 22 und den Sicherheits-MC 26 sowie eine Dauerspannungsversorgung V_STBY für das SRAM 10 bereit. Als weiteres Ausgangssignal liefert der Spannungsregler ein entprelltes Zündschloß-Signal KL 15 an den Funktions-MC 22.

Der Spannungsregler 20 steht des weiteren über eine Leitung 28 mit der Reset-Schaltung 24 sowie über eine Steuerleitung 30 mit dem Funktions-MC 22 in Verbindung.

Bei einem regulären Abschaltvorgang, d. h. das Eingangssignal E-KL 15 des Spannungsreglers 20 wird Null, setzt der Spannungsregler 20 das Zündschloß-Signal KL 15 an den Funktions-MC 22 ebenfalls auf Null. Der Funktions-MC 22 setzt über die Steuerleitung 30 ein Nachlaufsignal NL an den Spannungsregler 20 um die Spannungsversorgung in der Nachlaufphase aufrecht zu erhalten. Die Nachlaufphase wird mit Rücksetzen der Steuerleitung 30 durch den Funktions-MC 22 beendet.

Im Falle einer Unterspannung (Störung) oder durch eine weitere Betätigung des Zündschalters in der Nachlaufphase (regulärer Fall) gibt der Spannungsregler 20 über die Leitung 28 ein Reset-Signal RES an die Reset-Schaltung 24, die daraufhin ein Reset-Signal RSTIN an den Funktions-MC 22 ausgibt. Dieses Reset-Signal RSTIN wird ebenfalls ausgegeben, wenn von dem den Funktions-MC 22 überwachenden Sicherheits-MC 26 bei einer Fehlfunktion des Funktions-MC 22 (Störung) ein entsprechendes Signal SWRST an die Reset- Schaltung 24 gegeben wird.

Erfindungsgemäß sendet nun die Reset-Schaltung 24 vor dem Aussenden des Reset-Signals RSTIN an den Funktions-MC 22 ein Reset-Vorwarnsignal NMI (Non-maskable interrupt) welches das Ablaufen einer Prüfroutine in dem Funktions-MC 22 veranlaßt. Diese das erfindungsgemäße Verfahren umsetzende Prüfroutine wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 3 beschrieben.

Bei 40 empfängt der Funktions-MC 22 das Reset-Vorwarnsignal NMI und überprüft daraufhin bei 42, ob das Nachlaufsignal NL Eins beträgt. Beträgt das Signal NL nicht Eins, so liegt ein reguläres Abschalten vor, und es ergibt sich die Anweisung "Pass" bei 60, d. h. die Nachlaufphase wird regulär beendet.

Beträgt das Nachlaufsignal Eins, so liegt kein reguläres Abschalten vor und der Funktions-MC 22 überprüft bei 44, ob ein internes Softwaresignal SW_NL des Funktions-MC 22 Null beträgt. Beträgt das Softwaresignal SW_NL nicht Null, so befindet sich das Steuergerät trotz Vorliegen eines Signals NL = 1 im Nachlaufbetrieb, da das Signal SW_NL nur bei "Zündung aus" auf Eins gesetzt ist. In diesem Falle muß als weiterer Schritt bei 46 überprüft werden, ob das Signal KL 15 Eins beträgt; ist dies der Fall, so ist der Zündschalter während der Nachlaufphase wieder betätigt worden. Es handelt sich also hierbei um den regulären Fall einer Fahrprogramm-Wiederaufnahme und es ergibt sich die Anweisung "Pass" bei 60.

Beträgt das Signal KL 15 nicht Eins, so läßt sich schließen, daß ein Unterspannungsreset während des Nachlaufs eingetreten ist und eine Spannungsstörung (Powerfail) vorliegt, worauf eine entsprechende Fehlermeldung bei 70 ausgegeben wird.

Beträgt das Software-Signal SW_NL Null, so befindet sich das Steuergerät nicht im Nachlauf und die Software wurde im Ablauf des Fahrprogrammes unterbrochen, ausgelöst durch einen Unterspannungs- bzw. Sicherheitsreset, oder durch einen Reset verursacht durch eine Hardwarestörung.

Zur weiteren Überwachung der Spannungsversorgung des von einer Dauerspannungsversorgung abhängigen Speicherbereichs SRAM-DA wird unmittelbar vor der gesteuerten Selbstabschaltung des Steuergerätes am Ende der Nachlaufphase der Inhalt des Bereiches SRAM-DA 14 in den Speicherbereich SRAM-DU 12 kopiert. Nach dem nächsten auf das Signal "Zündung ein" folgenden Steuergeräte-Reset werden die beiden Speicherbereiche 12, 14 miteinander verglichen. Sollten die Inhalte der beiden Speicherbereiche nicht übereinstimmen, so muß zwischenzeitlich eine Spannungsunterversorgung des SRAM-DA 14 aufgetreten sein und es wird eine entsprechende Warn- bzw. Fehlermeldung ausgeben.

Alternativ hierzu kann auch unmittelbar vor der gesteuerten Selbstabschaltung des Steuergerätes am Ende der Nachlaufphase über den von der Dauerspannungsversorgung abhängigen Speicherbereich SRAM-DA 14 eine Prüfsumme gebildet und in einem unabhängigen Speicherbereich abgelegt werden. Nach dem nächsten Steuergerät-Reset bei dem Signal "Zündung ein" wird diese Prüfsumme durch erneute Prüfsummenbildung über den Inhalt des SRAM-DA 14 und deren Vergleich mit der abgelegten Prüfsumme überprüft. Sollten die beiden Prüfsummen nicht übereinstimmen, so liegt wiederum ein Hinweis auf eine zwischenzeitliche Unterspannung an dem SRAM-DA vor und es erfolgt die Ausgabe einer Fehlermeldung.

Auch bei einer anhand des unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 3 erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens erkannten Störung kann ein Teil des freien Speicherbereichs SRAM-F 16 unplausibel beschrieben werden, so daß bei dem nächsten auf das Signal "Zündung ein" folgenden Steuergerät-Reset eine Warnmeldung ausgegeben wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Überwachung der Spannungsversorgung einer insbesondere eine Dauerspannungsversorgung benötigende SRAM-Elemente (10) umfassenden Kfz- Steuergerätanordnung mit einem Spannungsregler (20) und einer Steuer- und Kontrolleinrichtung (22), die von dem Spannungsregler (20) ein Zündschloß-Signal (KL 15) empfängt und die über ein Steuerleitungssignal (NL) an den Spannungsregler (20) eine gesteuerte Selbstabschaltung des Steuergeräts (Nachlaufphase) bewirkt, wobei der Spannungsregler (20) nach Auftreten einer Unterspannung oder eine Sicherheitseinrichtung (26) nach Detektieren einer Funktionsstörung der Steuer- und Kontrolleinrichtung (22) eine Reset-Schaltung (24) aktiviert und die Steuer- und Kontrolleinrichtung (22) durch Abtasten des Zündschloß- Signals (KL 15), eines Nachlaufphasensignals (SW_NL) sowie des Steuerleitungssignals (NL) das Vorliegen einer Störung ermittelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zur Überwachung der Spannungsversorgung der Speicherelemente (10) während der Nachlaufphase des Steuergeräts ein Kopieren des Inhalts des von der Dauerspannungsversorgung abhängigen Speicherbereichs (14) in einen von der Dauerspannungsversorgung unabhängigen Bereich (12, 16) des Speicherelements (10) erfolgt und bei oder nach dem nächsten Einschalten des Steuergerätes (Initialisierungsphase) ein Vergleich der Inhalte der beiden Speicherbereiche (12, 16; 14) und, bei deren Nichtübereinstimmen, die Ausgabe einer Warnmeldung erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zur Überwachung der Spannungsversorgung der Speicherelemente (10) während der Nachlaufphase des Steuergeräts eine Prüfsummenbildung über den Inhalt des von der Dauerspannungsversorgung abhängigen Speicherbereichs (14) sowie ein Speichern der gebildeten Prüfsumme in einem von der Dauerspannungsversorgung unabhängigen Bereich (12, 16) des Speicherelementes (10) erfolgt und bei oder nach dem nächsten Einschalten des Steuergeräts (Initialisierungsphase) eine erneute Prüfsummenbildung über den Inhalt des von der Dauerspannungsversorgung abhängigen Speicherbereichs (14) sowie ein Vergleich der beiden Prüfsummen und, bei deren Nichtübereinstimmen, die Ausgabe einer Warnmeldung erfolgt.

4. Verfahren zur Überwachung der Spannungsversorgung einer insbesondere eine Dauerspannungsversorgung benötigende SRAM-Elemente (10) umfassenden Kfz- Steuergerätanordnung mit einem eine Unterspannung erkennenden Spannungsregler (20) und einer Steuer- und Kontrolleinrichtung (22), die von dem Spannungsregler (20) ein Zündschloß-Signal (KL 15) empfängt und die über ein Steuerleitungssignal (NL) an den Spannungsregler (20) eine gesteuerte Selbsthalteschaltung des Steuergerätes (Nachlaufphase) bewirkt, und mit einer dem Spannungsregler (20) und der Steuer- und Kontrolleinrichtung (22) zugeordneten Reset-Schaltung (24), mit den folgenden Schritten:

a) bei Auftreten einer Unterspannung Auslösen eines Fehlersignals (NMI) an die Steuer- und Kontrolleinrichtung (22) durch die Reset-Schaltung (24),
b) bei Vorliegen eines Reset-Vorwarnsignals (NMI) Prüfen, ob ein reguläres Abschalten vorliegt,
c) falls reguläres Abschalten vorliegt, Einleiten bzw. Weiterführen der Nachlaufphase,
d) falls kein reguläres Abschalten vorliegt, Prüfen ob sich das Steuergerät in der Nachlaufphase befindet,
e) falls sich das Steuergerät in der Nachlaufphase befindet, Prüfen ob das Zündschloß-Signal (KL 15) Null ist und, falls ja, Ausgabe einer Fehlermeldung "Unterspannungsreset im Nachlauf",
f) falls sich das Steuergerät nicht in der Nachlaufphase befindet, Ausgabe einer Fehlermeldung "Unterspannungs- oder Sicherheitsreset".