DE3437149A1

DE3437149A1 - Vorrichtung zur pruefung von steuergeraeten in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3437149A1
Application number: DE19843437149
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl.-Ing. 7251 Hemmingen Schnaibel; Erich Dipl.-Ing. 7125 Kirchheim Schneider
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-10-10
Filing date: 1984-10-10
Publication date: 1986-04-17
Also published as: US4689554A; GB2181260B; GB2181260A; GB8524387D0

Description

12.9.I98U Fd/Le

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Vorrichtung zur Prüfung von Steuergeräten in Kraftfahrzeugen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Prüfung von Steuergeräten nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon lange bekannt, bei komplexen, insbesondere bei mikroprozessorgesteuerten Steuergeräten einen seriellen Datenausgang vorzusehen, über den Fehlercodes zu übertragen sind. Mittels dieser Fehlercodes ist es möglich zu erkennen, ob das Steuergerät einwandfrei arbeitet, bzw, ob und welche Leitungen von Signalgebern beispielsweise unterbrochen oder nicht angeschlossen sind. Bekannte Prüfgeräte enthalten im allgemeinen einen Rechenbaustein, der eine komplexe Auswertung der seriellen Daten gestattet. Das Auswerteergebnis wird auf einem Bildschirm angezeigt oder ausgedruckt. Solche Meßgeräte sind naturgemäß recht teuer, so daß sie sich nur von größeren Werkstätten oder Automobilfirmen angeschafft werden können.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine Prüfung des Steuergerätes mit einem sehr einfachen, nur wenige Bauelemente aufweisende Prüfgerät möglich ist. Mit diesem Prüfgerät ist es möglich, das Steuergerät auf mögliche Defekte zu untersuchen. Aufgrund der einfachen Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Steuergerät sowohl in kleinen Tankstellen als auch bei Privatpersonen einsetzbar. Das erfindungsgemäße Prüfgerät ist nicht rechnergesteuert und aus handelsüblichen Bauelementen einfach aufbaubar.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn vor dem Dateneingang des Schieberegisters ein Tiefpaßfilter geschaltet ist. Dadurch wird erreicht, daß eine einwandfreie Auswertung auch dann gegeben ist, wenn die seriellen Daten so aufgebaut sind, daß gleichzeitig eine Taktübertragung erfolgt. Eine eindeutige Trennung zwischen Takt und Daten ist dann gegeben. Günstig ist es auch, einen setzbaren Zähler vorzusehen, der durch das monostabile Kippglied setzbar ist, dessen Zählerstand durch den Takt änderbar ist und der beim Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes das Taktsignal zum Schieberegister unterdrückt. Dadurch ist es möglich, auch bei einer sehr langen seriellen Datenübertragung, die die Anzeige-

Ä3437H9

kapazität des Gerätes erschöpfen würde, die Fehlercodes abschnittsweise zu gewinnen, in dem jeweils nur so viel Daten eingelesen werden, wie Anzeigeplätze vorhanden sind. Die Taktunterdrückung erfolgt zweckmäßigerweise und sehr einfach mittels einer Diode die einerseits an die Taktleitung geschaltet ist und andererseits heim Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes gegen Bezugspotential geschaltet ist. Hierzu ist ein vorhandener Zählerausgang zu verwenden. Zur Unterdrückung von Störimpulsen ist es zweckmäßig, dem Signaleingang ein Filter nachzuschalten.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Prüfgerätes und Figur 2 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Funktionsweise des Prüfgerätes.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Figur 1 zeigt den Aufbau des einfachen Prüfgerätes. An den Eingang 1 wird der serielle Datenausgang des zu prüfenden Steuergerätes angeschlossen, das beispielsweise in einem Kraftfahrzeug die Zündung oder Einspritzung steuert. Vom Eingang 1 gelangen die Daten zu einem Tiefpaßfilter 2, das so ausgelegt ist, daß der Datenfluß selbst nicht verfälscht wird, jedoch steilflankige Störimpulse unterdrückt werden. Der Ausgang des Filters 2 steht einerseits mit einem monostabilen Kippglied 3 und andererseits mit einem Tiefpaßfilter h in Verbindung. Des weiteren ist an den Ausgang des Filters 3 ein Widerstand 7 angeschlossen. Der

ί96

3437H9

Ausgang des Tiefpaßfilters h gelangt an den Dateneingang D eines Schieberegisters 5· Das Schieberegister 5 enthält gleichzeitig ein dem Register nachgeschalteten Speicher für jeden Registerplatz und ist beispielsweise als integrierter Schaltkreis UO9^- von eier Firma RCA erhältlich. Der Ausgang des monostabilen Kippgliedes 3 ist einerseits an den Strobeingang St des Schieberegisters 5 angeschlossen. Andererseits führt eine Leitung zum Setzeingang S des Zählers 8. Als Zähler 8 ist beispielsweise der integrierte Baustein i+0103 von RCA verwendbar. Der andere Anschluß des Widerstandes 7 führt einerseits zum Takteingang Cl des Schieberegisters 5 und zum Takteingang Cl des Zählers 8. Des weiteren ist eine Diode 10 zwischen der Taktleitung und dem Überlaufausgang CO des Zählers 8 angeschlossen. Die Ausgänge des Speichers des Schieberegisters 5 sind über eine Datenleitung mit einer Anzeigevorrichtung 6 verbunden, die beispielsweise aus einzelnen Leuchtdioden oder aus Siebensegmentanzeigen gebildet sein kann. Der Dateneingang des Zählers 8 steht seinerseits über eine Datenleitung mit einem Schalter 9 in Verbindung, durch den der Zählerstand vorwählbar ist.

Die Funktionsweise der Vorrichtung nach Figur 1 soll anhand des Diagrammes nach Figur 2 näher erläutert werden. Je nach Aufbau des Steuergerätes können bei der Prüfvorrichtung nach Figur 1 ebenfalls geringfügige Veränderungen erforderlich sein. Werden die Daten- und Taktsignale beispielsweise zum zu prüfenden Steuergerät getrennt übertragen, so ist es möglich, die Datensignale direkt dem Dateneingang D des Schieberegister 5 zuzuführen, während die Takt-

6 β 4

η. 3Α37Η9

signale am Eingang 1 angelegt werden. Wird zur seriellen Datenübertragung ein Code verwendet, aus dem das Taktsignal regenerierbar ist, so kann die Schaltungsanordnung nach Figur 1 unverändert übernommen werden. Die im weiteren folgende Beschreibung geht davon aus, daß die serielle Datenübertragung so erfolgt, daß der Takt regenerierbar ist. Hierbei wird festgelegt, daß jede negative Flanke eines eingehenden Impulses als Taktsignal gewertet wird.

Nach dem die Datensignale das Filter 2 passiert haben, in dem lediglich hochfrequente Störimpulse, beispielsweise aus der Zündanlage eines Kraftfahrzeuges, herausgesiebt werden, gelangen die Signale einmal zum Tiefpaß k. Der Tiefpaß h hat lediglich die Aufgabe, die Taktsignale von den Datensignalen zu trennen. Das als Datenfilter wirkende Tiefpaßfilter k arbeitet dabei so, daß die Länge des Impulses vor der abfallenden Flanke geprüft wird, beispielsweise in dem ein Kondensator über einen Widerstand aufgeladen wird. Ist der Impuls relativ lang wird auf eine logische 1 erkannt, ist er relativ kurz, so daß der Kondensator nicht genügend aufgeladen werden kann, so wird eine logische 0 erkannt. Diese Auswertung, die beispielsweise mittels eines Schwellwertschalters erfolgt, der dem Tiefpaßfilter nachgeschaltet ist, wird am Dateneingang D des Schieberegisters 5 zum TaktZeitpunkt ausgewertet. In einfachen Fällen kann als Komparator der Dateneingang D des Schieberegisters 5 dienen.

Der Takteingang Cl des Schieberegisters 5 ist als dynamischer Takteingang ausgebildet, der auf die abfallende Flanke des Taktsignals reagiert. Bei der abfallenden Flanke des Daten-

β 4

signals wird das am Dateneingang D liegende Signal in das Schieberegister 5 übernommen und auf dem letzten Platz des Schieberegisters gespeichert. Die vorher eingelesenen Daten werden auf dem Schieberegister weitergeschoben, während die am äußersten Punkt des Schieberegisters angelangten Daten verworfen werden. Das monostabile Kippglied 3, für das beispielsweise der integrierte Baustein U098 der Firma RCA Verwendung finden kann, wird durch die negative Flanke vom Dateneingang 1 getriggert. Die Schaltzeit der monostabilen Kippstufe 3 ist so zu wählen, daß sie kürzer ist als die kürzeste Pause, die zwischen zwei Datenfolgen auftreten kann und langer als die minimale Übertragungsrate (Bundrate) des seriellen Datenflusses rst. Ist die Datenübertragung beendet und fällt nach der vorgegebenen Pausenzeit das Monoflop 3 mit einer negativen Flanke ab, so wird durch den Impuls der Strobeeingang St des Schieberegisters 5 geschaltet. Der Inhalt der im Schieberegister abgelegten Daten werden in die Speicher des Schieberegisters übernommen und gleichzeitig zur Anzeigeeinheit durchgeschaltet. Nunmehr ist es möglich, beispielsweise anhand der aufleuchtenden Ziffer oder der aufleuchtenden Leuchtdioden zu erkennen, welcher Fehler im Steuergerät vorliegt. Sind beispielsweise in der Anzeigeinheit 8 Leuchtdioden vorgesehen, so kann der Fehler dadurch bestimmt werden, indem beispielsweise in einem Handbuch nachgeschlagen wird, welcher Fehler vorliegt, wenn beispielsweise die zweite und die siebte Leuchtdiode aufleuchten. Ist als Anz'eigeeinheit β eine Siebensegmentanzeige vorgesehen, so können Ziffern und Buchstaben direkt dargestellt werden. Der Benutzer des

1.M-1.0-1:8-6 6 4-

"'" 3A37H9

Prüfgerätes kann nun beispielsweise beim Aufleuchten der Ziffer 6 oder des Buchstaben A leicht nachprüfen, welcher Fehler im Steuergerät beim Aufleuchten dieser Ziffer oder des entsprechenden Buchstabens zu erwarten ist.

Mittels des Zählers 8 und der Schaltvorrichtung 9 kann das Prüfgerät auf einfache Art und Weise erweitert werden. In Figur 2a ist in Form einer logischen 1 der Übertragungszeitraum dargestellt, während dem Daten vom Steuergerät zur Prüfeinrichtung übertragen werden. Während bei dem zuerst geschilderten Fall stillschweigend vorausgesetzt war, daß nicht mehr Daten übertragen werden, als im Schieberegister abgespeichert werden können, ist nunmehr die Zahl der Daten in weiten Grenzen beliebig. Angezeigt werden lediglich die letzten übertragenen Daten, die der Kapazität des Schieberegisters 5 und der Anzeigeeinheit 6 entsprechen. Wollen nunmehr alle Daten angesehen werden, muß die Betrachtung abschnittsweise erfolgen. Interessieren nur bestimmte Daten, so können diese Daten mittels des Zählers 8 speziell herausgezogen werden. In Figur 2b ist der Fall dargestellt, daß eine Datengruppe betrachtet werden soll, die während der Datenübertragung in etwa in der Mitte beginnt. Mittels der Schaltvorrichtung 9 wird nunmehr der Zähler 8 so gesetzt, daß der Zählvorgang zu einem bestimmten Zeitpunkt unterbrochen werden kann. Der durch die Schaltvorrichtung 9 vorgegebene Zählerstand wird in den Zähler 8 mit dem Setzimpuls übernommen, der am Setzeingang S anliegt. Als Setzimpuls dient dabei die positive Flanke, d.h. die Flanke, mit dem das Monoflop durch den ersten Datenimpuls auf eine logische 1 gesetzt wird. Dies ist

/119664

in Figur 2d dargestellt. Es ist erkennbar, daß mit der ersten abfallenden Flanke des Datensignals nach Figur 2c, das am Eingang 1 des Prüfgerätes anliegt, das Monoflop 3 gesetzt wird. Mit jedem weiteren Taktimpuls, der am Takteingang Cl des Zählers 8 anliegt, wird der Zähler 8 um 1 zurückgesetzt. Sind entsprechend dem eingestellten Zählerstand entsprechende Takte verflossen, so wird der Zähler z.B. bei einer Rückwärtszählung einmal seinen Zählerstand 0 erreichen. Dies bedeutet jedoch, daß gleichzeitig der Übertragsausgang CO auf eine logische 0 zurückgesetzt wird. Weitere Taktimpulse die nunmehr über den Widerstand T an die Takteingänge des Zählers 8 bzw. des Schieberegisters 5 gelangen können nicht mehr ausgewertet werden, da die Diode 10 die Taktleitung auf einer logischen 0 hält, so daß die im Schieberegister anliegenden Datenwerte nicht übernommen werden können, wie dies in Figur 2b mit der abfallenden Flanke angedeutet ist.

Figur 2c zeigt beispielhaft die digitale serielle Datenübertragung, wobei die Übernahme des Datenbits mit der abfallenden Flanke erfolgt. Der Tiefpaß k ermöglicht hierbei die Erkennung des Datenwortes. Ist der Impuls kurz, so ist beispielsweise der Kondensator des Tiefpasses k nicht genügend aufladbar, so daß eine logische 0 erkannt wird. Ist der Impuls lang , wie dies im zweiten Fall dargestellt ist, so wird der Kondensator des Tiefpasses k genügend aufgeladen, so daß an seiner abfallenden Flanke" eine logische 1 erkannt wird. Das in Figur 2 dargestellte Datenwort lautet daher 01100. Mit der abfallenden Flanke des Diagramms nach Figur 2b ist die Datenübertragung beendet, da zwar am Tiefpaß k weitere Daten ankommen, diese jedoch wegen des fehlenden Taktsignals nicht in das Schieberegister übernommen werden.

Der Tiefpaß k ist keineswegs zwingend als Tiefpaß auszubilden. Die Länge des Datensignals ist beispielsweise mit einem Zähler auszählbar. Bei dieser Art der Datenauswertung ist es möglich, die Übertragungsra.te beliebig zu gestalten. Die Taktfolge kann daher schneller oder langsamer gewählt werden. Es muß lediglich darauf geachtet werden, daß das Tiefpaßfilter U in der Lage ist, eine logische 0 und eine logische 1 sicher zu unterscheiden, d.h. die Impulslänge zwischen einer logischen 0 und einer logischen 1 muß hinreichend verschieden sein. Die Abfolge der abfallenden Flanken, die den Takt bestimmt, ist dagegen in weiten Bereichen beliebig. Sine Grenze ist lediglich durch das monostabile Kippglied 3 gegeben. Dieses erkennt nämlich nach einer bestimmten Zeit des Ausbleibens der Impulse, daß die Datenübertragung beendet ist. Die Taktfolge darf daher nicht langsamer als diese Zeit gewählt werden.

Das Verhalten "der monostabilen Kippstufe 3 ist in Figur 2d aufgezeigt. Mit der ersten abfallenden Flanke wird das Kipp glied 3 gesetzt. Gleichzeitig wird -vom Zähler der Wert des Schalters 9 übernommen. Das Kippglied 3 wird nunmehr durch jede neue negative Flanke wieder getriggert. Nach der letzten negativen Flanke in Figur 2c bleibt das monostabile Kippglied während einer vorgegebenen Zeit auf seinem logischen 1-Pegel stehen und fällt dann auf eine logische 0 zurück. Durch dieses Abfallen auf eine logische 0 wird gleichzeitig der Strobeimpuls ausgelöst, der bei dem Schieberegister 5 die Übernahme des Schieberegisterinhalts in den Speicher bewirkt, der seinerseits die An-

_mX 19:664

zeige β aktiviert. Die Verzögerungszeit des monostabilen Kippgliedes 3 wird dabei zweckmäßigerweise so gewählt, daß einerseits auch bei einer langsamen Datenübertragung nicht ein Ansprechen wegen fehlender Taktimpulse erfolgt und andererseits nach einer Beendigung der Datenübertragung das Übertragungsergebnis möglichst frühzeitig zur Verfugung steht. Das Zeit-verhalten des monostabilen Kippgliedes 3 ist daher an die zu prüfenden Steuergeräte anzupassen.

Claims

12.9. 1 981+ Fd/Le

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Prüfung von Steuergeräten in Fahrzeugen mit einem Eingang zum Empfang von seriellen Daten, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Schieberegister (5) aufweist, in das die Daten eingelesen werden, daß ein monostabiles Kippglied (3) vorgesehen ist, das das Ende der Datenübertragung erkennt, und daß am Ende der Datenübertragung der Inhalt des Schieberegisters (5) einer Anzeigevorrichtung (6) zugeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Dateneingang des Schieberegisters (5) ein Tiefpaßfilter (Ij-) geschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß ein setzbarer Zähler (8) vorgesehen ist, der durch das monostabile Kippglied (3) setzbar ist, dessen Zählerstand durch den Takt veränderbar ist und der beim Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes das Taktsignal zum Schieberegister (5) unterdrückt.

^:- -ί-^: 1 S S 6 43437H9

"™ 2 "■

i+. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktunterdrückung mittels einer an die Taktleitung geschalteten Diode (TO) erfolgt, die beim Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes gegen Bezugspotential geschaltet wird.

5. Vorrichtung nach einem der Torhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dateneingang (T) ein Filter (2) nachgeschaltet ist.