DE2824190C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Mikroprozessoren enthaltende Steuereinrichtungen für
Kraftfahrzeuge sind z. B. aus folgenden Literaturstellen bekannt:
Electronics vom 20.1.1977, Seiten 102 ff, Elektronik 1977, Heft 4,
Seiten 48 ff, SAE-Paper Nr. 750 432, Application of Micropressors to
the Automobil, Seiten 65 ff, etz-b, Band 28, 1976, Heft 15, Seiten
496 ff, Computer, August 1974, Seiten 33 ff.
Weiterhin sind fest verdrahtete Rechner zur Steuerung von Vorgängen
im Kraftfahrzeug, bzw. in der Brennkraftmaschine z. B. aus der DE-OS
25 04 843 bekannt.
Auch Diagnoseeinrichtungen zum Anschluß an Sensoren im Kraftfahrzeug
sind bekannt. Diese Diagnoseeinrichtungen sind mit einem Zwischen
stecker verbunden, der in ein Gegenstück im Kraftfahrzeug einge
steckt werden kann. Die Sensoren liefern direkt ihr Signal an die
Diagnoseeinrichtung, wo diese Signale gegebenenfalls nach Aufbe
reitung angezeigt bzw. weiterverarbeitet werden. Derartige Diagnose
einrichtungen sind vielfach aufwendig und teuer und eignen sich im
allgemeinen nur zur Überprüfung der Sensoren, für die sie gebaut
wurden.
Aus der DE-OS 23 23 619 ist schließlich ein analog-digital-analog
arbeitendes Steuerungssystem für einen Mehrfachfunktions-Digital
rechner in Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem eine automatische An
zeige von Meßfühler- oder Rechnerdefekten möglich ist. Die dort vor
geschlagene Diagnose wird jedoch ständig durchgeführt, so daß ein
Defekt eines Meßfühlers visuell anzeigbar ist und trotz dieses De
fektes die Fortsetzung des Betriebes des Fahrzeugs ermöglicht wird.
Hierzu ist eine ständige Abarbeitung des Diagnoseprogramms erforder
lich, so daß die Rechner dieser Steuergeräte vielfach an den Grenzen
ihrer Leistung betrieben werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur
Steuerung von Betriebsvorgängen der eingangs genannten Art so wei
terzubilden, daß die Einrichtung insbesondere während des Fahrbe
triebes unter anderem zeitlich entlastet wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale
gelöst.
Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß Kraftfahrzeuge,
welche mit einem Mikrorechnersystem ausgerüstet sind, relativ leicht
dadurch überprüft werden können, daß beispielsweise mit Hilfe eines
als Diagnoseprogramm ausgebildeten Unterprogramms im Hauptprogramm
verschiedene Meßstellen abgefragt bzw. überprüft werden und daß die
entsprechenden Werte dann mit Hilfe eines an sich bekannten An
zeige- bzw. Auswertegerätes angezeigt bzw. weiterverarbeitet werden.
Das Diagnoseunterprogramm erfordert dabei lediglich eine bestimmte
Anzahl von Speicherplätzen in bereits vorhandenen Speichern des
Mikrorechnersystems und ist beispielsweise beim Anschluß der
Diagnoseeinrichtung aktivierbar.
Die Diagnoseeinrichtung kann ebenfalls ein Steuergerät mit einem
Mikroprozessor und zugeordneten Speichern aufweisen, wobei das er
forderliche Diagnoseprogramm zu einem großen Teil auch in diesen
Speichern abgelegt sein kann. Dadurch wird die in dem Mikrorechner
systems des Kraftfahrzeuges für Diagnosezwecke benötigte Anzahl von
Speicherplätzen noch erheblich verringert, was zu einer allgemeinen
Reduzierung der bereitzustellenden Speicherplätze führt und außerdem
bewirkt, daß die vom Mikrorechner des Steuergerätes abzuarbeitenden
Programmteile sehr kurz gehalten werden können.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Einrichtung möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Mikrorechner-System für
ein Kraftfahrzeug, mit einer an eine Eingabe/Ausgabe-Ein
heit angeschlossenen Diagnoseeinrichtung und
Fig. 2 ein Mikrorechner-System mit einer daran angeschlossenen Dia
gnoseeinrichtung, die ein Steuergerät zur Abarbeitung eines
Diagnoseprogrammes aufweist.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Mikrorechner-System ist
ein Mikroprozessor 10 mit einem Arbeitsspeicher (RAM) 11,
mit einem Festwertspeicher (ROM oder EPROM) 12 sowie mit
einer Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 über einen Datenbus 14
und einen Adressenbus 15, verbunden. In Abhängigkeit von
dem zu übertragenden Informationsinhalt, bzw. in Abhängig
keit von der Anzahl der anwählbaren Adressen kann ein solcher
Datenbus 14 z. B. aus 8 Einzelleitungen und ein Adressbus
15 z. B. aus 16 Einzelleitungen bestehen. Eine die Bauteile
10 bis 12 verbindende Lese-Befehlsleitung 16 ist über eine
Klemme 17 mit der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 verbunden und
dient dazu, anliegende oder gespeicherte Informationen ab
zurufen. Eine die Bauteile 10, 11 verbindende Schreib-Be
fehlsleitung 18 ist über eine Klemme 19 ebenfalls mit der
Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 verbunden und dient dazu, In
formationen in den Zwischenspeicher einzulesen. Eine Pro
grammunterbrechungs-Befehlsleitung (interrupt) 20 führt
von der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 über eine Klemme 21
zum Mikroprozessor 10. Diese Leitung dient dazu, bei Vor
liegen bestimmter Informationen ein gerade im Mikropro
zessor ablaufendes Programm zu unterbrechen. Vom Mikro
prozessor führt eine Lösch-Befehlsleitung (clear) 22 über
eine Klemme 23 zur Eingabe/Ausgabe-Einheit 13. Sie dient
dazu, bestimmte Anfangsbedingungen, z. B. bei einem Programm
beginn, zu schaffen. Ein Frequenzgenerator 24 ist über eine
Klemme 25 mit dem Mikroprozessor 10 verbunden, um diesem
Baustein eine Grundtaktfrequenz zuzuführen. Vorzugsweise
eine dadurch durch Teilung gewonnene Frequenz wird über eine
Klemme 25 der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 zugeführt. Eine
eine Versorgungsspannung führende Klemme 26 ist mit einer
Stabilisierungsschaltung 27 verbunden, deren stabilisierte
Ausgangsspannung einer Klemme 28, sowie sämtlichen Bauele
menten zugeführt ist, die elektronische Schalteinrichtungen
beinhalten.
Eine Eingangsschaltung 29 weist acht Eingänge 30 bis 36 und
59 auf, die mit externen Signalgebern verbunden sind. Der
Eingang 59 kann dabei beispielsweise mit einem einfachen
Schalter verbunden sein, der einen Diagnosebefehl an das
Mikrorechner-System gibt. Durch die Signalgeber wird der
jeweilige Zustand, z. B. einer Brennkraftmaschine an das
Rechnersystem gemeldet. Eine mit den Eingängen 30, 31
verbundene Geberanordnung 37 besteht aus einer vorzugsweise
mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundenen
Zahnscheibe 370, auf der umfangsseitig eine Vielzahl von
Zähnen 371 angebracht sind. Diese Zähne werden durch
einen ersten Aufnehmer 372 abgetastet, indem jeder ferro
magnetische Zahn in diesem induktiven Aufnehmer 372
eine Flußänderung hervorruft, die ein Spannungssignal zur
Folge hat. Die dadurch erzeugte drehzahlabhängige Signal
folge wird in dem Eingang 30 zugeführt. Eine Bezugsmarke
373 ist ebenfalls auf der Scheibe 370 angeordnet. Die Be
zugsmarke 373 wird von einem zweiten Aufnehmer 374 abge
tastet und das Bezugsmarkensignal dem Eingang 31 zugeführt.
Weitere Informationen der Brennkraftmaschine bzw. des Fahr
zeugs liegen als Versorgungsspannung U, Temperatur T, ange
saugte Luftmenge L, pro Zeiteinheit Stellung eines Drossel
klappenschalters 38 und Stellung eines Startschalters 39 an
den Eingängen 32 bis 36 an. Die Zahl der den Betriebszustand
des Motors beschreibenden Informationen ist noch beliebig
erweiterbar und nicht auf die dargestellten Informationen
beschränkt. Die dargestellten Eingangsfunktionen an den
Eingängen 30 bis 36 werden in der Eingangsschaltung auf
bereitet, entstört und soweit erforderlich, digitalisiert.
Ausgangsseitig werden diese Informationen über die Klemmen 40
bis 46 und 60 der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 zugeführt. Sofern
Informationen an der Eingangsschaltung 29 in analoger Form
vorliegen, werden sie durch einen in der Eingangsschaltung 29
enthaltenen Analog-Digital-Wandler in Frequenzen umgewandelt.
Eine Signalaufbereitung kann z. B. mit Hilfe von Schmitt-
Triggern erfolgen. Zwei Endstufenausgänge der Eingabe/Ausgabe-
Einheit sind über Klemmen 47, 48 mit Schaltendstufen 49, 50
verbunden, die als Zündungsendstufen ausgebildet sind. Solche
Zündungsendstufen enthalten in bekannter Weise einen Halb
leiterschalter im Primärstromkreis einer Zündspule, in der
Sekundärstromkreis wenigstens eine Zündstrecke 51, 52 bzw.
eine Zündkerze geschaltet ist. Eine weitere Schaltendstufe
54 zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung über vier dar
gestellte Einspritzventile 55 bis 58 ist ebenfalls mit der
Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 verbunden. Mit dieser Eingabe/
Ausgabe-Einheit 13 können auch weitere Funktionen im Kraft
fahrzeug gesteuert bzw. geregelt werden. Beispielsweise
kann damit eine elektronische Getriebesteuerung, eine
Niveauregelung und dergleichen erfolgen.
Die Wirkungsweise des dargestellten, an sich bekannten
Mikroprozessor-Systems ist bekannt und vielfach in der Li
teratur beschrieben.
Im Rahmen eines im Festwertspeicher 12 gespeicherten Pro
gramms werden vom Mikroprozessor 10 extern an der Eingabe/
Ausgabe-Einheit 13 anliegende Informationen im Zusammen
hang mit festgespeicherten Informationen verarbeitet. Das
errechnete Ergebnis, im vorliegenden Fall die Signale zur
Steuerung von Zündung und Einspritzung, werden den Schalt
endstufen 49, 50, 54 weitergegeben und zur Ausführung der
gewünschten Schaltbefehle benützt. Endergebnisse und Zwischen
ergebnisse werden zum Teil im Arbeitsspeicher 11 zwischen
gespeichert, um dann bei Bedarf durch den Mikroprozessor
wieder abgerufen zu werden.
Die Anzahl der verwendeten Mikroprozessoren, Festwertspeicher
und Arbeitsspeicher ist nicht gemäß der Darstellung in Fig. 1
beschränkt, sondern kann in Abhängigkeit der zu verarbeiten
den Informationen, dem Umfang des Programms und dem Umfang
der gespeicherten Daten beliebig erweitert werden. Diese
Anzahl hängt natürlich auch vom jeweils verwendeten Bauteil
typ ab, bzw. von dessen Arbeits- und Speichermöglichkeit.
Mit der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 ist eine Diagnoseeinrich
tung 61 verbunden, die beispielsweise in an sich bekannter
Weise ein Datensichtgerät, also einen Bildschirm, und/oder
eine Anzeigeeinrichtung für Arbeitsanweisungen und/oder
einen Anschluß für einen Drucker aufweist. Wird über den
Eingang 59 und die Klemme 60 an die Eingabe/Ausgabe-Ein
heit 13 ein Diagnosebefehl gegeben, so wird mit Hilfe eines
in dem Festwertspeicher 12 gespeicherten Unterprogrammes
eine Diagnose des Kraftfahrzeuges durchgeführt. Bei diesem
Diagnoseprogramm werden seriell die interessierenden In
formationen über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 an die Dia
gnoseeinrichtung 61 gegeben. Diese kraftfahrzeugspezifischen
Daten und Meßwerte können z. B. entsprechend einem ersten
Diagnose-Unterprogramm aktuelle Meßwerte, z. B. die Drehzahl,
die Batteriespannung, die Getriebedrehzahl und dergleichen
umfassen. Diese Meßwerte können beispielsweise mit Hilfe
der an die Eingangsschaltung 29 angeschlossenen Meßwert
geber erfaßt werden. Durch ein zweites Diagnose-Unterpro
gramm, das ebenfalls in dem Festwertspeicher 12 abgelegt
ist, können jeweils berechnete Werte, wie z. B. der Zündwinkel,
der Schließwinkel, die Einspritzzeit und dergleichen abgefragt
und über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 an die Diagnose
einrichtung 61 weitergegeben werden.
Entsprechend dem Diagnose-Unterprogramm können auch be
stimmte Betriebszustände der Brennkraftmaschine, die sich
besonders für Diagnosezwecke eignen, beispielsweise der
Leerlauf, durch Simulation von bestimmten Eingangssignalen
nachgebildet werden. Die dann vorliegenden Meßwerte und
Betriebsdaten des Mikrorechner-Systems können ebenfalls
wieder erfaßt und über die Eingabe/Ausgabe-Einheit an die
Diagnoseeinrichtung 61 gegeben werden.
Entsprechend dem in den Festwertspeicher 12 gespeicherten
Unterprogramm können auch Sollwert-Istwert-Vergleiche mit
Hilfe des Mikrorechner-Systems durchgeführt werden, wobei
eine daraus abgeleitete Fehleranzeige über die Eingabe/Aus
gabe-Einheit an die Diagnoseeinrichtung gegeben werden kann.
Bei derartigen Sollwert-Istwert-Vergleichen sind die fahr
zeugspezifischen Soll-Daten in dem Festwertspeicher 12 ge
speichert.
Für eine derartige Kraftfahrzeugdiagnose, mit der das Kraft
fahrzeug bzw. die elektrische Einrichtung des Kraftfahr
zeuges auf ein ordnungsgemäßes Funktionieren überprüft wird,
ist lediglich eine einfache an sich bekannte Diagnoseein
richtung erforderlich, die über nur zwei Zusatzleitungen mit
dem Mikrorechner-System verbunden werden muß. Durch die be
schriebene Einrichtung ist eine einfache, benutzungsunab
hängige Diagnose möglich, da alle Testzustände automatisch
entsprechend einem bestimmten Diagnose-Programm angefahren
werden können. Der Sollwert-Istwert-Vergleich findet in dem
Mikrorechner-System statt, d. h. Diagnose ist nicht motor-
oder kraftfahrzeugspezifisch. Über ein Anzeigetableau an
der Diagnoseeinrichtung können beispielsweise neben den
Motordaten auch Anweisungen an die Prüfperson ausgegeben
werden, z. B. welche Fehler aufgetreten sind und welche
entsprechenden Reparaturen ausgeführt bzw. welche Kraft
fahrzeugteile ausgewechselt werden müssen.
In Fig. 2 ist ein Mikrorechner-System entsprechend Fig. 1
bei 62 dargestellt. Dieses Mikrorechner-System 62 umfaßt
unter anderem die Eingabe/Ausgabe-Einheit 13, den Mikro
prozessor 10 und die Speicher 11 und 12. Über eine Stecker
leiste 63, einen Diagnosezwischenstecker 64 und einen Stecker
65 sind verschiedene Sensoren mit dem Mikrorechner-System
62 verbunden. Über die gleichen Bauelemente können Be
fehle, beispielsweise an die Zündungsendstufen 49 und 50
sowie an die Einspritzeinrichtung 54 gegeben werden. Über
den Diagnosezwischenstecker 64 ist eine Diagnoseeinrichtung
66 angeschlossen, die mit einem Dateneingabe/Ausgabe-Gerät
67 verbunden ist. Die Diagnoseeinrichtung 66 weist eine
im Prinzip zu 62 gleiche Steuereinrichtung mit einem
Mikroprozessor 68 und Speichern 69 und 70 auf. Bei dieser
Diagnoseeinrichtung kann das Diagnoseprogramm zu einem großen
Teil in den Speichern 69 und 70 abgelegt werden, so daß in
dem Mikrorechner-System 62 des Kraftfahrzeuges nur eine außer
ordentlich geringe Anzahl von zusätzlichen Speicherplätzen be
nötigt wird. Die Überprüfung der verschiedenen Funktionen
von Betriebsparametern des Kraftfahrzeuges erfolgt grund
sätzlich wie bei der Einrichtung nach Fig. 1. Zusätzlich
ist aber noch die Möglichkeit geboten, sämtliche Funktionen
des Mikrorechner-Systems 62 des Kraftfahrzeuges zu über
prüfen und zur Anzeige zu bringen. Mit Hilfe der Diagnose
einrichtung 66 werden für das in dieser Diagnoseeinrich
tung ablaufende Diagnoseprogramm die Daten der Kraftfahr
zeugsensoren aufbereitet und verarbeitet bzw. diese Werte
mit den Werten des Steuergerätes 62 verglichen. Dadurch
werden auch bei defektem Steuergerät 62 Fehlerquellen
genau lokalisiert. Über die mit der Diagnoseeinrichtung 66
verbundene Eingabe/Ausgabe-Einrichtung 67 können umfang
reiche, speicherplatz-intensive Anweisungen, bzw. Informa
tionen an die Prüfperson weitergegeben werden. Beispielsweise
kann dies ein Flußdiagramm für die Fehlersuche, eine Er
satzteilliste, oder eine Bedienungsanleitung für das Fahr
zeug sein.
Mit den beschriebenen Einrichtungen ist eine einfache Über
prüfung des Kraftfahrzeuges bzw. der elektronischen Einrich
tungen des Kraftfahrzeuges möglich, wobei lediglich bei
vorhandenen Mikrorechner-Systemen Speicherplätze für ein
Diagnose-Programm benötigt werden und wobei zusätzlich
noch ein an sich bekanntes Anzeigegerät vorgesehen werden
muß.
Mit diesem relativ geringen Aufwand ist eine außerordentlich
umfangreiche und sorgfältige Überprüfung des Kraftfahrzeuges
bzw. der elektrischen Anlage des Kraftfahrzeuges möglich.
Claims (6)
1. Einrichtung zur Steuerung von Betriebsvorgängen in einem Kraft
fahrzeug mit einem Mikrorechnersystem mit einem Mikroprozessor, der
über ein Bussystem mit je wenigstens einem Festwertspeicher (ROM,
PROM, EPROM), einem Arbeitsspeicher (RAM) sowie einer Eingabe/Aus
gabe-Einheit verbunden ist, an die Signalgeber zur Erzeugung von be
triebsparameterabhängigen Signalen sowie Stellglieder angeschlossen
sind, und mit Diagnosemitteln zur Ermittlung und Kenntlichmachung
von kraftfahrzeugspezifischen Defekten, dadurch gekennzeichnet, daß
die Diagnosemittel derart ausgebildet sind, daß sie durch Anlegen
eines Signals (59) an die Eingabe/Ausgabe-Einheit (13) aktiviert
werden und Diagnoseergebnisse und/oder kraftfahrzeugspezifische
Daten an eine an die Einrichtung anschließbare externe Diagnoseaus
werteeinrichtung (61, 66) ausgebbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über das
Mikrorechnersystem (10, 11, 12, 13) verschiedene Betriebszustände
des Kraftfahrzeuges simulierbar und die bei diesen Betriebszuständen
auftretenden Betriebswerte an die Diagnoseauswerteeinrichtung (61)
ausgebbar sind.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß in einem Speicher (12) des Mikrorechnersystems ge
speicherte kraftfahrzeugspezifische Sollwerte mit ermittelten Ist
werten vergleichbar und aus dem Vergleich resultierende Daten an die
Diagnoseeinrichtung (61) ausgebbar sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Diagnoseauswerteeinrichtung (66) ein Steuergerät mit einem Mikro
rechner-System (68, 69, 70) zur Überprüfung des im Kraftfahrzeug be
findlichen Mikrorechnersystem (62) sowie der damit verbundenen
Peripherie (Sensoren) aufweist, wobei mit Hilfe des Steuergeräts
Sollwerte erzeugt und mit kraftfahrzeugspezifischen Daten verglichen
werden und aus dem Vergleich resultierende Signale mit Hilfe der
Diagnoseauswerteeinrichtung (66) ausgegeben oder weiterverarbeitet
werden.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Diagnoseauswerteeinrichtung (61, 66) in an sich bekannter Weise ein
Datensichtgerät und/oder eine Anzeigeeinrichtung für Arbeitsan
weisungen für Prüfpersonen und/oder einen Drucker und/oder kon
ventionelle Meßinstrumente aufweist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Diagnosezwischenstecker (64) zum Anschluß der
Diagnoseauswerteeinrichtung (61, 66) an die Eingabe/Ausgabe-Einheit
(13) des Mikrorechnersystems vorgesehen ist.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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