DE3934974A1 - Vorrichtung zur funktionskontrolle mehrerer steuergeraete in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung zur funktionskontrolle mehrerer steuergeraete in einem kraftfahrzeug

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Funktionskon­ trolle mehrerer Steuergeräte in einem Kraftfahrzeug mittels einer einzigen Kontrollanzeige.
In heute gebräuchlichen Fahrzeugen sind gewöhnlich mehrere elektronische Steuergeräte vorgesehen, die spezifische Arbeits- und Sicherheitsfunktionen beim Betrieb des Fahr­ zeugs erfüllen. Derartige Steuergeräte dienen beispiels­ weise zur Steuerung und/oder Regelung der Zündung, der Kraftstoffzuführung, des Getriebes, der Verhinderung eines Schlupfes, der Leistung, des Abgases, des Bremsvorgangs u.dgl. Diese Steuergeräte sind gewöhnlich über einen gemein­ samen Diagnosebus miteinander verbunden, an dem ein Dia­ gnoseanschluß vorgesehen ist, um die Steuergeräte auf ihren ordnungsgemäßen Zustand hin mittels eines Testgeräts über­ prüfen zu können. Ferner können die Steuergeräte über einen Kommunikationsbus (z.B. CAN-Bus) miteinander verbunden sein.
Jedem Steuergerät ist eine z. B. als Kontrolleuchte ausge­ bildete Kontrollanzeige zugeordnet, die aufleuchtet, wenn das zugeordnete Steuergerät einen Fehler aufweist. Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung findet in jedem Steuergerät ein sogenannter Aufprüfvorgang, der das Ein­ schalten der Kontrolleuchte eines jeden Steuergeräts zum Zwecke der Anzeige der Funktionstüchtigkeit sowohl eines jeden Steuergeräts als auch der zugehörigen Kontrolleuchte darstellt, statt. Der Aufprüfvorgang wird nach einer vorbestimmten Zeit oder bei Eintreffen eines bestimmten Ereignisses, z.B. dem Starten des Motors, be­ endet. Diese Aufprüfung entspricht dem heute üblichen Ver­ fahren bei anderen im Armaturenbrett verbauten Kontroll­ leuchten, z.B. der Ölkontrolleuchte. Der Verkabelungsaufwand ist bei dieser Lösung sehr groß, insbesondere wenn eine große Anzahl von Steuergeräten vorgesehen ist. Weiterhin ist für jede Kontrolleuchte eine Treiberstufe erforderlich, wodurch die Vorrichtung teuer und aufwendig wird.
Weiterhin ist es bekannt, für mehrere Steuergeräte eine einzige Kontrolleuchte vorzusehen, die von jedem Steuer­ gerät aus eingeschaltet werden kann. Auch hier sind wieder mehrere Treiberstufen erforderlich, deren Zahl der der Steuergeräte entspricht. Vor allem bei sehr vielen Steuer­ geräten ist die zeitliche Abstimmung der einzelnen Prüf­ vorgänge und Ansteuervorgänge für die Kontrolleuchte tech­ nisch problematisch und aufwendig und für mehr als zwei Steuergeräte in der Praxis bei vertretbarem Aufwand kaum mehr möglich. Darüber hinaus entsteht bei der Aufprüfung und unzureichender Synchronisation ein Flackern der Kontroll­ leuchte, das den Überwachungskomfort beeinträchtigt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß unter Verwendung von ohnehin vorhandenen Diagnose- und/oder Kommu­ nikationsleitungen zwischen den Steuergeräten nur eine einzige Kontrollanzeige und eine einzige Treiberstufe zur Funktionskontrolle erforderlich sind. Ein Flackern der Kontrollanzeige kann nicht auftreten. Die Handhabung ist technisch einfach, und eine Erweiterung durch zusätzliche Steuergeräte ist ohne Probleme realisierbar. Dabei ist keine Erhöhung des ohnehin geringen Hardware-Aufwands not­ wendig.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Als Kommunikationsleitung zwischen den einzelnen Steuer­ geräten wird zweckmäßigerweise der üblicherweise eine oder zwei Einzelleitungen aufweisende Diagnosebus verwendet, der zur externen Diagnose ohnehin vorhanden ist. Bei der Nutzung dieses Diagnosebusses für die Funktionskontrolle dient eine Leitung zur Übertragung der Kontrollsignale und die andere Leitung als Statusleitung, um beispielsweise die Aufprüfphase von einer externen Diagnose zu unterschei­ den. Ist die Statusleitung nicht vorhanden oder anderweitig genutzt, so muß ein externes Testgerät vor Beginn einer Diagnose die Leitung mit den Kontrollsignalen abprüfen, um festzustellen, ob eine Funktionskontrolle durchgeführt wird. Erst danach darf die Diagnose stattfinden.
Das mit der Kontrollanzeige verbundene Steuergerät ist vorzugsweise ein stets im Fahrzeug vorhandenes Zentral­ steuergerät, insbesondere ein Steuergerät zur Steuerung oder Regelung der Zündung und/oder Kraftstoffeinspritzung. Dadurch können die Treiberstufe und sonstige Schaltmittel zur Funktionskontrolle immer schon primär in diesem Zentral­ steuergerät vorgesehen werden, während die übrigen Steuer­ geräte immer ohne Treiberstufe hergestellt werden können.
Ab einem Einschaltsignal werden die Kontrollsignale der einzelnen Steuergeräte in vorteilhafter Weise in einer festgelegten Reihenfolge nacheinander erzeugt und der Prüf­ einrichtung zugeführt. Dabei weisen die Kontrollsignale zweckmäßigerweise festgelegte Signallängen und/oder Signal­ abstände auf. Die Synchronisation dieser Signalfolge ist durch den gemeinsamen Diagnosebus auf einfache Weise möglich.
Im einfachsten Falle weist die Prüfeinrichtung Mittel zum Prüfen der als einfache Impulse ausgebildeten Kontroll­ signale auf Vollständigkeit auf. Die Prüfeinrichtung kann dabei z.B. eine Zählstufe sein. Es ist jedoch auch möglich, daß die Kontrollsignale als Informationsfolgen ausgebildet oder mit solchen versehen sind. Hierdurch können zusätz­ liche Informationen erhalten werden, welche Steuergeräte in Ordnung sind und/oder welche Fehler aufgetreten sind. Dazu weisen die Informationsfolgen Informationen über den Zustand des jeweiligen Steuergeräts und/oder dessen Identi­ fikation auf. Entsprechende Daten können im Zentralsteuer­ gerät gespeichert werden, so daß sie bei einer externen Dia­ gnose schnell erkannt werden können, was insbesondere dann von besonderer Bedeutung ist, wenn eventuelle Fehlfunktionen einzelner Steuergeräte nur sporadisch auftreten.
Sind die Steuergeräte über einen gemeinsamen Kommunikations­ bus, z.B. CAN, miteinander verbunden, geben alle Steuer­ geräte Informationen in oben beschriebener Art als Bot­ schaften des zu dem Kommunikationsbus gehörenden Übertra­ gungsprotokolls an das zentrale Steuergerät weiter.
Eine Fehleranzeige oder Identifikation von fehlerhaften Steuergeräten kann auch optisch dem Fahrer dadurch mitge­ teilt werden, daß die Kontrollanzeige festgelegte Leucht­ folgen und/oder Intensitätsfolgen in Abhängigkeit des Ergeb­ nisses des Funktionstests abgibt.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels mit vier Steuergeräten,
Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungs­ weise unter Verwendung von Kontrollimpulsen und
Fig. 3 eine Erläuterung der Wirkungsweise einer Aus­ führung, bei der zusätzliche Informationsfolgen auftreten.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier elektronische Steuergeräte 10-13 in einem nicht darge­ stellten Fahrzeug angeordnet. Dabei ist das Steuergerät 10 ein in jeder Ausführung und Ausbaustufe des jeweiligen Fahrzeugs vorhandenes Steuergerät, also beispielsweise ein Zünd- und/oder Einspritzsteuergerät. Die anderen drei Steuergeräte können beispielsweise Steuergeräte zur Steue­ rung und/oder Regelung des Getriebes, der Verhinderung des Schlupfes, der Leistung, des Bremsvorgangs od.dgl. sein. Diese Steuergeräte 10-13 weisen gewöhnlich Mikro­ rechner auf und sind über einen Diagnosebus 14 untereinander und mit einem Diagnoseanschluß 15 zum Anschluß externer Diagnosegeräte verbunden. Der Diagnosebus 14 ist in vielen Fahrzeugen genormt und besteht aus einer sogenannten K- Leitung 16 und einer L-Leitung 17, die optional sind. Ferner können die Steuergeräte über einen Kommunikationsbus 30 miteinander verbunden sein.
Im als Hauptsteuergerät ausgebildeten Steuergerät 10 ist eine vereinfacht dargestellte Treiberstufe 18 vorgesehen, die von einer Prüfeinrichtung 19 gesteuert wird. An den Ausgang der Treiberstufe 18 ist eine z.B. als Kontroll­ leuchte 20 ausgebildete Kontrollanzeige angeschlossen, deren zweiter Anschluß mit dem positiven Pol der Versorgungs­ spannung U verbunden ist.
Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ beispiels wird im folgenden anhand des in Fig. 2 darge­ stellten Signaldiagramms erläutert.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die L-Leitung 17 ein 1-Signal auf, das die Funktionskontrolle gestattet. Im Falle eines externen Diagnosevorgangs würde ein 0-Signal an der L-Leitung 17 anliegen, das eine Umschaltung auf den externen Diagnosevorgang bewirkt. Über die K-Leitung erfolgt eine Synchronisation und Übertragung der einzelnen Kontrollsignale zur Prüfeinrichtung 19 im Steuergerät 10. Dies erfolgt in einem vorgesehenen Zeitraster. Auf ein Einschaltsignal E hin beginnt der Kontrollzyklus, während dem die einzelnen Steuergeräte in festgelegten Abständen T3 Kontrollsignale der Länge T2 abgeben. Im dargestellten Diagramm ist das Kontrollsignal des ersten, zweiten und n-ten Steuergerätes dargestellt. Der Signalabstand zwischen dem Einschaltsignal E und dem ersten Kontrollsignal beträgt T1, wobei selbstverständlich auch hier derselbe zeitliche Abstand vorgesehen sein kann. Ebenfalls ist es prinzipiell möglich, die Kontrollsignale oder die Signalabstände unter­ schiedlich lang zu machen und entweder den zeitlichen Beginn der einzelnen Kontrollsignale oder der Signalabstände in ein festes zeitliches Raster zu fassen.
In der Prüfeinrichtung 19 werden die eingehenden Kontroll­ signale registriert und ausgewertet. Dies kann im einfachsten Falle über eine Zähleinrichtung erfolgen, die ab dem Ein­ schaltsignal E die eingehenden Kontrollsignale oder Kontroll­ impulse nach entsprechender Impulsaufbereitung und -erkennung zählt. Ist der vorgesehene Zahlenwert, der der Zahl der angeschlossenen Steuergeräte entspricht, erreicht, so wird die ordnungsgemäße Funktion aller Steuergeräte erkannt, und es erfolgt eine entsprechende Ansteuerung der Treiber­ stufe 18 bzw. der Kontrolleuchte 20 bis zum Eintreffen des Ausschaltsignals A. Durch die Ansteuerung erkennt die Bedienungsperson, daß die Kontrolleuchte 20 und die Treiber­ stufe 18 selbst ordnungsgemäß arbeiten. Liegt in einem der Steuergeräte ein Defekt vor, so tritt vor dem Ausschalt­ signal A entweder überhaupt kein Kontrollsignal auf oder das als Null-Impuls ausgebildete Kontrollsignal bleibt als Null-Signal erhalten. In beiden Fällen erfolgt dadurch eine Erkennung eines nicht ordnungsgemäßen Kontrollsignals, was die Prüfeinrichtung 19 veranlaßt, die Kontrolleuchte 20 gar nicht oder erst nach dem Signal A anzusteuern, so daß dies als Fehler erkannt wird.
In einer anderen, nicht dargestellten Variante ist es mög­ lich, beispielsweise mit der Betätigung des Zündschlüssels vor Inbetriebnahme des Motors die Kontrolleuchte oder eine andere Kontrollanzeige aufleuchten zu lassen, die nur dann erlischt, wenn keine Fehlermeldung auftritt oder im zentralen Steuergerät nicht bereits ein Fehler gespeichert ist.
Da die Kontrollsignale in einer festgelegten Reihenfolge bei der Prüfeinrichtung 19 eingehen, ist es möglich, der­ artige Fehler als Fehlersignal abzuspeichern, durch das dasjenige Steuergerät gekennzeichnet wird, dessen Kontroll­ signal nicht in ordnungsgemäßer Weise abgesandt wurde. Hierdurch kann bei einer externen Diagnose sofort festge­ stellt werden, welches der Steuergeräte einen Fehler aufweist, was insbesondere dann von besonderer Bedeutung ist, wenn dieser Fehler nur sporadisch aufgetreten ist.
Ist im Steuergerät 10 der Ausstattungsgrad des Verbund­ systems der angeschlossenen Steuergeräte hinterlegt, also die Zahl und Art der angeschlossenen Steuergeräte, so kann die Prüfeinrichtung 19 durch einen entsprechenden Zugriff automatisch die Zahl der zu erwartenden Kontrollsignale erkennen und festlegen. Anderenfalls muß die Prüfeinrichtung 19 entsprechend vorprogrammiert werden.
Anstelle eines einfachen Kontrollsignals gemäß Fig. 2 können die einzelnen Steuergeräte 11-13 auch Informationsfolgen I gemäß Fig. 3 absenden. Vor jeder Informationsfolge I ist ein Start-Bit S0 und danach ein Stopp-Bit S1 vorgesehen. Dabei können beispielsweise die Start-Bits S0 der einzelnen Steuergeräte in festem zeitlichem Raster nacheinander er­ zeugt werden. Die Informationsfolge I enthält beispiels­ weise die Steuergeräte-Adresse und die Kontrollmeldung des absendenden Steuergeräts. Hierdurch kann auf einfache Weise registriert werden, welches Steuergerät nicht in Ordnung ist und ob nur eine Funktionsstörung oder ein Total­ ausfall vorliegt, beispielsweise dann, wenn nicht nur das Kontrollsignal, sondern auch die Steuergeräte-Adresse nicht abgesandt wird. Hier ergeben sich in noch vielfältigerer Weise Möglichkeiten, die eingehenden Informationen über Störungen und Ausfälle in der Prüfeinrichtung 19 abzuspei­ chern, um später eine externe Diagnose zu erleichtern.
Sind die Steuergeräte über einen gemeinsamen Kommunikations­ bus 30, z.B. CAN, miteinander verbunden, geben alle Steuer­ geräte Informationen in oben beschriebener Art als Bot­ schaften des zu dem Kommunikationsbus gehörenden Übertra­ gungsprotokolls an das zentrale Steuergerät weiter.
Dem Fahrer des Fahrzeugs können auch unmittelbar nach Ab­ schluß der Funktionstests Informationen über mögliche Fehler oder Ausfälle zugeleitet werden, indem die Kontrolleuchte 20 in Abhängigkeit erkannter Störungen in einer festgelegten, codierten Weise angesteuert werden, z.B. durch verschiedene Leucht- und/oder Intensitätsfolgen. So kann beispielsweise ein dreimaliges Blinken auf einen Fehler in der Getriebe­ steuerung hinweisen, während ein zweimaliges Blinken einen Fehler in der Antischlupfregelung kennzeichnet.

Claims (23)

1. Vorrichtung zur Funktionskontrolle mehrerer Steuergeräte in einem Kraftfahrzeug mittels einer einzigen Kontrollanzeige, wobei in jedem Steuergerät Mittel zur Erzeugung eines Kon­ trollsignals als Funktionsmeldung vorgesehen sind und wobei auf Grund dieses Kontrollsignals Informationen zur Ansteue­ rung der Kontrollanzeige ausgebbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Schaltmittel (18) zur Ansteuerung der Kontroll­ anzeige (20) nur in einem Steuergerät (10) vorgesehen sind, daß die Steuergeräte (10-13) über wenigstens eine Diagnose- und/oder Busleitung (16, 17, 30) miteinander in Verbindung stehen, daß die Kontrollsignale dem Steuergerät (10) mit den Schaltmitteln zur Ansteuerung der Kontrollanzeige (20) übertragbar sind und daß das Signal für die Kontrollanzeige (20) in Abhängigkeit von den Kontrollsignalen beeinflußbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (18) als Treiberstufe ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei als Diagnosebus (14) ausgebildete Diagnoseleitungen (16, 17) vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (16) zur Übertragung der Kontrollsignale und die andere Leitung (17) als Statusleitung vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnoseleitung (16) als Diagnosebus (14) mit einer Einzelleitung ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein externes Testgerät vor Beginn einer Diagnose die Diagnoseleitung (16) auf Vorhandensein von Kontrollsignalen der einzelnen Steuergeräte (11-13) abprüft.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein externes Testgerät mit der Diagnose erst dann be­ ginnt, wenn für eine festzulegende Zeit keine Kontroll­ signale auf der Diagnoseleitung (16) erkannt werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Übertragung der Kontrollsignale ein Kommunika­ tionsbus als wenigstens eine Busleitung (30) verwendet wird.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Kontrollanzeige (20) verbundene Steuergerät (10) ein stets im Fahrzeug vorhandenes Zentralsteuergerät ist, insbesondere zur Steuerung oder Regelung der Zündung und/oder Kraftstoffeinspritzung.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ab einem Einschaltsignal (E) die Kontrollsignale der einzelnen Steuergeräte (11-13) in einer festgelegten Reihenfolge nacheinander erzeugbar und der Prüfeinrichtung (19) zuführbar sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollsignale festgelegte Signallängen und/oder Signalabstände aufweisen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Prüfeinrichtung (19) Mittel zum Prüfen der als einfache Impulse ausgebildeten Kontrollsignale auf Vollständigkeit aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollsignale als Informations­ folgen (I) ausgebildet oder mit solchen versehen sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsfolgen (I) Informationen über den Zu­ stand des jeweiligen Steuergeräts (11-13) und/oder dessen Identifikation aufweisen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollsignale als Botschaften des zu dem Kommuni­ kationsbus (30) gehörenden Übertragungsprotokolls ausge­ bildet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Botschaften Informationen über den Zustand des jeweiligen Steuergeräts (11-13) und/oder dessen Identifi­ kation aufweisen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Prüfeinrichtung (19) Mittel zum Prüfen der Botschaften auf Vollständigkeit aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei ordnungsgemäß vorliegenden Kontroll­ signalen die Kontrollanzeige (20) einschaltbar und durch ein Ausschaltsignal (A) oder nach einer festgelegten Zeit ausschaltbar ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht ordnungsgemäß vorliegenden Kontrollsignalen die Kontrollanzeige (20) vor dem Ausschaltsignal (A) oder einer festgelegten Zeit nicht eingeschaltet wird.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht ordnungsgemäß vorliegenden Kontrollsignalen die Kontrollanzeige (20) nach dem Ausschaltsignal (A) oder einer festgelegten Zeit einschaltbar ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollanzeige (20) durch ein manuell auslösbares Schaltsignal, z.B. durch das Einschalt­ signal eines Zündschlüssels, einschaltbar und bei ordnungs­ gemäß vorliegenden Kontrollsignalen ausschaltbar ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehlersignalspeicher vorgesehen ist, der bei gespeichertem Fehlersignal die den ordnungs­ gemäßen Zustand anzeigende Schaltfolge der Kontrollanzeige (20) verhindert.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Erzeugung von Leucht­ folgen und/oder Intensitätsfolgen in Abhängigkeit des Ergeb­ nisses des Funktionstests vorgesehen sind.
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