DE19952783A1 - Anordnung und Verfahren zur Programmierung wenigstens eines Steuergeräts - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Übertragung von Daten für ein Verkehrsmittel, insbesondere ein Kraftfahrzeug, die mehrere über einen Datenbus miteinander kommunizierende Steuergeräte aufweist, wobei die Steuergeräte Speichermittel aufweisen, in denen im Normalbetrieb des Verkehrsmittels Steuerdaten für die Ansteuerung einzelner Komponenten vorgesehen sind, wobei während des Herstellungsprozesses des Verkehrsmittels in mindestens einem Speichermittel eines Steuergerätes Herstellungsprozessdaten gespeichert sind, die zur Herstellung des Kraftfahrzeugs einsetzbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von Da­ ten für ein Verkehrsmittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die mehrere über einen Datenbus miteinander kommunizierende Steuergeräte mit mindestens einem Speichermittel aufweist, in dem im Normalbetrieb des Verkehrsmittels Steuerdaten für die Ansteuerung einzelner Komponenten vorgesehen sind. Die Erfin­ dung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines technischen Produkts, bspw. eines Verkehrsmittels, unter Ver­ wendung der Vorrichtung.

Heute werden in Verkehrsmitteln, wie Flugzeugen, Kraftfahrzeu­ gen und Zügen Steuergeräte eingebaut, die während des Normalbe­ triebs bestimmte Funktionen steuern. Zum Beispiel werden Funk­ tionen des Motors im Kraftfahrzeug über ein Motorelektronik- Steuergerät überwacht. Dazu werden vom Steuergerät Daten von Sensoren erfasst und Steuersignale an Aktuatoren, bspw. eine Einspritzpumpe ausgegeben. Unter Normalbetrieb wird dabei der Betrieb des Verkehrsmittels nach dem Herstellungsprozess ver­ standen, also sowohl der Fahrbetrieb als auch der Zustand des geparkten Fahrzeugs. Die Vorrichtung und das Verfahren können aber auch im Zusammenhang mit der Herstellung anderer techni­ scher Produkte, bspw. Kopierer, Haushaltsgeräte und Audio- Geräte, verwendet werden.

Aus der DE 36 24 456 A1 ist eine derartige Vorrichtung zur Übertragung von Daten bekannt. Dabei sind die Steuergeräte mit einer zentralen Steuereinheit verbunden, die bei Inbetriebnahme eines Kraftfahrzeugs oder in regelmäßigen Abständen die Steuer­ geräte ansteuert. Mit Hilfe der zentralen Steuereinheit wird die Zuordnung zwischen dem Steuergerät und dem fahrzeugspezifi­ schen Aggregat individuell getroffen. Dadurch können Programm­ schritte und Daten für mehrere Fahrzeugtypen einheitlich im Steuergerät vorgesehen sein und die Steuereinheit kann dann die Daten für ein spezielles Fahrzeug auswählen. Die Vorrichtung ist im Zusammenhang mit dem Normalbetrieb beschrieben, also beim Öffnen, Starten oder Fortbewegen des Fahrzeugs.

Die DE 41 28 922 A1 beschreibt eine elektronische Steuerung, die bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Fahrzeugtypen ein­ setzbar ist. Die Vorrichtung weist einen ersten Speicher mit einer Vielzahl von Steuerabläufen und Datenwerten für den Nor­ malbetrieb unterschiedlicher Fahrzeugtypen auf. In einem zwei­ ten Speicher sind Zeiger abgelegt, mit denen ein angemessener Steuerablauf und bestimmte Datenwerte für einen bestimmten Fahrzeugtyp ausgewählt werden. Beim Herstellungsprozess des Fahrzeugs werden zunächst die Daten in die Speicher geladen und dann die Steuergeräte im Fahrzeug eingebaut. Während des Her­ stellungsprozesses werden die richtigen Daten und Programme für den Normalbetrieb dadurch ausgewählt, dass der dem herzustel­ lenden Fahrzeugtyp entsprechende Zeiger ausgewählt wird, der die entsprechenden Steuerabläufe und Daten aktiviert. Es werden also zu Beginn des Herstellungsverfahrens eine Vielzahl von Da­ ten für den Normalbetrieb im Steuergerät eingespeichert und während des Herstellungsprozesses wird dann eine spezielle Aus­ wahl bestimmter Daten getroffen, um die Vorrichtung an den spe­ ziellen herzustellenden Fahrzeugtyp anzupassen.

Es ist außerdem bekannt, dass einzelne Arbeitsprozesse festen Stationen zugeordnet werden, an denen bestimmte Arbeitsschritte bei der Herstellung des Fahrzeugs durchgeführt werden. Die Steuerungs-, Prüf- und Dokumentationssoftware ist dabei meist auf externen Steuerrechnern als Bestandteil der Arbeitsmaschi­ nen vorgesehen, so dass in jeder Station ein bestimmter Prozess durchführbar ist. Deswegen kommt es zwischen den Stationen zu unproduktiven Abschnitten. Außerdem sind die Herstellungspro­ zessdaten bestimmten Arbeitsstationen zugeordnet und der Her­ stellungsprozess ist deswegen nicht sehr flexibel.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrich­ tung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass der Herstellungsprozess zumindest abschnittsweise unabhängig von den Arbeitsstationen durchführbar ist bzw. Programme und Daten flexibler abrufbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach werden wäh­ rend des Herstellungsprozesses des Verkehrsmittels in minde­ stens einem Speichermittel eines Steuergerätes Herstellungspro­ zessdaten gespeichert, die zur Herstellung des Kraftfahrzeugs einsetzbar sind.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass beim Herstellungspro­ zess des Fahrzeugs die bereits in die Karosserie eingebauten Steuergeräte für den Herstellungsprozess selbst genutzt werden können. Dazu werden während des Herstellungsprozesses für die­ sen erforderliche Daten und Herstellungsprogramme im Speicher­ mittel mindestens eines Steuergerätes abgelegt. Beim Herstel­ lungsprozess können dann diese Herstellungsprozessdaten dazu verwendet werden, um bestimmte Arbeitsprozesse zu steuern. Im Gegensatz zum Stand der Technik werden die während des Herstel­ lungsverfahrens im Steuergerät abgelegten Daten für den Her­ stellungsprozess verwendet. Beim Stand der Technik werden dage­ gen lediglich aus einer Anzahl von Daten für den späteren Fahr­ betrieb diejenigen für den produzierten Fahrzeugtyp ausgewählt. Am Ende des Herstellungsprozesses und vor dem Normalbetrieb des Fahrzeugs, also vor der Auslieferung des Fahrzeugs an den Kun­ den oder vor der endgültigen Testphase der Steuergeräte, kann dann die eigentliche Betriebssoftware für den Normalbetrieb des Fahrzeugs auf die Speichermittel der Steuergeräte aufgespielt werden. Auf diese Weise bleiben die Herstellungsprozessdaten beim Fahrzeug und können individuell und unabhängig von fest am Herstellungsband installierten Arbeitsstationen gelesen, ge­ startet oder geprüft werden.

Die Herstellungsprozessdaten können während des Herstellungs­ prozesses zusätzlich zu den Normalbetriebsdaten oder anstatt der Steuerdaten für den Normalbetrieb des Fahrzeugs im Spei­ chermittel eines oder mehrerer Steuergeräte abgelegt sein. Der entscheidende Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Steu­ ergeräte auch schon während des Herstellungsprozesses genutzt werden können. Dazu werden die Steuergeräte mit oder ohne Da­ tenbus in einer frühen Phase des Herstellungsprozesses im Fahr­ zeug eingebaut. Es können dann im Speichermittel eines Steuer­ geräts Herstellungsprozessdaten für mehrere Arbeitsstationen abgelegt werden. Da aufgrund der Daten auch Arbeitsschritte zwischen den eigentlichen Arbeitsstationen durchgeführt werden, können Herstellungsverfahren oder Testabläufe flexibel durchge­ führt werden, so dass unproduktive Bandabschnitte dadurch zur Überprüfung einzelner eingebaute Aggregate genutzt werden kön­ nen. Außerdem können durch die Vorrichtung und das damit durch­ führbare veränderte Herstellungsverfahren manuelle Prüfschritte durch automatisierbare Abläufe auf einfache Weise ersetzt wer­ den.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Herstellungsprozessdaten während des Produktionsvorgangs in das Speichermittel des Steuergeräts geladen. Dabei werden die Spei­ chermittel mindestens einer bereits im herzustellenden Fahrzeug verbauten Komponente bzw. für den Einbau vorgesehenen Komponen­ te und/oder deren Gerätefunktionen für produktionsspezifische Belange genutzt. Dazu wird in das ausgewählte Speichermittel temporär produktionsspezifische Ablaufsoftware heruntergeladen. Das übertragen der Software auf das Speichermittel des Steuer­ geräts kann über elektronische Datenleitungen, eine Infrarot­ schnittstelle oder über eine Funkstrecke, wie eine Mobiltele­ fonleitung, erfolgen. Im ersten Fall könnte die Software über einen Laptop und eine parallele Schnittstelle an das Steilerge­ rät übertragen werden. Andererseits könnten die Herstellungs­ prozessdaten auch über den bereits im zu produzierenden Fahr­ zeug eingebauten Datenbus in das Speichermittel des Steuerge­ räts übertragen werden. Schließlich ist es auch möglich, dass die Herstellungsprozessdaten schon vor dem Einbau der Steuerge­ räte in deren Speichermittel übertragen sind.

Bevorzugt weisen die Herstellungsprozessdaten ein ablauffähiges Programm zur Durchführung eines Teils des Herstellungsprozesses auf. Der Begriff Herstellungsprozess wird in diesem Zusammen­ hang sehr weit verstanden und umfasst auch Prüfverfahren, Dia­ gnoseverfahren und Arbeitsverfahren im Rahmen der Herstellung des Fahrzeugs. Durch das Programm kann der fahrzeugspezifische Produktionsablauf am Band gesteuert werden. Beispielsweise kann aus dem Speichermittel des Steuergeräts das ablauffähige Pro­ gramm an der Arbeitsstation wieder ausgelesen werden und die Arbeitsmaschine führt mit Hilfe des Programms einen Herstel­ lungsprozess durch. Auf diese Weise wird für ein spezielles Fahrzeug notwendige Software in einem Speichermittel des in dem zu produzierenden Fahrzeug schon eingebauten Steuergeräts mit­ geführt. Ein Vorteil liegt nun darin, dass die Arbeitsanweisung für einen Arbeitsroboter im herzustellenden Fahrzeug in Form eines ablauffähigen Programms mitgeführt wird. Es können aber auch lediglich Programmdaten für den Herstellungsprozess mitge­ führt werden, die Parameter aufweisen, die für den Herstel­ lungsprozess an einer Arbeitsstation notwendig sind. Diese Pa­ rameter können dann beim Passieren einer Arbeitsstation aus dem Steuergerät ausgelesen werden und beim Herstellungsprozess in einer Software des Arbeitsroboters Verwendung finden.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind das ablauf­ fähige Programm bzw. die Parameter zu Steuerungs-, Prüf-, Nach­ bearbeitungs- und/oder Dokumentationszwecken einsetzbar. Dazu können die Daten in einen Analyserechner ausgelesen werden. Dieser Analyserechner könnte bspw. als Laptop ausgeführt sein und an den Datenbus über eine dafür vorgesehene Kommunikations­ schnittstelle angeschlossen werden. Die Kommunikation könnte auch über eine Funk- oder Infrarotschnittstelle erfolgen.

An unproduktiven Bandabschnitten im Herstellungsprozess können dann die Daten, die unter Umständen bestimmte Abläufe im vor­ hergehenden Herstellungsprozess beschreiben, ausgelesen werden und dann von einem Arbeiter auf Fehler im Herstellungsprozess hin beurteilt werden. Die manuellen Prüfschritte beim Herstel­ lungsverfahren des Fahrzeugs sind aber auch durch einen automa­ tischen Prüfablauf ersetzbar. Dabei könnte eine auf dem Laptop gespeicherte Prüfsoftware die die vorhergehenden Herstellungs­ prozesse beschreibenden Daten auf Fehler hin überprüfen.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann eine Ansteu­ ereinrichtung vorgesehen sein, die den Ablauf eines Programms unter Verwendung der Herstellungsprozessdaten startet. Die An­ steuereinrichtung kann ein am Band vorgesehener Signalgeber sein, der den Ablauf einer in den Steuergeräten abgespeicherten Prüfsoftware startet. Das Signal könnte in elektronischer, op­ tischer oder akustischer Form vorgesehen sein. Beim Passieren der Position des Signalgebers würde dann automatisch der Pro­ grammablauf des auf dem Steuergerät gespeicherten Programms er­ folgen. Andererseits kann aber der Start des Programms auch an einer durch eine Bedienperson vorgegebenen Position, insbeson­ dere an einem unproduktiven Bandabschnitt, erfolgen. Dazu kann die Bedienperson die Ausführung des im Speichermittel eines Steuergeräts abgelegten Programms über den angeschlossenen Lap­ top oder über ein Startsignal bewirken.

Bevorzugt werden die Herstellungsprozessdaten nur vorüberge­ hend, insbesondere während des Herstellungsprozesses, in das Speichermittel des Steuergerätes geladen. Am Ende des Herstel­ lungsverfahrens oder nach dem ausgeführten Arbeitsprozess kön­ nen dann die Daten als Herstellungshistorie oder als Prüfbe­ richt an einem anderen Ort abgespeichert werden. Die Herstel­ lungsprozessdaten können nach erfolgreicher Prüfung aber auch einfach von der endgültigen Steuergerätesoftware für den Nor­ malbetrieb überschrieben werden.

Wenn das Fahrzeug eine bestimmte Position im Herstellungspro­ zess passiert, können das Programm oder die Herstellungspro­ zessdaten automatisch geladen werden. Die Herstellungsprozess­ daten könnten bspw. Toleranzwerte sein, die bei der automati­ schen Prüfung einer Teileverbindung oder beim Vermessen der Fahrzeugteile für das spezielle Fahrzeug gemessen wurden. Da­ durch werden mit dem Fahrzeug die Vermessungs- und Prüfdaten mitgeführt, die nach der Produktion eine Aussage über die Pro­ duktionsqualität zulassen. Schließlich könnte aufgrund der auf dem Steuergerät gespeicherten Herstellungsprozessdaten auch ein Signalgeber angesteuert werden, der eine Warnfunktion startet, die auf eine negatives Prüfungsergebnis oder einen ausgelasse­ nen Arbeitsschritt hinweist. Das Signal könnte schließlich aber auch weitere Programmabläufe an einer Arbeitsstation steuern, so dass die richtige Programmablauffolge, trotz willkürlich eingeschobener Zwischentests, eingehalten werden kann.

Es gibt nun verschiedenen Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die untergeordneten An­ sprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung einer Ausführungsform zu verweisen. In der Zeichnung ist ein Fluss­ diagramm für ein der Erfindung zugrunde liegendes Arbeitsver­ fahren dargestellt.

Bei einem Verfahren zum Herstellen von Produkten mit an einen Datenbus angeschlossenen Steuergeräten werden vor dem Einbau mindestens eines Steuergeräts in das Produkt, bspw. ein Fahr­ zeug, Herstellungsprozessdaten 1 in einem Speichermittel des Steuergeräts abgespeichert. Dazu können Herstellungsprozessda­ ten von einem Rechner über die Schnittstelle an das oder die Steuergeräte übertragen werden. Die Herstellungsprozessdaten können dabei die einzigen im Speichermittel des Steuergeräts abgelegten Daten sein oder zusätzlich zu den Daten im Speicher­ mittel des oder der Steuergeräte abgelegt sein, die für den späteren Normalbetrieb der Fahrzeuge erforderlich sind.

Im nächsten Schritt 2 wird dann mindestens eines der Steuerge­ räte in das Fahrzeug eingebaut. Üblicherweise wird der Datenbus mit allen für den Normalbetrieb des Produkts erforderlichen Steuergeräten in das Fahrzeug eingebaut. Alternativ oder zu­ sätzlich zu dem Speichern der Herstellungsprozessdaten 1 vor dem Steuergeräteeinbau werden Herstellungsprozessdaten 3 nach dem Einbau des oder der Steuergeräte in das herzustellende Pro­ dukt im Speichermittel abgespeichert. Das Produkt kann ein Au­ tomobil, ein Zug, ein Flugzeug oder ein anderes technisches Produkt wie ein Kopierer sein.

Im Herstellungsprozess wird dann bspw. das Fahrzeug über ein Montageband an den verschiedenen Arbeitspositionen 4 vorbei be­ wegt. Wird nun ein bestimmter Herstellungsprozess erforderlich, so können bspw. auf den Steuergeräten vorgesehene Programme, wie Prüfprogramme 7, ausgeführt werden. Andererseits können auch Daten, die während des Herstellungsverfahrens temporär im Speichermittel abgespeichert wurden, nach Bedarf abgefragt wer­ den. Dazu kann ein manueller Programmstart 6 durch eine Bedien­ person bspw. über eine zusätzlichen Bedienrechner durchgeführt werden. Andererseits kann auch ein automatischer Programmstart 5 durchgeführt werden, bspw. wenn das herzustellende Fahrzeug eine bestimmte Position passiert und/oder wenn gewisse Bedin­ gungen der auf den Steuergeräten gespeicherten Herstellungspro­ grammdaten erfüllt sind. Nach dem Start der Programme oder dem Auslesen der Herstellungsprozessdaten wird ein Arbeits-, Steue­ rungs-, Prüf- oder Dokumentationsverfahren 7 durchgeführt.

Nach dem Abschluss des Herstellungsprozesses können dann noch bestimmte Daten 8 aus dem Steuergerät ausgelesen werden.

Schließlich werden die Daten des Herstellungsprozesses im Spei­ chermittel gelöscht bzw. überschrieben. Am Ende des Herstel­ lungsprozesses werden dann die für den Normalbetrieb des Fahr­ zeugs erforderlichen Daten auf die Steuergeräte 9 aufgespielt.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Übertragung von Daten für ein Verkehrsmit­ tel, insbesondere ein Kraftfahrzeug, die mehrere über einen Da­ tenbus miteinander kommunizierende Steuergeräte mit mindestens einem Speichermittel aufweist, in dem im Normalbetrieb des Ver­ kehrsmittels Steuerdaten für die Ansteuerung einzelner Kompo­ nenten vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass während des Herstellungsprozesses des Verkehrsmittels in mindestens einem Speichermittel eines Steuergerätes Herstellungsprozessdaten (1, 3) gespeichert sind, die zur Herstellung des Kraftfahrzeugs einsetzbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungsprozessdaten während des Herstellungsprozesses (1, 3) zusätzlich zu den oder anstatt der Steuerdaten für den Normalbetrieb des Fahrzeugs im Speichermittel des Steuergeräts abgelegt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungsprozessdaten während des Herstellungspro­ zesses (1, 3) des Verkehrsmittels in das Speichermittel des Steuergeräts geladen werden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Herstellungsprozessdaten ein ablauffähi­ ges Programm aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das ablauffähige Programm zu Steuerungs-, Prüf-, Nachbearbei­ tungs- und/oder Dokumentationszwecken (7) einsetzbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Herstellungsprozessdaten, die auf dem Speichermittel gespeichert sind, manuelle Prüfschritte beim Herstellungsver­ fahren des Fahrzeugs durch einen automatischen Prüfablauf er­ setzbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass eine Ansteuereinrichtung vorgesehen ist, die den Ablauf eines Programms (5, 6) unter Verwendung der Herstel­ lungsprozessdaten startet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinrichtung den Start des Programms an einer durch eine Bedienperson (6) vorgegebenen Position, insbesondere an einem unproduktiven Bandabschnitt, zulässt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Herstellungsprozessdaten vorübergehend, insbesondere während des Herstellungsprozesses, in das Spei­ chermittel des Steuergerätes (1, 3, 8) geladen werden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Laden des Programms oder der Herstel­ lungsprozessdaten automatisch erfolgt, wenn das Verkehrsmittel im Herstellungsprozess eine bestimmte Position passiert.

11. Verfahren zur Herstellung eines technischen Produkts mit einem Steuergerät, bei dem während des Herstellungsprozesses des Produkts Herstellungsprozessdaten (1, 3) auf einem Spei­ chermittel des Steuergeräts gespeichert werden, wobei die Her­ stellungsprozessdaten zur Durchführung des Herstellungsprozes­ ses verwendet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungsprozessdaten ein Programm aufweisen, welches im Zusammenhang mit dem Herstellungsprozess ausgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Herstellungsprozessdaten zu Beginn des Herstellungsprozesses auf dem Speichermittel gespeichert wer­ den, dann zum Herstellen des Produkts verwendet werden und dass sie Herstellungsprozessdaten zu einem späteren Zeitpunkt (9) wieder gelöscht oder überschrieben werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Herstellungsprozessdaten zur Dokumenta­ tion der einzelnen Herstellungsschritte temporär im Speicher­ mittel zumindest eines Steuergeräts abgelegt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Steuerdaten für den Normalbetrieb des technischen Produkts gegen Ende des Herstellungsprozesses (9) in das Speichermittel eingelesen werden.