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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Apparat, der für die
Prüfung eines elektronischen Steuersystems angepaßt ist, das einen
Mikroprozessor verwendet.
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In modernen Fahrzeugen werden zahlreiche Funktionen von
einem elektronischen Steuersystem gesteuert, das ein elektronisches
Steuergerät mit integriertem Mikroprozessor verwendet. Ein Beispiel für
ein solches Steuersystem ist die elektronische Steuerung der Einspritzung
eines Motors mit Kraftstoffeinspritzung und innerer Verbrennung. Es ist
erforderlich, das elektronische Steuersystem oder einen Teil desselben
während der Endprüfung nach der Fertigung und anschließend während
der routinemäßigen Wartung des Fahrzeugs oder beim Auftreten eines
Fehlers prüfen zu können.
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Das Prüfen eines elektronischen Steuergeräts erreichte man
bisher auf eine von zwei Arten, nämlich dadurch, daß ein Bereich des im
System verwendeten Steuergeräts speziell einem Prüfprogramm
zugeordnet wurde, auf das der Mikroprozessor umgeschaltet werden kann,
oder durch das Anschließen externer Prüfgeräte.
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Die Zuordnung bestimmter Bereiche des Steuergeräts für
Prüfzwecke ist nicht immer zufriedenstellend, da es schwer ist, die
Prüfroutinen nach ihrer Festlegung zu ändern. Bei der Verwendung von
externen Prüfgeräten war bisher eine große Zahl externer Geräte
erforderlich, einschließlich spezieller Sensoren für Motorparameter wie
Drosselklappeneinstellung und Motordrehzahl sowie Stellgliedern zum
Generieren der Prüfbedingungen für ihre Anwendung auf die Eingänge
einer Steuervorrichtung. Während die Verwendung externer Prüfgeräte
ein großes Maß an Flexibilität beim Prüfverfahren bietet, ist sie zugleich
teuer. Darüber hinaus ist es sehr zeitaufwendig, die Prüfungen mit
externen Prüfgeräten durchzuführen.
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Die elektronischen Steuergeräte für Fahrzeuge werden
gewöhnlich mit einem auswechselbaren Datenmodul ausgestattet, mit dem
ein standardmäßiges Steuergerät für die Verwendung mit einem
bestimmten Motor angepaßt wird. Bei dem Datenmodul kann es sich um
einen ROM- oder EPROM-Speicher handeln, auf den der Prozessor des
Steuergeräts während des normalen Betriebs zugreift.
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Aus FR-A-2 444 742 ist ein Steuergerät zur Steuerung einer
Waschmaschine bekannt. Dieses Steuergerät enthält einen
Mikroprozessor. Der Speicher des Mikroprozessors enthält ein
Prüfprogramm. Das Prüfen des Steuergeräts wird dadurch gestartet, daß
ein Bediener eine Taste drückt. Das Signal der Taste wird dem
Mikroprozessor zugeführt, der daraufhin sein Prüfprogramm startet.
Während der Prüfung führt der Mikroprozessor einen Selbsttest aus. Der
Mikroprozessor überprüft die peripheren Komponenten wie Anzeigen,
Signallampen, Schalter und Regler. Nach jedem Prüfschritt steuert der
Mikroprozessor die Signallampen und signalisiert dem Bediener, ob der
Prüfschritt bestanden wurde oder nicht.
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DE-A-25 32 455 bezieht sich auf eine Methode zur
Fehlererkennung in einem programmierbaren Schaltkreis. Für
Prüfzwecke liegen in einem Anweisungsspeicher gespeicherte
Prüfanweisungen vor. Während der Prüfung beginnt jeder Prüfschritt mit
einem Anfangszustand und endet mit einem Endzustand. Der Endzustand
wird mit einem vorbestimmten Endzustand verglichen. Wenn
Unterschiede zwischen dem Endzustand und dem vorbestimmten
Endzustand vorliegen, wird eine Fehlererkennung ausgeführt, die
angezeigt werden kann. Für die Prüfung einer Ein-/Ausgabe-Einheit wird
ein Eingang mit einem Ausgang der Ein-/Ausgabe-Einheit
kurzgeschlossen. Dem Ausgang der Ein-/Ausgabe-Einheit wird ein
vorbestimmter Binärsignalpegel zugeführt, der anschließend am Eingang
der Ein-/Ausgabe-Einheit abgefragt wird.
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Aus GB-A-2 125 578 ist ein selbstüberwachendes System für
ein elektronisches Steuersystem in Kraftfahrzeugen bekannt. Um
fehlerhafte Segmente zu erkennen, prüft das selbstüberwachende System
die Eingänge und Ausgänge des elektronischen Steuersystems. Die
Ergebnisse der Prüfoperation werden zu einem nichtflüchtigen Speicher
geleitet, der mit dem elektronischen Steuersystem verbunden ist. Das
selbstüberwachende System steht mit einem weiteren Mikrocomputer des
Fahrzeugs in Verbindung, der über eine Anzeigeeinheit verfügt. Die
Ergebnisse der Prüfoperation werden auch dem Mikrocomputer zugeführt,
der die Anzeigeeinheit in Reaktion auf eine manuell über eine manuelle
Einheit eingegebene Anzeigeanforderung steuert.
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Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, daß zum
Prüfen eines elektronischen Steuergeräts die Eingänge der
Eingangsschnittstelle mit den Ausgängen der Ausgangsschnittstelle
verbunden werden. Während der Prüfung wird die Ausgangsschnittstelle
verwendet, um die Eingangsschaltkreise des elektronischen Steuergeräts
anzuregen. Bei der Analyse der Signale (d. h. Frequenz, Phasendifferenz
usw.), die an den Eingängen im Vergleich mit den über die
Ausgangsschnittstelle ausgegebenen Signalen abgefragt werden, erhält
man detaillierte Prüfergebnisse. Daher besteht kein Bedarf an weiteren
komplizierten Prüfgeräten wie Lehren und Einrichtungen zum Generieren
von Prüfbedingungen. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung
liegt darin, daß das Verbindungsgerät, das die Eingangs- und die
Ausgangsschnittstelle verbindet, so angelegt ist, daß es die
Datenschnittstelle mit dem Prüfergebnis-Überwachungsgerät verbindet.
Daher sind keine weiteren Einrichtungen erforderlich, um die
Datenschnittstelle mit dem Prüfergebnis-Überwachungsgerät zu
verbinden.
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Im folgenden wird nun eine als Beispiel dienende
Ausführungsart der Erfindung beschrieben, damit diese leichter
verständlich wird; hierbei wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug
genommen, in denen:
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Abbildung 1 ein Blockschaltbild eines bestehenden
elektronischen Steuergeräts und
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Abbildung 2 eine schematische Darstellung einer
Ausführungsart der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Es wird als nützlich erachtet, vor der Beschreibung der
vorliegenden Erfindung und unter Bezugnahme auf Abbildung 1 ein
elektronisches Steuergerät für den Motor eines Kraftfahrzeugs zu
beschreiben.
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Das in Abbildung 1 gezeigte Steuergerät 10 wird durch eine
gestrichelte Linie dargestellt. Es umfaßt ein
Steuerungsverarbeitungsgerät (CPU) 1 mit zugehörigem Systemspeicher 2
in Form eines ROM-, EPROM-und/oder RAM-Speichers. Die CPU 1 ist mit
einer Eingangsschnittstelle 3 verbunden, die so ausgelegt ist, daß sie
Meßwerteingänge vom Motor oder den zugehörigen Sensoren erhält (nicht
gezeigt). Die CPU 1 führt bestimmte Operationen mit den
Meßwerteingängen gemäß ihrem Systemspeicher durch, der wie
erforderlich, von einem auswechselbaren Operationssoftware-Modul 5
modifiziert wird, das zum Anpassen der CPU für den Betrieb mit einem
bestimmten Motorentyp verwendet wird. Wie in der Abbildung gezeigt,
umfaßt das Software-Modul 5 einen Datenspeicher 6 und einen
Codierspeicher 7. Die Ergebnisse der von der CPU 1 ausgeführten
Operation werden einem Ausgangsschnittstellen-Schaltkreis zugeführt,
der Steuersignale für Apparate wie z. B. Kraftstoffeinspritzungen und
Geräte liefert, die vom Steuergerät gesteuert werden. Der
Ausgangsschnittstellen-Schaltkreis umfaßt eine Datenschnittstelle 9, z. B.
eine RS-422 serielle Schnittstelle. Obwohl die Ein- und Ausgänge in
Abbildung 1 so gezeigt werden, als befanden sie sich auf
gegenüberliegenden Seiten des Steuergeräts und als benötigten sie
separate Eingangs- und Ausgangsanschlüsse, ist es eher üblich, daß die
Ein- und Ausgänge zusammen angeordnet sind, so daß ein einziger
Steckverbinder verwendet werden kann.
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Wenn man jetzt auf Abbildung 2 Bezug nimmt, zeigt diese das
Steuergerät 10, das an den Prüfapparat gemäß der vorliegenden Erfindung
angeschlossen ist. Für die Zwecke der Prüfung werden zwei wichtige
Änderungen vorgenommen. Die erste liegt darin, daß das Software-Modul
5 entfernt und durch ein Prüfdaten-Modul 11 ersetzt wird, damit die CPU
1 des Steuergeräts 10 im Prüfmodus arbeitet. Die zweite Änderung liegt
darin, daß ein spezieller Steckverbinder 12 mit der Ausgangsschnittstelle
8 verbunden ist. Der Steckverbinder 12 ist ein Kurzschlußstecker, mit dem
die Ein- und Ausgänge des Steuergeräts auf vorbestimmte Weise
verbunden werden. Das Prüfdaten-Modul 11 veranlaßt die CPU 1,
nacheinander an jedem der Ausgänge vorbestimmte Signale anzulegen
und die zugehörigen Eingänge abzufragen. Das Ergebnis der Abfrage wird
anschließend der Datenschnittstelle 9 zugeführt. Der Steckverbinder 12
stellt darüber hinaus die Verbindung zur seriellen Datenschnittstelle 9 des
Steuergeräts her, so daß die Ergebnisse der Prüfungen, die von der CPU 1
der seriellen Schnittstelle 9 zugeführt werden, als Ausgabe für das
Prüfergebnis-Überwachungsgerät in Form eines Terminals 13 verwendet
werden können.
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Während das Modul 11 die CPU veranlaßt, im Prüfmodus zu
arbeiten, kann in den internen Speicher 2 des Steuergeräts eine Software
mit anderen Ruhedaten integriert werden.
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Das Terminal 13 kann zahlreiche verschiedene Formen
annehmen, solange es fähig ist, serielle Daten zu empfangen; es kann sich
z. B. um einen PC oder ein standardmäßiges Terminal handeln, das eine
visuelle und/oder gedruckte Sichtanzeige der Prüfergebnisse liefert.
Alternativ kann das Terminal 13 sehr viel einfacher sein und nur durch
einen Summer oder eine Lampe akustisch oder optisch anzeigen, ob ein
Prüfverfahren zu einem korrekten Ergebnis bzw. zu einem Ergebnis
innerhalb der zulässigen Grenzen geführt hat.
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Obwohl es nicht am bequemsten ist, so ist es doch möglich, die
obige Anordnung zu verändern, indem man die Prüfdaten, die zuvor im
auswechselbaren Modul 11 enthalten waren, im auf der Platine
befindlichen ROM speichert.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß die einfache Methode des
Verbindens der Ein- und Ausgänge des Steuergeräts manchmal für die
Prüfung des gesamten Steuergeräts unzureichend ist. Unter solchen
Umständen ist es nützlich, über ein oder mehrere spezielle
Funktionsgeneratoren zum Anregen der Eingänge zu verfügen. Der
Funktionsgenerator bzw. die Funktionsgeneratoren können als Zusatz zu
einer Veränderung des ROM und zu einer Korrektur der Ein- und
Ausgänge oder als Alternative für bestimmte Prüfungen verwendet
werden. Die Berechnungsergebnisse des Mikrocomputers können dann
über die serielle Leitung des Terminals gelesen werden. Bei dieser
Methode wird der Vorteil sehr weniger Prüfgeräte mit den guten
Prüfergebnissen der herkömmlichen Prüfmethode verbunden.
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Eine weitere Anwendung der Prüfung durch Veränderung des
ROM-Moduls ist die Prüfung der Einspritzeinrichtungen (z. B. die
Einspritzpumpe eines Diesel-Motors). Dies erreicht man, indem man das
ROM-Modul in ein spezielles Pumpenprüfungs-ROM-Modul ändert; die
Regelung der Pumpe mit geschlossenem Regelkreis wird dadurch
veranlaßt, die Einspritzmenge während eines festgelegten Zeitraums
anzuheben oder zu reduzieren. Das Steuergerät mißt über den
geschlossenen Regelkreis, ob die Pumpe in der Lage ist, die angeforderte
Kraftstoffmenge bereitzustellen. Wenn die Zeitverzögerung zwischen der
angeforderten und der tatsächlichen Kraftstoffmenge zu groß ist, wird dem
Bediener empfohlen, die Pumpeneinrichtung auszutauschen.