EP0100409B1 - Steuervorrichtung mit einem Mikrorechner - Google Patents

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EP0100409B1
EP0100409B1 EP83105370A EP83105370A EP0100409B1 EP 0100409 B1 EP0100409 B1 EP 0100409B1 EP 83105370 A EP83105370 A EP 83105370A EP 83105370 A EP83105370 A EP 83105370A EP 0100409 B1 EP0100409 B1 EP 0100409B1
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EP
European Patent Office
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microcomputer
reset
control device
control
encoder
Prior art date
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EP83105370A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0100409A2 (de
EP0100409A3 (en
Inventor
Jörg Dipl.-Ing. Bonitz
Robert Entenmann
Gèza Killi
Rochus Knab
Bernhard Miller
Siegfried Dr.-Ing. Rohde
Walter Viess
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP0100409A3 publication Critical patent/EP0100409A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/008—Reserve ignition systems; Redundancy of some ignition devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/266—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the computer being backed-up or assisted by another circuit, e.g. analogue

Definitions

  • the invention relates to a control device with a microcomputer according to the preamble of the main claim.
  • control devices are known for example from DE-A-2 850 534 for controlling ignition and injection in internal combustion engines.
  • Other functions such as the control of on-board computers, vehicle transmissions and anti-lock devices, are also known in the motor vehicle as controlled by microcomputers.
  • B. heating technology and machine tool technology microcontrolled control and control units have become established.
  • These known control devices generate control output signals as a function of initially predominantly periodic encoder signals, the microcomputer usually being initialized when the supply voltage is switched on, that is to say brought to a defined initial state.
  • a so-called watchdog circuit can be provided in a known manner, as is known, for example, from DE-A-2903638. Such circuits monitor the periodic execution of the program and, when a fault is detected, generate a reset pulse, which brings the microcomputer back to a defined initial state. This additional circuit for the detection of faults requires considerable effort, especially if the occurrence of the most varied of faults is to be detected with difficulty.
  • an ignition system for magnetic magister has also become known.
  • This ignition system is controlled by a microprocessor.
  • a switch-on reset process is provided for the microprocessor. No further reset operations are carried out during operation.
  • US-A-4 282 574 it is known to reinitialize the microprocessor at equidistant time intervals when operating microprocessors in the motor vehicle by means of a clock generator. If the computer fails, it is possible to maintain a reasonably trouble-free operation of the computer through regular reinitialization. It is disadvantageous that the time-dependent initialization has the effect that computing processes that are currently running may be interrupted and must now be carried out again. In particular, if the microprocessor is already subjected to a high load, the case can then arise that the microprocessor is no longer able to carry out all machining processes properly.
  • the control device with the characterizing features of the main claim has the advantage that the reset pulses are emitted in connection with periodically occurring encoder signals. On the one hand, this forces the microcomputer into the correct program sequence with each new period, on the other hand, it ensures that the reset process occurs at a point in time when calculation processes have not usually started yet, but that the microprocessor starts new processes anyway due to the encoder signal that occurs got to. The result of this is that a possible error is eliminated in the shortest possible time, or the additional circuitry is minimal.
  • a sensor arrangement 10 which rotates as a function of the speed of an internal combustion engine which can be, for example, a Hall, an optical or an inductive sensor arrangement, is connected on the output side via a differentiating element 11 to the reset input of a microcomputer 12 and additionally via an inverter 13 with the interrupt Input of this microcomputer 12 connected.
  • this microcomputer 12 is used to control the fuel injection and the ignition of an internal combustion engine, which is represented by four injection nozzles 14 controlled on the output side and an ignition output stage 15.
  • a microcomputer for controlling ignition and injection is described in more detail in the prior art specified at the beginning.
  • Other parameters P such as. B. the temperature, the intake manifold pressure, etc. serve in a known manner for additional control of the output variables of the microcomputer 12th
  • the microcomputer 12 is not restarted or defined in accordance with the known state of the art by applying the supply voltage or in the event of a fault by a reset signal, but rather by each encoder signal from the encoder 10. This means that a defined one is reset in the microcomputer 12 by resetting the address counter Program start enabled. A simultaneous deletion of the cell pointer (stack pointer) prevents or corrects any errors in subroutine processing. All parameters (bank selection, interrupt processing, flag, counter) and ports are redefined by this constantly recurring reset pulse and can be brought back to the desired positions.
  • One edge of the input signal is converted into a short pulse by the differentiator and resets the microcomputer 12 at the beginning of each new encoder signal.
  • the intended program sequence is always carried out anew from predefined initial conditions.
  • the other edge of the encoder signal is inverted by the inverter 13 and fed to the external interrupt input of the microcomputer 12.
  • the inverter 13 can also be omitted. Based on the program, a numerical value is determined in a known manner in the microcomputer 12 as a function of the operating parameters present, which is then counted in order to achieve a trigger pulse on the output side.
  • this counting is advantageously carried out from the interrupt pulse, that is to say from the second signal edge of the encoder signal from the encoder 10.
  • a counting process is used, for example, to determine the start and end of the current flow (ignition timing) in an ignition coil.
  • the two output signal edges can be switched to auxiliary triggering of the output circuits.

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Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtung mit einem Mikrorechner nach der Gattung des Hauptanspruchs. Solche Steuervorrichtungen sind beispielsweise aus der DE-A-2 850 534 zur Steuerung von Zündung und Einspritzung in Brennkraftmaschinen bekannt. Weitere Funktionen, wie die Steuerung von Bordrechnern, Fahrzeuggetrieben und Antiblockiereinrichtungen sind ebenfalls mikrorechnergesteuert im Kraftfahrzeug bekannt. Auch auf sonstigen Gebieten, wie z. B. der Heizungstechnik und Werkzeugmaschinentechnik. haben sich mikrorechnergesteuerte Kontroll- und Steuereinheiten durchgesetzt. Diese bekannten Steuervorrichtungen erzeugen Steuerausgangssignale in Abhängigkeit von eingangs anliegenden, überwiegend periodischen Gebersignalen, wobei der Mikrorechner gewöhnlich mit Einschalten der Versorgungsspannung initialisiert wird, also auf einen definierten Ausgangszustand gebracht wird. Treten Störungen während des Betriebs insbesondere durch falsche Programm- und Unterprogrammabläufe auf, so kann in bekannter Weise eine sogenannte Watchdog-Schaltung vorgesehen werden, wie sie beispielsweise aus der DE-A-2903638 bekannt ist. Solche Schaltungen überwachen den periodischen Ablauf des Programms und erzeugen bei Erkennung einer Störung einen Reset-Impuls, durch den der Mikrorechner wieder auf einen definierten Ausgangszustand gebracht wird. Diese zusätzliche Schaltung zur Erkennung von Störungen erfordert einen nicht geringen Aufwand, vor allem wenn das Auftreten der verschiedenartigsten Fehler diffizil erkannt werden soll.
  • Aus der FR-A-2 476 232 ist weiterhin eine Zündanlage für Magnetzunder bekanntgeworden. Diese Zündanlage wird von einem Mikroprozessor gesteuert. Bei Inbetriebnahme der Zündanlage ist ein Einschaltrücksetzvorgang für den Mikroprozessor vorgesehen. Während des Betriebes werden weitere Rücksetzvorgänge nicht vorgenommen. Aus der US-A-4 282 574 ist es bekannt, beim Betrieb von Mikroprozessoren im Kraftfahrzeug mittels eines Taktgenerators in äquidistanten Zeitabständen den Mikroprozessor neu zu initialisieren. Fällt der Rechner aus, ist es dadurch möglich, durch regelmäßig stattfindende Neuinitialisierung einen einigermaßen störungsfreien Betrieb des Rechners aufrechtzuerhalten. Unvorteilhaft dabei ist, daß durch die zeitabhängige Initialisierung bewirkt wird, daß unter Umständen gerade ablaufende Rechenvorgänge unterbrochen werden und nunmehr von neuem durchgeführt werden müssen. Insbesondere dann, wenn der Mikroprozessor bereits einer hohen Belastung ausgesetzt wird, kann dann der Fall auftreten, daß der Mikroprozessor nicht mehr in der Lage ist, alle Bearbeitungsvorgänge einwandfrei durchzuführen. Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Rücksetzimpulse in Verbindung mit periodisch auftretenden Gebersignalen abgegeben werden. Dadurch wird einerseits der Mikrorechner mit jeder neuen Periode in den richtigen Programmablauf gezwungen, andererseits wird erreicht, daß der Rücksetzvorgang zu einem Zeitpunkt auftritt, wo mit Berechnungsvorgängen üblicherweise noch nicht begonnen worden ist, sondern der Mikroprozessor aufgrund des auftretenden Gebersignals sowieso neue Abläufe in Angriff nehmen muß. Dadurch wird erreicht, daß ein eventuell auftretender Fehler in kürzester Zeit behoben ist, oder auch der zusätzliche Schaltungsaufwand minimal ist.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuervorrichtung möglich.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die schaltungsmäßige Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Eine in Abhangigkeit der Drehzahl einer Brennkraftmaschine rotierende Geberanordnung 10, die beispielsweise eine Hall-, eine optische oder eine induktive Geberanordnung sein kann, ist ausgangsseitig über ein Differenzierglied 11 mit dem Reset-Eingang eines Mikrorechners 12 und zusatzlich über einen Inverter 13 mit dem Interrupt-Eingang dieses Mikrorechners 12 verbunden. Dieser Mikrorechner 12 dient im Ausführungsbeispiel zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung einer Brennkraftmaschine, was durch vier ausgangsseitig gesteuerte Einspritzdüsen 14 sowie eine Zündungsendstufe 15 dargestellt ist. Ein Mikrorechner zur Steuerung von Zündung und Einspitzung ist im eingangs angegebenen Stand der Technik näher beschrieben. Weitere Parameter P, wie z. B. die Temperatur, der Saugrohrdruck usw. dienen in bekannter Weise zur zusätzlichen Steuerung der Ausgangsgrößen des Mikrorechners 12.
  • Der Mikrorechner 12 wird nicht gemäß dem bekannten Stand der Technik durch Anlegen der Versorgungsspannung oder im Fehlerfall durch ein Reset-Signal neu gestartet bzw. definiert, sondern durch jedes Gebersignal des Gebers 10. Dadurch wird durch Rücksetzen des Adresszahlers im Mikrorechner 12 jeweils ein definierter Programmstart ermöglicht. Ein gleichzeitiges Löschen des Kellerzeigers (Stack Pointer) verhindert bzw. behebt eventuelle Fehler in der Unterprogrammverarbeitung. Samtliche Parameter (Bankwahl, Interruptverarbeitung, Flag, Zähler) sowie Ports werden durch diesen ständig wiederkehrenden Reset-Impuls neu definiert und können wieder in gewünschte Positionen gebracht werden.
  • Die eine Flanke des Eingangssignals, wird durch das Differenzierglied in einen kurzen Impuls umgesetzt und resetiert den Mikrorechner 12 zu Beginn jedes neuen Gebersignals. Dadurch erfolgt der vorgesehene Programmablauf stets neu von fest vorgegebenen Anfangsbedingungen aus. Die andere Flanke des Gebersignals wird durch den Inverter 13 invertiert und dem externen Interrupteingang des Mikrorechners 12 zugeführt. Je nach der gewünschten oder vorgeschriebenen Polarität des Interrupt-Signals kann der Inverter 13 auch entfallen. Aufgrund des Programms wird in bekannter Weise im Mikrorechner 12 ein Zahlenwert in Abhängigkeit der anliegenden Betriebsparameter ermittelt, der dann zur Erzielung eines ausgangsseitigen Auslöseimpulses ausgezählt wird. Diese Auszählung erfolgt vorteilhaft bei der dargestellten Anordnung ab dem Interrupt-Impuls, also ab der zweiten Signalflanke des Gebersignals vom Geber 10. Im Falle der Zündung dient ein solcher Auszählvorgang beispielsweise zur Festlegung des Stromflußbeginns und des Stromflußendes (Zündzeitpunkt) in einer Zündspule.
  • Liegt die in Abhängigkeit der Eingangsgebersignale ermittelte Drehzahl unterhalb eines vorgeschriebenen Werts, so kann auf eine Hilfsauslösung der Ausganskreise durch die beiden Gebersignalflanken umgeschaltet werden.
  • Es versteht sich, daß prinzipiell außer einem Bezugsmarkengeber und einem Drehzahlgeber auch andere Eingangsgrößen zur erfindungsgemäßen Reset-Steuerung herangezogen werden können. Bei einer Werkzeugmaschine kann z. B. der Takt der vorbeilaufenden Werkstücke zur Resetierung des Steuerrechners verwendet werden.

Claims (4)

1. Steuervorrichtung mit einem Mikrorechner (12) zur Erzeugung von Steuersignalen in Abhängigkeit von periodischen Gebersignalen für Brennkraftmaschinen und mit Mitteln zur Abgabe periodischer Rücksetzimpulse an den Mikrorechner, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksetzimpulse durch die Gebersignale an den Mikrorechner (12) ausgelöst werden.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Geber- und Reseteingang ein Differenzierglied (11) geschaltet ist.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Gebersignale zusätzlich an einen externen Interrupt-Eingang des Mikrorechners (12) angelegt sind.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Interrupt-Eingang ein Inverter (13) vorgeschaltet ist.
EP83105370A 1982-06-28 1983-05-31 Steuervorrichtung mit einem Mikrorechner Expired EP0100409B1 (de)

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