DE4012003C2

DE4012003C2 -

Info

Publication number: DE4012003C2
Application number: DE19904012003
Authority: DE
Inventors: Takashi Tokio/Tokyo Jp Matsuura
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1989-04-13
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1993-08-12
Also published as: JPH02275047A; GB2232272A; DE4012003A1; GB9007842D0

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuersystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es gibt zwei prinzipielle Arten von Steuersystemen mit Mikro computer:

Typ I ist ein Steuersystem mit einem einzigen Mikrocomputer großer Kapazität.

Typ II ist ein Steuersystem mit einer Vielzahl von Mikrocom putern, die jeweils unterschiedliche Funktionen haben, wie in JP-OS 61-212 651 und JP-OS 61-277 849 beschrieben ist.

Das Steuersystem gemäß Typ I ist teuer und verlangt spezielle Anpassungen der Stellelemente oder Sensoren, die mit dem Mikrocomputer gekoppelt sind.

Bei dem Steuersystem gemäß Typ II sind Mikrocomputer vorgese hen, die jeweils ausschließlich die Kraftstoffeinspritzung, den Zündzeitpunkt etc. steuern. Jedes Steuersystem kann je doch je nach dem Typ der Brennkraftmaschine, etwa Vierzylin der- oder Sechszylindermotor, oder dem Baujahr verschieden sein. Das Steuersystem muß also dem Fahrzeugtyp entsprechend aufgebaut sein.

Aus der DE 36 24 456 A1 ist ein elektronisches System für ein Kraftfahrzeug mit mehreren elektronischen Steuergeräten für verschiedene Aggregate bekannt.

Bei diesem elektronischen System wird das Problem gelöst, wie für unterschiedliche Fahrzeugtypen mit unterschiedlichem Aus stattungsgrad einer Typenreihe eine eindeutige Zuordnung der vorhandenen Vielzahl von individuellen elektronischen Steuer geräten mittels einer einzigen zentralen Steuereinheit mög lich ist. Hierfür werden die von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp unterschiedlichen variablen Festgrößen bzw. Programmschritte zunächst in jedem elektronischen Steuergerät vorgesehen. Die zentrale Steuereinheit führt nun eine Zuordnung zwischen dem jeweiligen Steuergerät und dem fahrzeugspezifischen Aggregat durch. Die für mehrere Fahrzeugtypen gleichen Festgrößen bzw. Programmschritte bleiben erhalten. Der individuelle Programm ablauf des elektronischen Systems ergibt sich mit Hilfe der zentralen Steuereinheit durch die Aus- bzw. Anwahl der spezi fischen variablen Festgrößen und Programmschritte. Hierdurch ist es zwar möglich, eine Vielzahl von unterschied lich anzusteuernden Aggregaten mit hardwareseitig einheitli chen Steuergeräten und einer einheitlichen übergreifenden zentralen Steuereinheit zu betreiben. Es ist jedoch außeror dentlich aufwendig, für jedes Steuergerät einen speziellen EPROM vorzusehen, welcher jeweils einen kompletten Satz sämt licher Programmschritte und Festgrößen enthalten muß.

Diese derart vorgenommene aggregatbezogene Individualisierung hat also ihre Grenzen in dem zur Verfügung stehenden Spei cherinhalt und den nur beschränkten Möglichkeiten, eine Steuerung unter Echtzeitbedingungen vornehmen zu können.

In der DE 37 23 024 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Steuerung von technischen Anlagen und Maschinen of fenbart, welches eine elektronische Motorsteuerung unter Ver wendung von Mikroprozessoren umfaßt. Die Motorsteuerung ist dabei so ausgebildet, daß Berechnungs-Basisprogramme in einem fest programmierbaren Speicher abgelegt werden und am Ende des Kraftfahrzeug-Fertigungszyklus fahrzeugspezifische Daten oder Programme über einen ergänzenden frei programmierbaren Speicher mittels einer Programmierstation aufgeprägt werden. Das heißt, die Individualisierung der jeweiligen Steuerein richtung erfolgt in einem zusätzlichen, diskreten Arbeits gang, nämlich in Form einer typenspezifischen Programmierung durch externe Programmiermittel. Es kann also erst durch die Eingabe von Datensätzen die vom Anwender vorzugeben sind, eine funktionsfähige elektronische Motorsteuerung bereitge stellt werden. Eine Änderung des Steuerregimes ist wiederum ebenfalls nur mit der Vornahme einer Änderung des jeweiligen Speicherinhalts durch externe Dateneingabe erreichbar. Da im übrigen durch den Hersteller des Steuergeräts die Funktions programme, d. h. die Berechnungsprogramme und das Programm zur Datenselektion bereits vorgegeben sind, ist ein individu elles Anpassen eines auf diese Weise realisierten Steuersy stems an unterschiedliche Fahrzeugtypen nur durch einen Rück griff und mit Hilfe des Herstellers der Steuerung möglich. Die Verwendungsmöglichkeiten sind deshalb sehr eingeschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines elektronischen Steuersystems für ein Kraftfahrzeug, welches zur Steuerung verschiedener Fahrzeugtypen ohne Änderung des Systems einsetzbar ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit den Merkma len des Patentanspruches 1.

Erfindungsgemäß ist eine spezielle Hauptsteuerung und eine Substeuerung vorgesehen, wobei diese über eine Datenkommuni kationseinheit verbunden sind. Die Hauptsteuerung enthält eine Vielzahl von typenidentischen Grundverarbeitungspro grammen sowie typenspezifischen Identifikatoren und eine Ein/Ausgabeeinheit. Die Ein/Ausgabeeinheit ist mit Sensoren zur Erfassung der Betriebszustände und mit Stellgliedern ver bunden. In der Substeuerung sind typenspezifische, unter schiedliche Verarbeitungsprogramme abgelegt. Nach Übergabe des jeweiligen typenspezifischen Identifikators aus der Hauptsteuerung wird das aus der Substeuerung erhaltene Verar beitungsergebnis der Hauptsteuerung zur Weiterverarbeitung und zur Ausgabe an die Stellelemente übergeben.

Die in der Substeuerung vorgesehene Verarbeitungseinheit führt also aufgrund des Befehlssignals die entsprechenden in dividuellen Verarbeitungsprogramme aus und übermittelt die Ergebnisse der Verarbeitung an die Hauptsteuerung.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1a und 1b schematische Diagramme, die das Steuersystem nach der Erfindung zeigen;

Fig. 2a und 2b Blockdiagramme, in denen die Blöcke nach Maß gabe der jeweiligen Funktionen im Steuerbe trieb des Steuersystems ausgebildet sind; und

Fig. 3 und 4 Flußdiagramme, die den Betrieb des Steuer systems verdeutlichen.

Gemäß Fig. 1 ist ein elektronisches Steuersystem 1 für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und umfaßt eine Substeuerung 1a mit einem Mikrocomputer, eine Hauptsteuerung 1b mit einem Mikrocomputer und einen Treiberkreis 1c. Die Substeuerung 1a hat eine Sub-CPU 10, einen ROM 11, einen RAM 12, eine E/A-Schnittstelle 13 und eine Se rienschnittstelle 14. Die Elemente CPU 10, ROM 11, RAM 12 und die Schnittstellen 13 und 14 sind miteinander über einen Bus 15 verbunden.

Ebenso hat die Hauptsteuerung; 1b eine Haupt-CPU 20, einen ROM 21, einen RAM 22, eine E/A-Schnittstelle 23, eine Serienschnittstelle 24 und einen diese Elemente verbinden den Bus 25.

Der E/A-Schnittstelle 13 der Substeuerung 1a werden verschiedene Signale von Sensoren 26 und Schaltern 27, die Betriebszustände des Fahrzeugs erfassen, zugeführt.

Die E/A-Schnittstelle 23 der Hauptsteuerung 1b ist mit Stellelementen 28 wie Einspritzdüsen, Zündkerzen etc. über den Treiberkreis 1c verbunden.

Die Sub-CPU 10 und die Haupt-CPU 20 stehen über die seriellen Schnittstellen 14 und 24 miteinander in Datenaustausch.

Der ROM 21 für die Haupt-CPU 20 speichert Grundprogramme zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge, des Zündzeitpunkts etc., die verschiedenen Kraftfahrzeugtypen gemeinsam sind, und speichert Kennummern Id₁, Id₂, . . ., Id_n von denen jede ein Einzelprogramm bezeichnet, das je nach Fahr zeugtyp verschieden ist.

Der ROM 11 der Sub-CPU 10 speichert eine Vielzahl von Sät zen von Verarbeitungsprogrammen, und jeder Satz umfaßt in dividuelle Verarbeitungsprogramme P₁ . . . P_n, die von einer Leitadresse ausgehen. Die Sätze von Programmen führen Be rechnungen der Maschinendrehzahl und der Saugluftmenge, die Erfassung von Klopfen in der Maschine etc. aus.

Fig. 2 zeigt Funktionen des Steuersystems; dabei hat die Substeuerung 1a einen Subrechner 30, eine Eingabe verarbeitungseinheit 31, einen Verarbeitungsprogrammwähler 32 und einen Verarbeitungsprogrammspeicher 33, in dem eine Vielzahl von Sätzen der Programme P₁, P₂ . . . P_n gespeichert ist. Beispielsweise führen die Programme P die Maschinen drehzahlberechnung, die Erfassung von Klopfen im Motor etc. durch.

Die Hauptsteuerung 1b hat einen Hauptrechner 40, eine Eingabeverarbeitungseinheit 41, einen Grundprogramm speicher 42 und eine Ausgabeverarbeitungseinheit 43. Die Steuereinrichtungen 1a und 1b sind miteinander über eine Datenkommunikationseinheit 50 verbunden.

Der Verarbeitungsprogrammwähler 32 wählt eines der Pro gramme P₁ . . . P_n entsprechend der von der Hauptsteuerung 1b übermittelten Kennummer Id aus und leitet das aus gewählte Programm P zum Subrechner 30.

Der Subrechner 30 führt auf der Basis von Eingangssignalen von der Eingabeverarbeitungseinheit 31 eine Abarbeitung des vom Verarbeitungsprogrammwähler 32 ausgewählten Programms P aus.

Der Grundprogrammspeicher 42 der Hauptsteuerung 1b enthält eine Vielzahl von Grundverarbeitungsprogrammen wie etwa die Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge und des Zündzeitpunkts auf der Basis der Maschinendrehzahl, der Ansaugluftmenge etc., die von der Substeuerung 1a geliefert werden.

Der Hauptrechner 40 liefert über die Datenkommunikations einheit 50 eine der Kennummern Id für das Fahrzeug an die Substeuerung und führt die Grundprogrammabarbeitung auf der Basis der von der Substeuerung 1a zugeführ ten Daten durch und betätigt eines der Stellelemente 28.

Die Datenkommunikationseinheit 50 kann ein üblicher Spei cher, z. B. ein Dual-Port-RAM, sein, oder die E/A-Schnitt stellen 13 und 23 können zur parallelen Datenkommunikation verwendet werden.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen. Wenn ein Schlüssel schalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird, wird die Hauptsteuerung 1b in Schritt S101 initialisiert. In Schritt S102 liefert die Hauptsteuerung 1b ein Betätigungssi gnal an die Substeuerung 1a, und in Schritt S103 wird bestimmt, ob die Substeuerung 1a zur Kommuni kation bereit ist.

Wenn die Substeuerung 1a zur Kommunikation bereit ist, wird ihr eine entsprechende Kennummer Id zugeführt, die das je nach Fahrzeugtyp verschiedene individuelle Ver arbeitungsprogramm kennzeichnet. In Schritt S105 werden die Grundprogramme auf der Basis der der Substeuerung 1a zugeführten Informationen in der Substeuereinrich tung 1a gemäß der nachstehenden Erläuterung ausgeführt.

Gemäß Fig. 4 wird die Substeuerung 1a in Schritt S201 initialisiert, und in Schritt S202 wird der Haupt steuerung 1b ein Bereitschaftssignal zugeführt. Wenn in Schritt S203 die Kennummer Id von der Hauptsteuerung 1b geliefert wird, speichert die Substeuerung 1a diese in einer vorbestimmten Adresse des RAM 12. In Schritt S204 wird eine entsprechende Gruppe von Programmen nach Maßgabe der gespeicherten Kennummer Id ausgewählt, und das jeweilige Verarbeitungsprogramm wird ausgeführt. In Schritt S205 werden die Ergebnisse der Datenverarbeitung an die Hauptsteuerung 1b über mittelt.

Wenn von der Hauptsteuerung 1b eine andere Kennum mer Id geliefert wird, wird das Programm von Fig. 4 ab Schritt S203 wiederholt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß das Steuersystem nach der Erfindung zur Steuerung der verschie densten Fahrzeugtypen verwendbar ist. Die Erfindung betrifft somit auch ein Verfahren.

Claims

1. Elektronisches Steuersystem für ein Kraftfahrzeug, wel ches Mittel zur Erfassung der Betriebszustände (26, 27), Stellelemente (28) zur Erreichung bestimmter Betriebszu stände, Speicher (11, 12; 21, 22) und Mikroprozessoren (10, 20) aufweist, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine Hauptsteuerung (1b) vorgesehen ist, welche eine Vielzahl von typenidentischen Grundverarbeitungs programmen sowie typenspezifischen Identifikatoren und eine Ein/Ausgabeeinheit (23) enthält, wobei die Haupt steuerung (1b) mit einer Substeuerung (1a) über eine Datenkommunikationseinheit (14, 24) verbunden ist und die Ein/Ausgabeeinheit (23) an den Mitteln zur Erfassung der Betriebszustände (26, 27) und den Stellelementen (28) angeschlossen ist,
- daß die Substeuerung (1a) eine Eingabeverarbeitungs einheit (13) enthält, welche mit den Mitteln zur Er fassung der Betriebszustände (26, 27) in Verbindung steht und in der Substeuerung (1a) typenspezifische, unterschiedliche Verarbeitungsprogramme abgelegt sind und
- daß das System nach Übergabe des jeweiligen typen spezifischen Identifikators aus der Hauptsteuerung (1b) das erhaltene Verarbeitungsergebnis aus der Substeuerung (1a) der Hauptsteuerung (1b) zur Weiterverarbeitung und Ausgabe an die Stellelemente (28) übergibt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptsteuerung (1b) und die Substeuerung (1a) einen Mikrocomputer umfassen.