DE3238881A1

DE3238881A1 - Circuit arrangement for monitoring electronic computing chips

Info

Publication number: DE3238881A1
Application number: DE19823238881
Authority: DE
Inventors: Winfried Dipl.-Ing. 7133 Maulbronn Klötzner; Immanuel 7151 Erbstetten Krauter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-10-21
Filing date: 1982-10-21
Publication date: 1984-04-26
Also published as: DE3238881C2

Abstract

A circuit arrangement for monitoring electronic computing chips in motor vehicles (watchdog circuit) is proposed, such a computing chip outputting periodic signals for controlling an output stage (11) in correct operation. A continuously varying memory content of a memory (14) is set to a fixed value in dependence on these signals, and a reset signal for the computing chip is generated when the memory content reaches a predetermined limit value. To adapt the maximum permissible signal ratio of output signals of the computing chip (10) as a function of battery voltage or as a function of rotational speed, either the memory content is increased as a function of battery voltage and the limit value is kept constant or the memory content is constantly reduced whilst the limit value is changed as a function of the battery voltage. <IMAGE>

Description

Schaltungsanordnung zur Überwachung von elektronischenCircuit arrangement for monitoring electronic

Rechenbausteinen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zur Überwachung von elektronischen Rechenbausteinen in Kraftfahrzeugen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Solche, üblicherweise auch als "watchdog"-Schaltungen bezeichnete Schaltungsanordnungen dienen der Rücksetzung von elektronischen Rechenbausteinen um einen erneuten Programmstart zu ermöglichen, wenn deren Ausgangssignale nicht einen vorbestimmten Rhythmus einhalten. Solche, z.B.Computing modules prior art The invention is based on a Circuit arrangement for monitoring electronic computing modules in motor vehicles according to the genre of the main claim. Such, usually also called "watchdog" circuits The circuit arrangements shown are used to reset electronic computation modules to enable the program to be restarted if its output signals are not keep a predetermined rhythm. Such, e.g.

aus der DE-OS 29 03 638, der DE-OS 30 35 896 sowie der DE-OS 32 14 oo6 bekannte Überwachungsanordnungen überwachen dabei im allgemeinen die Einhaltung eines maximal zulässigen Signalabstands der Ausgangssignale. Wenn nach einer solchen maximal zulässigen Zeit infolge einer Fehlfunktion kein Ausgangssignal erscheint, erfolgt eine Rücksetzung des Rechenbausteins. Rechenbausteine in Kraftfahrzeugen zur Steuerung von Zündungs-oder Einspritz-Endstufen erzeugen im wesentlichen mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine synchronisierte Ausgangssignale. Der maximal zugelassene Impulsabstand muß sich daher an niederen Drehzahlen orientieren. Dies hat den Nachteil, daß bei Störungen bei hohen Drehzahlen unerwünscht lange Stromflußzeiten in den Endstufen entstehen, bis eine Rücksetzung erfolgt.from DE-OS 29 03 638, DE-OS 30 35 896 and DE-OS 32 14 Oo6 known monitoring arrangements generally monitor compliance a maximum permissible signal spacing of the output signals. If after such a maximum permissible time due to a malfunction no output signal appears, the arithmetic block is reset. Computing modules in motor vehicles to control ignition or Injection output stages produce im output signals that are essentially synchronized with the speed of the internal combustion engine. The maximum permitted pulse spacing must therefore be based on lower speeds. This has the disadvantage that, in the event of malfunctions at high speeds, it takes an undesirably long time Current flow times arise in the output stages until a reset takes place.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, daß sich die Begrenzung des maximal zulässigen Impuls abstands drehzahlabhängig anpaßt, da sich die Batteriespannung, die diesen Impulsabstand steuert, unter bestimmten Voraussetzungen ebenfalls drehzahlabhängig verändert.Advantages of the Invention The circuit arrangement according to the invention with the characterizing features of the independent claims has the advantage that the limitation of the maximum permissible pulse interval depends on the speed adapts, since the battery voltage, which controls this pulse spacing, changes under certain Requirements also changed depending on the speed.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltungsanordnung möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Developments and improvements of the circuit arrangement specified in the main claim possible.

Besonders vorteilhaft ist es, den Einfluß der Batteriespannung über eine nichtlineare Funktion wirken zu lassen, da hierdurch die Anpassung an die Bedingungen bei unterschiedlichen Drehzahlen und unterschiedlichen Stromflußzeiten besonders exakt eingestellt werden kann.It is particularly advantageous to control the influence of the battery voltage to let a non-linear function act, as this results in the adaptation to the conditions especially at different speeds and different current flow times can be set exactly.

Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, dem Rücksetzeingang des Rechenbausteins ein. Zeitglied vorzuschalten, durch das der Rücksetz-Zustand für eine definierte Zeit aufrechterhalten bleibt. Zu Beginn dieses Rücksetz-Zustands wird sofort der Strom in der angeschlossenen Endstufe abgeschaltet. Nach dieser definierten Zeit sind dann wieder einheitliche Initialisierungsbedingungen vorgegeben, die einen einwandfreien Neustart des Rechenbausteins erlauben.Furthermore, it is particularly advantageous to use the reset input of the computing module a. Upstream timing element through which the reset state is defined for a Time is maintained. At the beginning of this reset state, the Current in the connected output stage switched off. After this defined time are then again uniform initialization conditions given, which allow a flawless restart of the computing module.

Indem das Steuersignal des elektronischen Rechenbausteins außer der zugeordneten Steuerendstufe auch der Überwachungs-Schaltungsanordnung zugeführt ist, sind keine zusätzlichen Ausgänge (Ports) am Rechenbaustein notwendig.By the control signal of the electronic computing module in addition to the associated control output stage is also supplied to the monitoring circuit arrangement no additional outputs (ports) are required on the computing module.

Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Schaltungsbeispiel eines ersten Ausführungsbeispiels, Figur 2 eine weitere Schaltungsvariante zur Entladung des Speichers, Figur 3 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise und Figur 4 ein Teilschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels.DRAWING Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing shown and explained in more detail in the following description. It show figure 1 shows a circuit example of a first exemplary embodiment, and FIG. 2 shows another Circuit variant for discharging the store, FIG. 3 shows a signal diagram for explanation the mode of operation and FIG. 4 is a partial circuit diagram of a second exemplary embodiment.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel steuert ein als Rechenbaustein verwendeter Mikrorechner 10 eine Zündungs-Steuerendstufe 11. Alternativ hierzu sind natürlich auch weitere Steuerendstufen z.B. zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, der Getriebesteuerung und Antiblockierfunktionen möglich. Das am Ausgang (Port) des Mikrorechners 10 abgegriffene Ausgangssignal ist über eine Klemme 12 der Basis eines Schalttransistors 13 zugeführt, dem ein Speicherkondensator 14 parallel geschaltet ist. Der mit einer Klemme 15 verbundene Kollektor des Transistors 13 ist über eine Diode 16 an eine Klemme 17 angeschlossen, an die eine konstante Versorgungsspannung Uconst angelegt ist. Weiterhin ist die Klemme 15 über einen Widerstand 18 an eine Klemme 19 angeschlossen, an die die Batteriespannung des Kraftfahrzeugs Ubatt angelegt ist. Der Emitter des Transistors 13 liegt an Masse. Ein erster, zwischen die Klemme 17 und Masse geschalteter, aus zwei Widerständen 20, 21 bestehender Spannungsteiler ist mit seinem Abgriff sowohl an die Klemme 15, wie auch an den invertierenden Eingang eines Komparators 22 angeschlossen. Der Spannungsteiler 20, 21 bildet zusammen mit dem Widerstand 18 ein Widerstandsnetzwerk. Ein zweiter, zwischen die Klemme 17 und Masse geschalteter, aus zwei Widerständen 23, 24 bestehender Spannungsteiler ist mit seinem Abgriff an den nicht-invertierenden Eingang des Komparators 22 angeschlossen. Der Ausgang des Komparators 22 ist an den Rücksetzeingang (Reset) des Mikrorechners 10 sowie über eine Diode 25 an die Klemme 17 angeschlossen. Parallel zur Diode 25 ist ein Widerstand 26 geschaltet. Weiterhin ist der Ausgang des Komparators 22 über einen Kondensator 27 an Masse gelegt. Die Konstantspannung Uconst versorgt auch den Mikrorechner 10.Description of the exemplary embodiments In the one shown in FIG Embodiment controls a microcomputer 10 used as a computing module Ignition control output stage 11. Alternatively, there are of course also further control output stages e.g. to control fuel injection, transmission control and anti-lock functions possible. The output signal tapped at the output (port) of the microcomputer 10 is fed via a terminal 12 to the base of a switching transistor 13, which is a Storage capacitor 14 is connected in parallel. The one connected to a terminal 15 The collector of the transistor 13 is connected to a terminal 17 via a diode 16, to which a constant supply voltage Uconst is applied. Furthermore, the Clamp 15 connected via a resistor 18 to a terminal 19 to which the battery voltage of the motor vehicle Ubatt is applied. The emitter of transistor 13 is connected to ground. A first, connected between terminal 17 and ground, made up of two resistors 20, 21 of the existing voltage divider is connected to terminal 15, as well as connected to the inverting input of a comparator 22. The voltage divider 20, 21 together with the resistor 18 form a resistor network. A second, between the terminal 17 and ground, consisting of two resistors 23, 24 The voltage divider is connected to the non-inverting input of the comparator with its tap 22 connected. The output of the comparator 22 is connected to the reset input (reset) of the microcomputer 10 and connected to terminal 17 via a diode 25. Parallel a resistor 26 is connected to the diode 25. Furthermore, the output of the comparator is 22 is connected to ground via a capacitor 27. The constant voltage Uconst supplies also the microcomputer 10.

Die Wirkungsweise des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels soll im folgenden anhand des in Figur 3 dargestellten Signaldiagramms erläutert werden. Mit U10 sind die Ausgangssignale des Mikrorechners 10 bezeichnet, wobei jeweils ein O-Signal die Stromflußzeit und ein 1-Signal die Stromsperrzeit vorgibt. Demzufolge ergeben sich die Zündzeitpunkte aus den Anstiegsflanken der Signale U10. Während jedem Signal U10 wird der Transistor 13 stromleitend und entlädt schnell den Speicherkondensator 14. Nach Beendigung eines Signals U10 wird der Kondensator 14 zum Teil batteriespannungsabhängig über den Widerstand 18 und zum Teil konstant über den Spannungsteiler 20, 21 aufgeladen. Durch Dimensionierung dieses Widerstandsnetzwerks 18, 20, 21 kann eine beliebige, batteriespannungsabhängige Aufladung des Speicherkondensators 14 eingestellt werden. Da die Batteriespannung bei niederen Drehzahlen, z.B. während des Anlaßvorgangs, sehr niedrig und bei hohen Drehzahlen wesentlich höher ist, kann dadurch eine drehzahlabhängige bzw. schließzeitabhängige Aufladung des Speicherkondensators 14 eingestellt werden. Durch den Spannungsteiler 23, 24 wird am Komparator 22 die Schaltschwelle Us eingestellt. Diese Schaltschwelle ist nicht batteriespannungsabhängig, sondern konstant.The mode of operation of the exemplary embodiment shown in FIG is to be explained below with reference to the signal diagram shown in FIG will. The output signals of the microcomputer 10 are denoted by U10, where In each case a 0 signal specifies the current flow time and a 1 signal specifies the current blocking time. Accordingly, the ignition times result from the rising edges of the signals U10. During each signal U10, transistor 13 becomes conductive and quickly discharges the storage capacitor 14. After the termination of a signal U10, the capacitor 14 partly dependent on the battery voltage via the resistor 18 and partly constant Charged via the voltage divider 20, 21. By dimensioning this resistor network 18, 20, 21 can be any battery voltage dependent charging of the storage capacitor 14 can be set. Since the battery voltage at low Speeds, e.g. during the starting process, are very low and at high speeds is significantly higher, it can be a speed-dependent or closing time-dependent Charging of the storage capacitor 14 can be set. Through the voltage divider 23, 24, the switching threshold Us is set on the comparator 22. This switching threshold is not dependent on the battery voltage, but constant.

Im zweiten Zyklus von Figur 3 ist der Fall dargestellt, daß die Schaltschwelle Us erreicht wird, wodurch das Ausgangssignal des Komparators 22 von einem 1-Signal auf ein O-Signal wechselt und den Mikrorechner 10 zurücksetzt. Heutige Mikrorechner sind so beschaffen, daß bei einem Rücksetz-Signal der Ausgang auf einen definierten Zustand wechselt, im vorliegenden Fall auf ein 1-Signal, durch das der Strom in der Steuerendstufe 11 abgeschaltet wird. Außerdem wird über den Transistor 13 der Kondensator 14 entladen, so daß am Ausgang des Komparators 22 (Ausgang mit offenem Kollektor) wieder ein 1-Signal erscheint. Dieses führt jedoch nicht sofort zur Aufhebung des Rücksetz-Signals, da sich der Kondensator 27 jetzt nach einer definierten Zeitfunktion auflädt. Erst wenn die Aufladung die Schaltschwelle des Rücksetz-Eingangs des Mikrorechners 10 erreicht hat, ist der Rücksetz-Befehl aufgehoben, und im Mikrorechner 10 wird definiert ein neuer Programmdurchlauf begonnen.In the second cycle of Figure 3, the case is shown that the switching threshold Us is reached, whereby the output signal of the comparator 22 is a 1-signal changes to an O signal and resets the microcomputer 10. Today's microcomputers are designed so that in the event of a reset signal the output switches to a defined The state changes, in the present case to a 1-signal, through which the current in the control output stage 11 is switched off. In addition, the transistor 13 is the Discharge capacitor 14, so that at the output of the comparator 22 (output with open Collector) a 1-signal appears again. However, this does not immediately lead to cancellation of the reset signal, since the capacitor 27 is now according to a defined time function charges. Only when the charge exceeds the switching threshold of the reset input of the microcomputer 10, the reset command is canceled and microcomputer 10 becomes defines a new program run started.

Die strichpunktierten Verläufe der Kondensatorspannungen U14 und U27 zeigen die Verhältnisse bei einer höheren Batteriespannung, also bei einer höheren Drehzahl der Brennkraftmaschine. Bei dieser höheren Batteriespannung würde der Rücksetz-Befehl früher erfolgen.The dash-dotted curves of the capacitor voltages U14 and U27 show the situation with a higher battery voltage, i.e. with a higher one Speed of the internal combustion engine. With this higher battery voltage, the reset command would take place earlier.

Die Dioden 16 und 25 dienen der definierten Entladung der Kondensatoren 14, 27 bei Abschaltung der Versorgungsspannung.The diodes 16 and 25 are used to discharge the capacitors in a defined manner 14, 27 when the supply voltage is switched off.

Die in Figur 2 dargestellte Reihenschaltung eines Widerstands 30 mit einer Diode 31 kann alternativ zum Transistor 13 zwischen die Klemmen 15 und 12 geschaltet werden. Eine solche Anordnung ist dann vorteilhaft, wenn der Ausgang des Mikrorechners 10 invers arbeitet, also ein 1-Signal zur Steuerung der Stromflußzeit in der Steuerendstufe 12 vorgibt. In diesem Fall wird bei einem O-Signal am Ausgang des Mikrorechners 10 der Kondensator 14 entladen.The series connection of a resistor 30 shown in FIG a diode 31 can alternatively to transistor 13 between terminals 15 and 12 be switched. Such an arrangement is advantageous when the output of the microcomputer 10 works inversely, that is, a 1-signal for controlling the current flow time specifies in the control output stage 12. In this case, if there is a 0 signal at the output of the microcomputer 10, the capacitor 14 is discharged.

Bei dem in Figur 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist der Abgriff des Spannungsteilers 23, 24 nunmehr mit dem invertierenden Eingang des Komparators 22 verbunden. Außerdem ist dieser Spannungsteiler 23, 24 nunmehr zwischen die Klemme 19 und Masse geschaltet.In the second embodiment shown in Figure 4 is the Tapping of the voltage divider 23, 24 now with the inverting input of the comparator 22 connected. In addition, this voltage divider 23, 24 is now between the terminal 19 and connected to ground.

Die Schaltstrecke des Transistors 13 ist nunmehr in Reihe zum Kondensator 14 und die ganze Anordnung zwischen die Klemme 17 und Masse geschaltet. Parallel zum Kondensator 14 ist ein Entladewiderstand 32 vorgesehen.The switching path of the transistor 13 is now in series with the capacitor 14 and the whole arrangement is connected between terminal 17 and ground. Parallel A discharge resistor 32 is provided for the capacitor 14.

Die Kondensatorspannung U14 ist in den nicht-invertierenden Eingang des Komparators 22 angeschlossen. Die ausgangsseitige Beschaltung des Komparators 22 entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel und ist nicht noch einmal dargestellt.The capacitor voltage U14 is in the non-inverting input of the comparator 22 is connected. The wiring of the comparator on the output side 22 corresponds to the first exemplary embodiment and is not shown again.

Die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß bei einem 1-Signal am Ausgang des Mikrorechners 10 der Transistor 13 stromleitend wird und den Kondensator 14 auf die Spannung Uconst auflädt.The mode of operation of the second exemplary embodiment is that with a 1-signal at the output of the microcomputer 10, the transistor 13 conducts current and charges the capacitor 14 to the voltage Uconst.

Sperrt der Transistor 13 danach aufgrund eines 0Signale an der Klemme 12, dann wird der Kondensator 14 batteriespannungsunabhängig über den Widerstand 32 entladen. Diese Entladung erfolgt solange, bis die nunmehr batteriespannungsabhängige Schaltschwelle des Komparators 22 erreicht ist, und der Ausgang des Komparators 22 von einem 1-Signal auf ein O-Signal wechselt. Die prinzipielle Wirkungsweise entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel, indem auch hier die Erreichung einer Schaltschwelle des Komparators 22 bei höherer Batteriespannung schneller erfolgt, wodurch wiederum eine batteriespannungs- bzw. drehzahlabhängige maximal zulässige Zeit für die Aufeinanderfolge von Ausgangssignalen des Mikrorechners 10 festgelegt ist.If the transistor 13 then blocks due to a 0 signal at the terminal 12, then the capacitor 14 is independent of the battery voltage via the Resistor 32 discharged. This discharge continues until the now battery voltage-dependent Switching threshold of the comparator 22 is reached, and the output of the comparator 22 changes from a 1-signal to an 0-signal. The principle mode of operation corresponds to the first exemplary embodiment in that here, too, the achievement of a The switching threshold of the comparator 22 takes place more quickly at a higher battery voltage, which in turn results in a maximum permissible battery voltage or speed-dependent Time for the succession of output signals from the microcomputer 10 is set is.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die beschriebenen Schaltungsanordnungen prinzipiell auch digital ausgeführt werden können. Statt einem Speicherkondensator würde dann ein Zähler treten, und dem Lade- bzw. Entladevorgang würde ein AuSwärts- bzw. Abwärtszählen entsprechen. Anstelle des Komparators 22 würde ein digitaler Komparator treten, dessen Schaltschwelle durch einen Zahlenwert vorgegeben ist.It should be noted that the circuit arrangements described can in principle also be carried out digitally. Instead of a storage capacitor a counter would then appear and the charging or discharging process would be followed by an upward or down counting. Instead of the comparator 22, a digital one would be used Step comparator, the switching threshold of which is specified by a numerical value.

Claims

Claims circuit arrangement for monitoring electronic Computing modules in motor vehicles, which at one of their outputs when properly Operation emit periodic signals, depending on these signals a continuous changing memory content of a memory can be set to a fixed value and wherein a reset signal is generated when the memory content is a predetermined one Limit reached, characterized in that the continuous increase the memory content takes place depending on the battery voltage of the motor vehicle, while the limit value is constant.

2. Circuit arrangement for monitoring electronic computing modules in motor vehicles that have periodic at one of their outputs when operated properly Emit signals, with a continuously changing signal as a function of these signals The memory content of a memory can be set to a fixed value and with a reset signal is generated when the memory content reaches a predetermined limit value, characterized in that the continuous reduction of the memory content occurs constantly while the limit value is dependent on the battery voltage of the motor vehicle changed.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the influence of the battery voltage takes place via a non-linear function.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the memory is designed as a capacitor (14) and the non-linear function is formed by a resistor network (18, 20, 21).

5. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a reset input of the arithmetic unit (10) is a timing element (26, 27) is connected upstream, through which the reset state for a defined time is maintained.

6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the control signals of the electronic computing module (10) except the associated control output stage (11) is also supplied to the monitoring circuit arrangement are.