EP0331674B1 - Verfahren zur ansteuerung eines rechnergesteuerten stellgliedes sowie mit einem stellglied gekoppelter rechner - Google Patents

Verfahren zur ansteuerung eines rechnergesteuerten stellgliedes sowie mit einem stellglied gekoppelter rechner Download PDF

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EP0331674B1
EP0331674B1 EP87907300A EP87907300A EP0331674B1 EP 0331674 B1 EP0331674 B1 EP 0331674B1 EP 87907300 A EP87907300 A EP 87907300A EP 87907300 A EP87907300 A EP 87907300A EP 0331674 B1 EP0331674 B1 EP 0331674B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
test
self
computer
control element
final control
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP87907300A
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English (en)
French (fr)
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EP0331674A1 (de
Inventor
Jürgen BRÄUNINGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP0331674B1 publication Critical patent/EP0331674B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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 method for controlling a computer-controlled actuator according to the preamble of claim 1.
  • Computer-controlled actuators are used in many areas of technology where the manipulated variable depends on numerous other boundary conditions, including setpoints and controlled variables.
  • the computers require a high computing speed and the ability to reliably process large data sets. This requires a large amount of memory on the computer side.
  • circuit-technical error has to be expected. While circuitry errors were usually immediately recognizable in analog circuits that used to be common, this is often different with errors in digital computer systems. There an error e.g. remain undetected for a long time in a memory location for a rarely called program routine and then appear completely surprised. This can result in control commands that cause considerable consequential damage.
  • One area of application for computer-controlled actuators is e.g. B. an electronic diesel injection for diesel engines.
  • the computer-controlled actuator is arranged in a control unit that actuates the control rod for an injection device.
  • the required position of the control rod can depend on the engine temperature, the fuel temperature, the air temperature, the torque and the speed.
  • the computer's self-test is expediently carried out at the start of each start-up process.
  • the long start-up process can unsettle impatient drivers and lead to the assumption that there is a fault.
  • Drivers who are already familiar with starting behavior will be less willing to switch off the engine due to environmental pollution in order to avoid the delay time during traffic jams, traffic light stops or stops before level crossings. Frequent short-distance journeys also place a high load on the starter and the battery. If extreme cold or a weak starter battery is added, the long self-test time can lead to the energy provided by the battery for starting the engine being exhausted prematurely.
  • the invention has for its object to improve a method for controlling a computer-controlled actuator so that the adverse effects of a time-consuming self-test for the control of an actuator are avoided without the safety gained by the self-test is limited.
  • the invention makes use of the knowledge that the self-test of a computer-controlled actuator is passed as a rule, so that the time required for the self-test can subsequently be regarded as wasted.
  • the actuator is controlled with a preliminary control signal.
  • This can e.g. B. be chosen so that the actuator ensures a temporary function of the unit operated by him. Because of the short time at which the provisional control signal is present, it can be accepted that this value deviates more or less from an optimal value.
  • the components of the computer that are responsible for carrying out the test themselves are subjected to the self-test in a first period. Only after this first section of the self-test has been completed is the actuator actuated with the provisional control signal.
  • This measure also ensures that the subsequent second section of the self-test can be carried out in a controlled manner and that in the event of an error message, the provisional control signal cannot be switched off.
  • a considerable reduction in the delay time for actuation of the actuator can be achieved, since the time required to test the memory space required for the self-test and the time to test the associated modules is considerably less than the time for testing of the entire remaining program memory.
  • the method according to the invention to achieve a reduction in the delay time until the actuator is actuated for the first time by 1/10 to 1/30 of the time required for the entire self-test.
  • the invention further relates to a computer coupled to an actuator according to the preamble of claim 12.
  • the invention solves this problem in a computer coupled to an actuator according to the preamble of claim 12 with the features specified in the characterizing part.
  • the actuator can be controlled with a preliminary control signal before the self-test is completed.
  • the time until the actuator is released for control signals from the computer can be bridged.
  • the control signal can be freely selected. It is expediently chosen so that it temporarily ensures the operability of the unit actuated by the actuator. A loss of safety is not associated with this measure, since after actuation of the actuator with the provisional control signal, the self-test can be continued and, in the event of a fault, the actuator can be switched over again so that it assumes the defined reference position.
  • the flowchart in Fig. 1 begins at an initial state 10 of the computer, in which the computer z. B. was offset by a reset command after applying an operating voltage.
  • the actuator is brought into a defined reference position and held there.
  • This position corresponds to a zero quantity of diesel fuel.
  • the starter turns the engine without it being able to start.
  • a self-test routine of a first part of the program memory is run through. The memory locations of the computer-side memory are checked for function in which the program part of the self-test program is stored.
  • Such a memory test can e.g. B. be carried out so that the entire program memory is added up and compared with a comparison sum, or the comparison sum is included in a program memory cell and selected so that there is zero when totaling the entire program memory content.
  • a comparison for errors is then carried out in a method step denoted by 16. If an error is found, the computer is returned to its initial state, which is denoted by 10. If no error is found, the method step designated 18 is carried out. It is a function test of other components of the computer, e.g. B. a read-write memory, a timer, or an analog-to-digital converter. After this test has been completed, an error check is carried out again at 16. In the event of an error, a reset command is issued which resets the computer to its initial state 10; if no error is found, the next process step follows.
  • method steps 12, 14, 16, 18 and again 16 in the form of predetermined self-test routines corresponds to a first section of the self-test.
  • the actuator is now controlled with a provisional control signal.
  • this corresponds to a starting quantity of diesel that is sufficient to start the engine safely.
  • a second section of the self-test is carried out while the engine is already running. This is much more time-consuming than the previous self-test carried out in the first section.
  • a program routine is run through in which the remaining program memories are checked for function. This is represented by method step 22. After the completion of this process step, an error check is carried out as symbolized by 16.
  • the computer In the event of an error, the computer is reset to its initial state; in the other case, the actuator for control signals of the computer is released by the computer going into the main program. This is symbolized by 24.
  • the second section of the self-test ends when the test to be carried out at 16 is successful.
  • the second section of the self-test can also take place after completion of the test 16 following the step 14 and the step 18 can be assigned to the second section of the self-test.
  • method step 20, by which the actuator is controlled with a preliminary control signal, would have to be shifted upwards.
  • the computer can display error messages that only appear after several Self-test routines that have run without errors occur, are set to a different state than the initial state.
  • a state is expediently chosen which corresponds to the last error-free self-test section.
  • this fact is saved as a switching state when the computer is reset due to newly applied operating voltage.
  • This storage takes place e.g. B. in step 12.
  • a comparison 26 is carried out in this case, in which the switching state is evaluated as a switching criterion.
  • the memory is then deleted in a method step 28. The memory is also erased if an error has already occurred before comparison 26 is reached.
  • method step 20 is then carried out. In the other case, method step 20 is not carried out.
  • Resetting the computer to the initial state due to an error message therefore means that the actuator is held in the defined reference position during the subsequent self-test routines. In relation to the application example, this means that the engine receives zero quantity until the entire self-test is completed.
  • This measure prevents recurring error messages in the second section of the self-test from running through a loop in which the actuator is repeatedly controlled with the provisional control signal.
  • this would lead to the engine being cyclically injected with the starting quantity of diesel. Since the starting quantity is dimensioned much higher than the idling quantity, this would lead to the engine running up and over revving, which can lead to considerable damage.
  • the safety aspect has priority over a reduction in the time for the control of the actuator with control signals.
  • a monitoring circuit In order to be able to monitor the safety of a computer-controlled actuator even during operation, a monitoring circuit (watchdog) is often provided. This checks z. B. arithmetic routines or sync pulses and triggers a reset command in the absence of such signals. This prevents the computer from an external disturbance, e.g. B. is brought into a state by a voltage drop, voltage peaks or by electromagnetic interference, which he can no longer leave by himself.
  • an external disturbance e.g. B. is brought into a state by a voltage drop, voltage peaks or by electromagnetic interference, which he can no longer leave by himself.
  • z. B. can be proceeded according to a flow chart according to FIG. 2.
  • the computer is programmed in such a way that it omits a computation routine or a synchronous signal, so that the monitoring circuit initiates a reset command.
  • a comparison 34 is carried out between method steps 12 and 14 by checking whether a reset command has taken place by the monitoring circuit. If this is the case, the computer goes into the main program 24, i.e. the actuator is released for control commands from the computer. However, this comparison is only carried out when all other self-test sections have been carried out successfully.
  • the method steps are carried out in the same order as has been described in FIG. 1. If the self-test of the first and second sections was error-free, the actuator is first temporarily brought back into the defined reference position and held there in a method step 30. This corresponds to the delivery of zero quantity of diesel. In a subsequent method step 32, the wait for the arrival of a reset command which must be triggered by the monitoring circuit.
  • It includes an actuator 34 for actuating a control rod of an electronic diesel injection and a computer 36.
  • a switch 40 is inserted into a control line 38 of the actuator 34, which switch 36 is switched by the computer 36 via a control line 50 and can assume three states.
  • switch 40 As long as there is no switching signal at switch 40, it is in the position shown. In this position, it is at reference potential 42, which corresponds to a definition of a defined reference position. If the test routines of a first section are passed and if the initial state from which the computer started the self-test was due to the first application of the operating voltage, the switch 40 is switched to second position flipped. In this position, the actuator 34 is connected via a line 44 to a generator 46 which generates a preliminary control signal. In the application example, this corresponds to a starting quantity of diesel. Only when the computer has successfully completed all sections of the self-test does the switch 40 reach the third position, in which the actuator 34 is released for control signals from the computer 36, which it receives via a control line 48.
  • the method according to the invention and the computer coupled to an actuator thus enable a considerable shortening of the actuation of the actuator 34 triggered by the self-test.
  • the remaining time in which no injection of diesel takes place in the application example, corresponds approximately to the time required by the starter accelerate the engine to the starting speed.
  • the further self-test can then be carried out without potential faults due to voltage dips caused by the starter.
  • any errors that occur lead to an immediate shutdown of the provisional control signal, i.e. the starting quantity of diesel. As a result, security is not compromised.
  • the measures achieved with the invention in the application example of the diesel engine thus contribute to the fact that the immediate starting behavior of the engine encourages the driver to switch off the engine during short stays and thus to reduce the environmental impact. Furthermore, the lifespan of the starter is increased, the battery is relieved, especially on short journeys, and the engine can be started even with a low battery.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines rechnergesteuerten Stellgliedes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Rechnergesteuerte Stellglieder werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt, wo die Stellgröße von zahlreichen anderen Randbedingungen, einschließlich Sollgrößen und Regelgrößen abhängt.
  • Von den Rechnern wird eine hohe Rechengeschwindigkeit und die Fähigkeit, umfangreiche Datensätze zuverlässig verarbeiten zu können, verlangt. Dies erfordert rechnerseitig einen hohen Speicherbedarf.
  • Obwohl es gelungen ist, trotz steigender Komplexität die Ausfallrate von Rechnersystemen immer weiter zu senken, muß doch mit der Möglichkeit eines schaltungstechnischen Fehlers gerechnet werden. Während schaltungstechnische Fehler bei früher üblichen analogen Schaltungen in aller Regel sofort erkennbar wurden, ist dies bei Fehlern in Digitalrechnersystemen häufig anders. Dort kann ein Fehler z.B. in einem Speicherplatz für eine selten aufgerufene Programmroutine längere Zeit unentdeckt bleiben und dann völlig überrascht auftreten. Die Folge davon können Stellbefehle sein, die erhebliche Folgeschäden auslösen.
  • Um solche Fehler frühzeitig zu erkennen, ist es üblich, bei komplexen, sicherheitsrelevanten rechnergesteuerten Stellgliedern die Rechner von Zeit zu Zeit einem Selbsttest zu unterziehen. Dabei wird ein Testprogramm durchlaufen, in dem alle Baugruppen nacheinander mit vorgegebenen Daten angesprochen werden und nur bei richtiger Verarbeitung der Daten nach Beendigung des Selbsttests in ein Hauptprogramm übergegangen wird. Bei komplexen Rechnersystemen nimmt ein solcher Selbsttest eine gewisse Zeit in Anspruch, in der der Rechner nicht zur Ausübung seiner eigentlichen Aufgabe zur Verfügung steht. Um eine unkontrollierte Ansteuerung des Stellgliedes während dieser Zeit zu vermeiden, wird es in einer definierten Bezugsstellung festgehalten und erst nach Ablauf des Selbsttests erstmalig oder wieder für Steuersignale des Rechners freigegeben.
  • Ein Anwendungsgebiet für rechnergesteuerte Stellglieder ist z. B. eine elektronische Dieseleinspritzung für Dieselmotoren. Das rechnergesteuerte Stellglied ist dabei in einem Steuergerät angeordnet, das die Regelstange für eine Einspritzvorrichtung betätigt. Die erforderliche Stellung der Regelstange kann dabei von der Motortemperatur, der Kraftstofftemperatur, der Lufttemperatur, des Drehmoments und der Drehzahl abhängen.
  • Der Selbsttest des Rechners wird zweckmäßig am Anfang jedes Startvorganges durchgeführt. Es hat sich dabei jedoch herausgestellt, daß die dafür benötigte Zeit nachteilige Auswirkungen haben kann. So kann der lange Startvorgang ungeduldige Fahrer verunsichern und zu der Annahme veranlassen, daß eine Störung vorliege. Fahrer, die bereits mit dem Startverhalten vertraut sind, werden zur Vermeidung der Verzögerungszeit bei Staus, Ampelstops oder Aufenthalten vor Bahnübergängen weniger bereit sein, den Motor aus Gründen der Umweltbelastung abzustellen. Bei häufigen Kurzstreckenfahrten tritt auch eine hohe Belastung des Anlassers und der Batterie auf. Kommt noch extreme Kälte oder eine schwache Starterbatterie hinzu, so kann die lange Selbsttestzeit dazu führen, daß die von der Batterie bereitgestellte Energie zum Starten des Motors vorzeitig erschöpft ist.
  • Auch auf anderen Gebieten können sich lange Selbsttestzeiten nachteilig auswirken, z. B. bei rechnergesteuerten Stellgliedern in Produktionsanlagen oder in der Antriebstechnik von schienengebundenen öffentlichen Verkehrsmitteln, Wasserfahrzeugen oder Luftfahrzeugen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung eines rechnergesteuerten Stellgliedes so zu verbessern, daß die nachteiligen Auswirkungen eines zeitlich umfangreichen Selbsttests für die Ansteuerung eines Stellgliedes vermieden werden, ohne daß die durch den Selbsttest gewonnene Sicherheit eingeschränkt wird.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.
  • Die Erfindung nutzt die Erkenntnis aus, daß der Selbsttest eines rechnergesteuerten Stellgliedes in aller Regel bestanden wird, so daß die für den Selbsttest benötigte Zeit im Nachhinein als vergeudet anzusehen ist. Um diese Zeitspanne zu verkürzen, wird das Stellglied mit einem vorläufigen Steuersignal angesteuert. Dieses kann z. B. so gewählt werden, daß das Stellglied eine vorübergehende Funktion des von ihm betätigten Aggregats sicherstellt. Wegen der Kürze der Zeit, an dem das vorläufige Steuersignal anliegt, kann es hingenommen werden, daß dieser Wert mehr oder weniger von einem optimalen Wert abweicht. Um bei diesen Maßnahmen jedoch keine Einbuße an Sicherheit zu erleiden, werden in einem ersten Zeitabschnitt die Bestandteile des Rechners dem Selbsttest unterzogen, die für die Durchführung des Tests selbst zuständig sind. Erst nach Abschluß dieses ersten Abschnitts des Selbsttests wird dann das Stellglied mit dem vorläufigen Steuersignal angesteuert.
  • Durch diese Maßnahme ist auch gewährleistet, daß der nachfolgende zweite Abschnitt des Selbsttests kontrolliert durchgeführt werden kann und bei einer Fehlermeldung das vorläufige Steuersignal wjeder abgeschaltet werden kann. Mit dieser Maßnahme läßt sich eine erhebliche Verkürzung der Verzögerungszeit für eine Ansteuerung des Stellgliedes erzielen, da die Zeit, die zum Testen des für den Selbsttest benötigten Speicherplatzes benötigt wird als auch die Zeit zum Testen der dazugehörigen Baugruppen wesentlich kleiner ist, als die Zeit zum Testen des gesamten übrigen Programmspeichers. In der Praxis ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Reduzierung der Verzögerungszeit bis zum erstmaligen Ansteuern des Stellgliedes um 1/10 bis 1/30 der für den gesamten Selbsttest benötigten Zeit zu erzielen.
  • Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 2-11.
  • Die Erfindung betrifft ferner einen mit einem Stellglied gekoppelten Rechner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
  • Diesbezüglich liegt ihr die Aufgabe zugrunde, einen mit einem Stellglied gekoppelten Rechner der oben erwähnten Art so zu verbessern, daß die nachteiligen Auswirkungen einer verzögerten Freigabe des Stellgliedes für Steuersignale des Rechners vermieden werden, ohne daß die durch den Selbsttest gewonnene Sicherheit eingeschränkt wird.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem mit einem Stellglied gekoppelten Rechner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12 mit den im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.
  • Das Stellglied läßt sich durch diese Ausgestaltung bereits vor Abschluß des Selbsttests mit einem vorläufigen Steuersignal ansteuern. Dadurch kann die Zeit bis zur Freigabe des Stellgliedes für Steuersignale des Rechners überbrückt werden. Das Steuersignal kann im Prinzip frei gewählt werden. Zweckmäßig wird es so gewählt, daß es die Funktionsfähigkeit des von dem Stellglied betätigten Aggregats vorübergehend sicherstellt. Eine Einbuße an Sicherheit ist mit dieser Maßnahme nicht verbunden, da nach Ansteuerung des Stellgliedes mit dem vorläufigen Steuersignal der Selbsttest fortgeführt werden kann und im Fehlerfall das Stellglied wieder so umgeschaltet werden kann, daß es die definierte Bezugsstellung einnimmt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, erläutert.
  • Es zeigen.
    • Fig. 1 ein Flußdiagramm für den Ablauf eines Selbsttests bei einem rechnergesteuerten Stellglied als Bestandteil eines Steuergeräts für eine elektronische Dieseleinspritzung bei einem Dieselmotor,
    • Fig. 2 ein Flußdiagramm ähnlich Fig. 1, jedoch zusätzlich für den Ablauf eines Selbsttests für eine Überwachungsschaltung, und
    • Fig. 3 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen, rechnergesteuerten Stellgliedes.
  • Das Flußdiagramm in Fig. 1 beginnt bei einem Anfangszustand 10 des Rechners, in den der Rechner z. B. durch einen Rücksetzbefehl nach dem Anlegen einer Betriebsspannung versetzt wurde. Im nächsten Verfahrensschritt, der mit 12 bezeichnet ist, wird das Stellglied in eine definierte Bezugsstellung gebracht und dort festgehalten.
  • Diese Stellung entspricht einer Nullmenge an Dieselkraftstoff. Während dieser Phase dreht also der Anlasser den Motor durch, ohne daß dieser anspringen kann. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt, der mit 14 bezeichnet ist, wird eine Selbsttestroutine eines ersten Teils des Programmspeichers durchlaufen. Dabei werden die Speicherplätze des rechnerseitigen Speichers auf Funktion geprüft, in der der Programmteil des Selbsttestprogramms gespeichert ist.
  • Ein solcher Speichertest kann z. B. so durchgeführt werden, daß der gesamte Programmspeicher aufsummiert und mit einer Vergleichssumme verglichen, oder die Vergleichssumme in eine Programmspeicherzelle aufgenommen und so gewählt wird, daß sich beim Aufsummieren des gesamten Programmspeicherinhalts Null ergibt.
  • Anschließend wird in einem mit 16 bezeichneten Verfahrensschritt ein Vergleich auf Fehler durchgeführt. Wird ein Fehler festgestellt, so wird der Rechner wieder in seinen Anfangszustand, der mit 10 bezeichnet ist, zurückversetzt. Wird kein Fehler festgestellt, so wird der mit 18 bezeichnete Verfahrensschritt durchgeführt. Es handelt sich dabei um eine Funktionsprüfung anderer Bestandteile des Rechners, z. B. eines Schreib-Lese-Speichers, eines Zeitgebers, oder eines Analog-Digital-Wandlers. Nach Abschluß dieses Tests wird wieder bei 16 eine Überprüfung auf Fehler vorgenommen. Im Fehlerfall ergeht ein Rücksetzbefehl, der den Rechner wieder auf seinen Anfangszustand 10 zurückversetzt, wird kein Fehler festgestellt, so folgt der nächste Verfahrensschritt.
  • Die Durchführung der Verfahrensschritte 12, 14, 16, 18 und wieder 16 in Form vorgegebener Selbsttestroutinen entspricht einem ersten Abschnitt des Selbsttests. Im nachfolgenden Verfahrensschritt 20 wird das Stellglied nun mit einem vorläufigen Steuersignal angesteuert. Dies entspricht beim Anwendungsbeispiel einer Startmenge an Diesel, die ausreicht, den Motor sicher zu starten. Während der Motor nun bereits läuft, wird ein zweiter Abschnitt des Selbsttests durchgeführt. Dieser ist wesentlich zeitaufwendiger als der bisherige im ersten Abschnitt durchgeführte Selbsttest. Im zweiten Abschnitt des Selbsttests wird eine Programmroutine durchlaufen, in welcher die übrigen Programmspeicher auf Funktion überprüft werden. Dies ist durch den Verfahrensschritt 22 dargestellt. Nach Abschluß dieses Verfahrensschritts erfolgt wieder eine Fehlerprüfung wie sie durch 16 symbolisiert ist. Im Fehlerfall wird der Rechner auf seinen Anfangszustand zurückgesetzt, im anderen Fall wird das Stellglied für Steuersignale des Rechners freigegeben, indem der Rechner in das Hauptprogramm übergeht. Dies ist durch 24 symbolisiert. Der zweite Abschnitt des Selbsttests ist bei erfolgreichem Ausgang der bei 16 vorzunehmenden Prüfung beendet.
  • In einer Abwandlung des dargestellten Flußdiagramms kann der zweite Abschnitt des Selbsttests auch nach Abschluß der auf den Verfahrensschritt 14 folgenden Prüfung 16 erfolgen und der Verfahrensschritt 18 dem zweiten Abschnitt des Selbsttest zugeordnet werden. In diesem Fall müßte der Verfahrensschritt 20, durch den das Stellglied mit einem vorläufigen Steuersignal angesteuert wird, nach oben versetzt werden.
  • In einerweiteren Abwandlung kann der Rechner bei Fehlermeldungen, die erst nach mehreren fehlerfrei durchlaufenen Selbsttestroutinen auftreten, auf einen anderen Zustand als den Anfangszustand gesetzt werden. Zweckmäßig wird dabei ein Zustand gewählt, der dem letzten fehlerfreien Selbsttestabschnitt entspricht.
  • Da während des ersten Abschnitts des Selbsttests der Motor vom Anlasser durchgedreht wird, kann es in Folge von Spannungseinbrüchen zu Fehlermeldungen kommen, ohne daß hierfür ein Schaden am Rechner ursächlich ist. Mit dem Verfahren nach der abgewandelten Ausführung wird in diesem Falle verhindert, daß bereits erfolgreich durchlaufene Testroutinen wiederholt werden und dadurch unnötige Zeit verstreicht. Allerdings erfordert diese Ausgestaltung auch besondere Steuerungsmaßnahmen, die wiederum Programmspeicherplätze benötigen. Ausgehend von der Überlegung, daß derartige Fehler ohnehin selten auftreten, ist daherr das generelle Zurücksetzen des Rechners auf den Anfangszustand nicht als nachteilig anzusehen.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird mit dem Rücksetzen des Rechners aufgrund neuangelegter Betriebsspannung diese Tatsache als Schaltzustand gespeichert. Diese Speicherung erfolgt z. B. im Verfahrensschritt 12. Vor der vorläufigen Ansteuerung des Stellgliedes im Verfahrensschritt 20 ist in diesem Fall ein Vergleich 26 vorgeschaltet, in dem der Schaltzustand als Schaltkriterium ausgewertet wird. Anschließend wird in einem Verfahrensschritt 28 der Speicher gelöscht. Das Löschen des Speichers erfolgt auch dann, wenn bereits vor Erreichen des Vergleichs 26 ein Fehler aufgetreten ist.
  • Wird nun beim Vergleich 26 festgestellt, daß die Selbsttestroutinen unmittelbar nach einem erstmaligen Anlegen der Betriebsspannung erfolgreich durchlaufen sind, so wird anschließend der Verfahrensschritt 20 ausgeführt. Im anderen Falle wird der Verfahrensschritt 20 nicht ausgeführt. Ein Rücksetzen des Rechners in den Anfangszustand aufgrund einer Fehlermeldung führt also dazu, daß während der folgenden Selbsttestroutinen das Stellglied in der definierten Bezugsstellung festgehalten wird. Auf das Anwendungsbeispiel bezogen heißt das, daß der Motor bis zur Beendigung des gesamten Selbsttests Nullmenge erhält.
  • Mit dieser Maßnahme wird verhindert, daß durch wiederkehrende Fehlermeldungen im zweiten Abschnitt des Selbsttests eine Schleife durchlaufen wird, in der immer wieder das Stellglied mit dem vorläufigen Steuersignal angesteuert wird. Dies würde beim Anwendungsbeispiel nämlich dazu führen, daß dem Motor zyklisch Startmenge von Diesel eingespritzt wird. Da die Startmenge wesentlich höher bemessen ist als die Leerlaufmenge würde dies dazu führen, daß der Motor hochläuft und überdreht, was zu erheblichen Schäden führen kann. In diesem Fall hat also der Sicherheitsaspekt Vorrang vor einer Verkürzung der Zeit für die Ansteuerung des Stellgliedes mit Steuersignalen.
  • Um die Sicherheit eines rechnergesteuerten Stellgliedes auch im laufenden Betrieb überwachen zu können, ist häufig eine Überwachungsschaltung (Watchdog) vorgesehen. Diese überprüft z. B. Rechenroutinen oder Synchronimpulse und löst bei einem Ausbleiben derartiger Signale einen Rücksetzbefehl aus. Dadurch wird verhindert, daß der Rechner aufgrund einer äußeren Störung, z. B. durch einen Spannungseinbruch, Spannungsspitzen oder durch elektromagnetische Störungen in einen Zustand versetzt wird, den er von selbst nicht mehr verlassen kann.
  • Soll die Überwachungsschaltung in den Selbsttest einbezogen werden, so kann z. B. nach einem Flußdiagramm gemäß Fig. 2 vorgegangen werden. Dabei wird der Rechner so programmiert, daß er eine an sich vorgesehene Rechenroutine oder ein Synchronsignal ausläßt, so daß die Überwachungsschaltung einen Rücksetzbefehl veranlaßt.
  • In diesem Fall wird zwischen den Verfahrensschritten 12 und 14 ein Vergleich 34 durchgeführt, indem überprüft wird, ob ein Rücksetzbefehl durch die Überwachungsschaltung stattgefunden hat. Ist dies der Fall, so geht der Rechner in das Hauptprogramm 24 über, d.h. das Stellglied wird für Steuerbefehle des Rechners freigegeben. Dieser Vergleich wird aber erst durchgeführt, wenn alle übrigen Selbsttestabschnitte erfolgreich durchgeführt worden sind. Dabei werden die Verfahrensschritte in der gleichen Reihenfolgen durchlaufen, wie in Fig. 1 beschrieben worden ist. Ist der Selbsttest des ersten und zweiten Abschnitts fehlerfrei gewesen, so wird zunächst wieder in einem Verfahrensschritt 30 das Stellglied vorübergehend in die definierte Bezugsstellung gebracht und dort festgehalten. Dies entspricht der Abgabe von Nullmenge an Diesel. In einem folgenden Verfahrensschritt 32 wird dann auf das Eintreffen eines Rücksetzbefehls gewartet, der von der Überwachungsschaltung ausgelöst werden muß. Nach Durchlaufen des Verfahrensschritts 12 auf einen solchen Rücksetzbefehl hin wird dann bei 34 eine Überprüfung durchgeführt, ob der Rücksetzbefehl durch die Überwachungsschaltung stattgefunden hat und ins Hauptprogramm 24 übergegangen. Ein Ausführungsbeispiel eines rechnergesteuerten Stellgliedes, daß als Blockschaltbild in Fig. 3 dargestellt ist, wird abschließend erläutert.
  • Es umfaßt ein Stellglied 34 zur Betätigung einer Regelstange einer elektronischen Dieseleinspritzung sowie einen Rechner 36. In eine Steuerleitung 38 des Stellgliedes 34 ist ein Schalter 40 eingefügt, der vom Rechner 36 über eine Steuerleitung 50 geschaltet wird und drei Zustände einnehmen kann.
  • Solange kein Schaltsignal am Schalter 40 anliegt, befindet er sich in der eingezeichneten Stellung. In dieser Stellung liegt er auf Bezugspotential 42, was einer Festlegung auf eine definierte Bezugsstellung entspricht. Werden die Testroutinen eines ersten Abschnitts bestanden und ist der Ausgangszustand, von dem aus der Rechner mit dem Selbsttest begonnen hat, durch erstmaliges Anlegen der Betriebsspannung bedingt gewesen, so wird der Schalter 40 in die zweite Stellung umgelegt. In dieser Stellung wird das Stellglied 34 über eine Leitung 44 mit einem Generator 46 verbunden, der ein vorläufiges Steuersignal erzeugt. Dies entspricht beim Anwendungsbeispiel einer Startmenge an Diesel. Erst wenn der Rechner alle Abschnitte des Selbsttests erfolgreich durchlaufen hat, gelangt der Schalter 40 in die dritte Stellung, in welcher das Stellglied 34 für Steuersignale des Rechners 36 freigegeben wird, die er über eine Steuerleitung 48 erhält.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie der mit einem Stellglied gekoppelte Rechner ermöglicht so eine erhebliche Verkürzung der durch den Selbsttest ausgelösten Ansteuerung des Stellgliedes 34. Die verbleibende Zeit, in der beim Anwendungsbeispiel keine Einspritzung von Diesel erfolgt, entspricht etwa der Zeit, die der Anlasser benötigt, um den Motor auf die Startdrehzahl zu beschleunigen. Nachdem der Motor angesprungen ist, kann der weitere Selbsttest dann ohne potentielle Störungen aufgrund von durch den Anlasser hervorgerufenen Spannungseinbrüchen durchgeführt werden. Dabei führen im Zuge dieses weiteren Selbsttests eventuell auftretende Fehler zu einem sofortigen Abschalten des vorläufigen Steuersignals, also der Startmenge an Diesel. Die Sicherheit wird in Folge dessen nicht beeinträchtigt.
  • Die mit der Erfindung erzielten Maßnahmen beim Anwendungsbeispiel des Dieselmotors tragen so dazu bei, daß das sofortige Startverhalten des Motors den Fahrer dazu ermuntert, den Motor bei kurzen Aufenthalten abzustellen und so zur Verminderung der Umweltbelastung beizutragen. Weiterhin wird die Lebensdauer des Anlassers erhöht, die Batterie, insbesondere bei Kurzstrekkenfahrten entlastet und das Starten des Motors auch bei schwacher Batterie ermöglicht.

Claims (12)

1. Verfahren zur Ansteuerung eines rechnergesteuerten Stellgliedes bei einem Selbsttest des Rechners, wobei das Stellglied zunächst in einer definierten Bezugsstellung während des Selbsttests festgehalten und nach bestandenem Selbsttest für Steuersignale des Rechners freigegeben wird, insbesondere zur Ansteuerung einer elektronischen Dieseleinspritzung für Dieselmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied nur während eines ersten Abschnitts des Selbsttests festgehalten und anschließend bis zum Ende eines zweiten Abschnitts des Selbsttests oder bis zu einer vorher eintreffenden Fehlermeldung mit einem vorläufigen Steuersignal angesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt des Selbsttests wenigstens aus Testroutinen zur Überprüfung des Programmspeicherteils für das Selbsttestprogramm gebildet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt des Selbsttests aus Testroutinen zur Überprüfung des Programmspeicherteils für das Selbsttestprogramm sowie anderer Baugruppen des Rechners außer den übrigen programmspeicherteilen gebildet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt des Selbsttests aus Testroutinen zur Überprüfung des übrigen Programmspeicherteils gebildet ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Selbsttest bei einer Fehlermeldung von einem Anfangszustand des Rechners aus, von dem der Selbsttest begonnen wurde, wiederholt wird und bei Fehlerfreiheit anschließend fortgesetzt wird, und daß das Stellglied während des gesamten wiederholten und fortgesetzten Selbsttests in der definierten Bezugsstellung festgehalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Selbsttest bei einer Fehlermeldung von der letzten fehlerfreien Testroutine aus wiederholt und bei Fehlerfreiheit fortgesetzt wird, und daß das Stellglied während des gesamten wiederholten und fortgesetzten Selbsttests in der definierten Bezugsstellung festgehalten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Rechner durch jedes Neuanlegen der Betriebsspannung in den Ausgangszustand versetzt wird, von dem aus der Selbsttest begonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Neuanlegen der Betriebsspannung als Schaltzustand gespeichert wird und nach fehlerfreiem Ablauf des ersten Abschnitts des Selbsttests als Schaltkriterium für das vorläufige Steuersignal ausgewertet wird, und daß nach Ansteuerung des Stellgliedes mit dem vorläufigen Steuersignal oder nach einer Fehlermeldung der Speicher für den Schaltzustand des Neuanlegens der Betriebsspannung gelöscht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Abschnitt des Selbsttests aus einer Testroutine einer Überwachungsschaltung (Watchdog) gebildet ist, in der das Stellglied wieder in der definierten Bezugsstellung festgehalten wird, und daß erst bei bestandenem Test der Überwachungsschaltung das Stellglied für Steuersignale des Rechners freigegeben wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale bei Übergang des Rechners von einem Selbsttestprogramm in ein Hauptprogramm freigegeben werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale nach einem Übergang des Rechners von einem Testprogramm über einen Rücksetzvorgang in den Ausgangszustand in ein Hauptprogramm freigegeben werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Ansteuerung einer elektronischen Dieseleinspritzung für Dieselmotoren. dadurch gekennzeichnet, daß die definierte Bezugsstellung des Stellgliedes einer Nullmenge und die durch das vorläufige Steuersignal angenommene Stellung einer Startmenge von Dieselkraftstoff zur Einspritzung in einen Dieselmotor entspricht.
12. Mit einem Stellglied (34) gekoppelter Rechner (36). mittels dem das Stellglied (34) zwischen einer definierten Bezugsstellung durch ein Bezugssignal (42) und einer Freigabestellung für Steuersignale des Rechners (36) umschaltbar ist, und während eines Selbsttests des Rechners (36) in der definierten Bezugsstellung festgelegt ist. dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (34) während des Selbsttests mittels des Rechners (36) in eine dritte Stellung umschaltbar ist, in der es von einem vorläufigen Steuersignal ansteuerbar ist, und daß ein Steuersignalgenerator (46) vorgesehen ist, mit dem das Stellglied (34) in dieser Stellung verbunden ist.
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