WO2010037606A1 - Motorsteuergerät - Google Patents

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WO2010037606A1
WO2010037606A1 PCT/EP2009/061181 EP2009061181W WO2010037606A1 WO 2010037606 A1 WO2010037606 A1 WO 2010037606A1 EP 2009061181 W EP2009061181 W EP 2009061181W WO 2010037606 A1 WO2010037606 A1 WO 2010037606A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ebn
control unit
engine control
ebl
expansion module
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/061181
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Merker
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2010037606A1 publication Critical patent/WO2010037606A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0077—Characterised by the use of a particular software algorithm
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems

Definitions

  • the present invention relates to an engine control unit.
  • the engine control unit is intended to regulate the influx of fresh gas and the removal of exhaust gas in such a way that specific exhaust gas, consumption and torque requirements are achieved in the individual operating states.
  • the reciprocating engine employs engine control valves operated by one or more camshafts.
  • the crankshaft drives the camshafts in the cylinder head via toothed belts, timing chain and spur gears.
  • a modern engine control unit is a purpose-built computer that handles the ignition control and electronic injection systems. At more modern
  • Internal combustion engines are also controlled with the electronic throttle and the air mass sensor, the air mass, the mixture ratio, that is, the air-to-fuel ratio, and the catalytic exhaust gas purification and exhaust gas recirculation.
  • the opening and closing angles of the inlet and outlet valves are adjusted according to the current requirements.
  • the boost pressure can also be regulated.
  • the engine control unit is a closed-loop control, because the actual state measured with a sensor is compared with a calculated desired state and then via an actuator the deviation in the closed loop is minimized.
  • the software in the engine control unit is also referred to as electronic engine management.
  • Modern engine control units are equipped with microcontrollers to process the computing operations required in real time with sufficient speed and accuracy. Furthermore, engine control units are complemented with programmable integrated circuits of digital technology, as they perform digital functions faster.
  • Characteristic of a motor control unit is the integrated interface for analog and digital input signals from sensors and output signals for actuators.
  • Typical input signals include engine speed, throttle angle, air mass, various
  • Injectors and modern engines including the throttle actuator, the exhaust gas recirculation valve, the turbocharger and the camshaft adjustment.
  • a motor control unit consists of a microprocessor, a RAM, ROM and Flash memory as well as analog and digital I / O interfaces.
  • the engine control unit processes several sensor data, such as the intake air mass flow, the angular / rotary encoder from the crankshaft and camshaft, the angle sensor of the throttle, the barometric ambient air pressure, the signal of the lambda probe, the fuel pressure signal Temperature of the engine coolant, the temperature of the intake air and the knock sensor.
  • sensor data such as the intake air mass flow, the angular / rotary encoder from the crankshaft and camshaft, the angle sensor of the throttle, the barometric ambient air pressure, the signal of the lambda probe, the fuel pressure signal Temperature of the engine coolant, the temperature of the intake air and the knock sensor.
  • the engine control unit can with the input signals below
  • the engine control unit Compared to other control units, the engine control unit has the peculiarity that the programs which run on them cyclically not only run at fixed time intervals but also synchronously with the engine speed. Engine control units can have a high number of connections.
  • Microcontroller used. Almost all functions are centrally controlled by this microcontroller.
  • the individual functional units in the engine control unit are connected to the inputs and outputs, the so-called ports, of the microcontroller. Depending on the range of functions, more or fewer inputs and outputs are required on the microcontroller.
  • the housing size of a microcontroller is significantly dependent on the number of connections. Since an individual microcontroller can not be provided for every range of functions, more or fewer connections are unused for specific projects. It has proven to be disadvantageous that this results in increased costs. It has also proved to be disadvantageous that the large extent of the engine control unit, which is due to the increased number of terminals counteracts a progressive miniaturization in the automotive sector.
  • the advantage of the present invention is the reduction in the number of microcontroller variants and thus the costs both in development and in production.
  • the greater number of components of one type will also improve quality since less
  • a motor control unit which contains at least one microcontroller, wherein the engine control unit additionally contains at least one expansion module for connection extension with a plurality of inputs and outputs, wherein the at least one expansion module is designed for serial connection to a desired Provide number of terminals, wherein a connection from the microcontroller via an interface, which leads from an expansion device to a next expansion device, the interface for configuring the expansion devices and for reading and outputting signal states is formed.
  • the invention thus provides a port expansion with an expansion device having a design-dependent number of inputs and outputs.
  • These expansion modules can be connected in series to achieve the desired number of connections.
  • the connection to the microcontroller is made via an interface which leads from one expansion module to the next expansion module.
  • the expansion blocks are configured via this interface and the signal states are read in or output.
  • the interface must repeatedly update or read in the signal states in the range of microseconds in order to be able to also serve time-critical signals.
  • the invention is based on the consideration that the
  • Motor control device shows a better long-term availability, since the blocks in another and / or conventional Technology can be made. Furthermore, improved TW strength is associated with the packable housings since the microcontroller has fewer leads. An advantage is particularly evident in PQFP (Plastic-Quad-Flat-Package) packages. For PQFP packages, the packaging and packaging technology, weight and size of the IC packages have already been reduced.
  • An essential aspect of the engine control unit according to the invention is therefore that the number of microcontroller variants is reduced and thus costs are saved both in development and in production.
  • the at least one expansion module contains an additional power supply connection.
  • the plurality of inputs / outputs of the expansion device are operable by a configuration device having an alternative voltage to perform a level conversion function. This allows lower costs by reducing the amount of BGA (BaIl Grid Array) packages.
  • BGA BiIl Grid Array
  • a BGA package is a package form of integrated circuits in which the connections for a
  • connections are formed by small solder balls, which stand next to each other in a grid of columns and rows. These beads are melted during soldering in a brazing furnace and combine with the copper of the circuit board. In this design can accommodate a very large number of connections achieve a component. In general, this aspect allows for a smaller microcontroller package.
  • the plurality of inputs / outputs of the expansion device are operable by a configuration device having an alternative voltage to perform a level conversion function.
  • a configuration device having an alternative voltage to perform a level conversion function.
  • the expansion module preferably contains an additional connection via which the plurality of inputs / outputs can be deactivated.
  • an additional shutdown of certain functions in the engine control unit is possible. This is currently implemented with discrete components, such as a level shifter ignition.
  • the invention makes it possible to achieve improvements in EMC (Electromagnetic Compatibility). Furthermore, no HCT drivers are needed, as they are currently used for level converter.
  • An HCT CMOS technique is the adaptation of a CMOS transistor structure to the input voltage levels of the TTL circuit technology with full terminal compatibility with them. Thus, replacement of TTL circuits with HCT CMOS circuits is possible.
  • the expansion module preferably contains a reset input, which is connected in parallel to a reset input on the microcontroller.
  • An additional activation connection provides an additional RESET
  • the engine control unit is designed such that, in the event of a malfunction, the plurality of inputs / outputs of the expansion module are reset to a defined state.
  • the number of inputs / outputs is individually adjustable.
  • the engine control unit can always achieve the same connection properties, such as switching thresholds, driver strength and RESET behavior, regardless of the microcontroller.
  • an input of the expansion module can be defined via an internal pull-up / pull-down resistor.
  • the engine control unit advantageously has a lower power loss in the microcontroller.
  • a standard or alternative voltage for output drivers and input thresholds can be set.
  • the engine control unit has a higher injection current rating than the microcontroller ports. In the engine control unit, the higher the number of components of one type can improve the quality of the engine control unit.
  • Output driver power adjustable The engine control unit has outputs that are short-circuit proof to avoid interference.
  • the number of microcontroller variants can be reduced.
  • the costs can be reduced in development as well as in production.
  • FIGURE shows a circuit diagram of interconnected expansion modules EBL, EB2 ... EBn for connection extension of an engine control unit.
  • Motor control units are equipped with microcontrollers to process the required real-time arithmetic operations fast enough and accurately.
  • the expansion modules EBl, EB2 ... EBn are connected in series.
  • Each expansion device contains a separate power supply Vdd for inputs and outputs. By means of a corresponding configuration, individual inputs and outputs can be operated with an alternative voltage in order to achieve a level converter function.
  • the first expansion block EB1 contains a
  • Interface SM to a microcontroller, which is not displayed in the figure.
  • a connection is made from the microcontroller via an interface which leads from an expansion module to a next expansion module, wherein the interface for the configuration of
  • the first expansion module EB1 contains an interface SB to its next expansion module.
  • EBn-I each contain an input interface SB to their previous expansion blocks and a
  • the last expansion block EBn contains an input interface SB to its previous expansion block.
  • the number of lines within the respective connections to the interfaces is equal to n lines, for example.
  • the extension blocks are configured via these interfaces and the signal states are read in or output.
  • the interface must repeatedly update or read in the signal states in the range of microseconds. Thus, time-critical signals can also be operated.
  • Each extension block EB1, EB2 ... EBn contains a separate RESET input RE.
  • the respective RESET input RE on an expansion module is applied parallel to a RESET input on the microcontroller in order to reset the inputs and outputs to a defined state in the event of a malfunction in the engine control unit.
  • each expansion block EB1, EB2 ... EBn contains a connection AD, via which an output can be deactivated individually.
  • connection AD via which an output can be deactivated individually.
  • Each expansion module EB1, EB2... EBn additionally contains a plurality of inputs / outputs I / O (input / output), which are respectively shown on the right side of the expansion modules EB1, EB2... EBn indicated in the figure are.
  • I / O input / output
  • Embodiment contains each expansion block EBL, EB2 ... EBn equal to eight inputs / outputs I / O.
  • the number of extension modules EBL, EB2 ... EBn, and thus the inputs / outputs I / O can be determined individually. Thus, it can be avoided that project-specific more or fewer connections remain unused. This reduces the overall extent of the engine control unit. In addition, manufacturing and development costs are reduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät, welches zumindest einen Mikrocontroller enthält, wobei das Motorsteuergerät zusätzlich zumindest einen Erweiterungs-Baustein (EB1, EB2,... EBn) zur Anschlusserweiterung mit einer Mehrzahl von Eingängen/Ausgängen (I/O) enthält, wobei der zumindest eine Erweiterungs-Baustein (EB1, EB2,... EBn) zur seriellen Verbindung ausgebildet ist, um eine gewünschte Anzahl von Anschlüssen bereitzustellen, wobei eine Verbindung von dem Mikrocontroller über eine Schnittstelle (SM) erfolgt, welche von einem Erweiterungs-Baustein (EB1, EB2,... EBn) zu einem nächsten Erweiterungs-Baustein (EB1, EB2,... EBn) führt, wobei die Schnittstelle (SM) zur Konfiguration der Erweiterungs-Bausteine (EB1, EB2,... EBn) und zum Einlesen und Ausgeben von Signalzuständen ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Motorsteuergerät
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät.
Das Motorsteuergerät soll den Zustrom von Frischgas und die Abfuhr von Abgas so regeln, dass in den einzelnen Betriebszuständen bestimmte Abgas-, Verbrauchs- und Drehmomentanforderungen erreicht werden. Beim Hubkolbenmotor werden Ventile für die Motorsteuerung eingesetzt, die von einer oder mehreren Nockenwellen betätigt werden. Bei Pkw- Motoren treibt die Kurbelwelle über Zahnriemen, Steuerkette und Stirnräder die Nockenwellen im Zylinderkopf an.
Ein modernes Motorsteuergerät ist ein eigens entwickelter Computer, der die Steuerung der Zündung und elektronischer Einspritzanlagen übernimmt. Bei moderneren
Verbrennungsmotoren werden außerdem mit der elektronischen Drosselklappe und dem Luftmassensensor die Luftmasse, das Gemischverhältnis, das heißt das Luft- zu Kraftstoff- Verhältnis, und die katalytische Abgasreinigung sowie die Abgasrückführung geregelt. Mit einem variablen Ventiltrieb werden die Öffnungs- und Schließwinkel der Ein- und Auslassventile den momentanen Erfordernissen entsprechend eingestellt. Bei Motoren mit geeignetem Turbolader kann auch der Ladedruck geregelt werden.
Bei dem Motorsteuergerät handelt es sich um eine geschlossene Regelung, weil der mit einem Sensor gemessene IST-Zustand mit einem berechneten SOLL-Zustand verglichen wird und über einen Aktuator dann die Abweichung im geschlossenen Regelkreis minimiert wird. Man bezeichnet die Software in dem Motorsteuergerät auch als elektronisches Motormanagement.
Moderne Motorsteuergeräte werden mit MikroControllern ausgestattet, um die in Echtzeit benötigten Rechenoperationen genügend schnell und genau zu verarbeiten. Ferner werden Motorsteuergeräte mit programmierbaren integrierten Schaltkreisen der Digitaltechnik ergänzt, da diese digitale Funktionen schneller ausführen.
Charakteristisch für ein Motorsteuergerät ist die integrierte Schnittstelle für analoge und digitale Eingangssignale von Sensoren und Ausgangssignale für Aktoren. Typische Eingangssignale sind unter anderem die Motordrehzahl, der Drosselklappenwinkel, die Luftmasse, verschiedene
Temperaturen und Drücke sowie das Klopfsensorsignal . Typische Ausgangssignale aktivieren die Zündung und die
Einspritzventile sowie bei modernen Motoren unter anderem den Drosselklappensteller, das Abgasrückführungsventil, den Turbolader und die Nockenwellenverstellung.
Ein Motorsteuergerät besteht elektronisch prinzipiell aus einem Mikroprozessor, einem RAM-, ROM- und Flash-Speicher und aus analogen und digitalen I/O-Schnittstellen .
Für die Regelungs- und Steueraufgaben verarbeitet das Motorsteuergerät mehrere Sensordaten, wie beispielsweise den angesaugten Luftmassenstrom, den Winkel-/Drehlzahlgeber von der Kurbel- und Nockenwelle, den Winkelgeber der Drosselklappe, den barometrischen Umgebungs-Luftdruck, das Signal der Lambdasonde, das Kraftstoffdrucksignal, die Temperatur der Motorkühlflüssigkeit, die Temperatur der angesaugten Luft und den Klopfsensor.
Das Motorsteuergerät kann mit den Eingangssignalen unter
Berücksichtigung hinterlegter Kennfelder die Ausgangssignale errechnen bzw. den entsprechenden Stellgliedern Sollgrößen vorgeben .
Das Motorsteuergerät weist gegenüber anderen Steuergeräten die Besonderheit auf, dass die darauf zyklisch ablaufenden Programme nicht nur zu festen Zeitintervallen ablaufen, sondern auch synchron zur Motordrehzahl. Motorsteuergeräte können dabei eine hohe Anzahl von Anschlüssen aufweisen.
In jedem Motorsteuergerät kommt mindestens ein
MikroController zum Einsatz. Nahezu alle Funktionen werden zentral von diesem MikroController gesteuert. Die einzelnen Funktionseinheiten im Motorsteuergerät sind mit den Eingängen und Ausgängen, den so genannten Ports, des MikroControllers verbunden. Abhängig vom Funktionsumfang werden mehr oder weniger Eingänge und Ausgänge am MikroController benötigt.
Die Gehäusegröße eines MikroControllers ist maßgeblich von der Anzahl der Anschlüsse abhängig. Da nicht für jeden Funktionsumfang ein individueller MikroController bereitgestellt werden kann, sind projektspezifisch mehr oder weniger Anschlüsse ungenutzt. Es hat sich als nachteilhaft erwiesen, dass dadurch erhöhte Kosten entstehen. Es hat sich ebenfalls als nachteilhaft erwiesen, dass das große Ausmaß des Motorsteuergeräts, welches durch die erhöhte Anzahl von Anschlüssen bedingt ist, einer fortschreitenden Miniaturisierung im Automobilsektor entgegenwirkt.
Offenbarung der Erfindung
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Reduktion der Anzahl der Mikrocontroller-Varianten und damit der Kosten sowohl in der Entwicklung als auch in der Produktion. Durch die größere Anzahl von Bauelementen eines Typs wird sich auch die Qualität verbessern, da weniger
Lernphasen bezüglich eines Oppm und eine größere Stückzahl für die Lernphase vorhanden sein werden. Ferner wird die feste Zuordnung von einem MikroController zu einem Segment bezüglich von Eingabe- und Ausgabe-Funktionen aufgehoben, da diese Zuordnung nicht im MikroController dargestellt wird.
Dieser Vorteil wird durch ein Motorsteuergerät erzielt, welches zumindest einen MikroController enthält, wobei das Motorsteuergerät zusätzlich zumindest einen Erweiterungs- Baustein zur Anschlusserweiterung mit einer Mehrzahl von Eingängen und Ausgängen enthält, wobei der zumindest eine Erweiterungs-Baustein zur seriellen Verbindung ausgebildet ist, um eine gewünschte Anzahl von Anschlüssen bereitzustellen, wobei eine Verbindung von dem MikroController über eine Schnittstelle erfolgt, welche von einem Erweiterungs-Baustein zu einem nächsten Erweiterungs- Baustein führt, wobei die Schnittstelle zur Konfiguration der Erweiterungs-Bausteine und zum Einlesen und Ausgeben von Signalzuständen ausgebildet ist.
Die Erfindung stellt somit eine Anschlusserweiterung mit einem Erweiterungs-Baustein mit einer entwurfsabhängig bestimmten Anzahl von Eingängen und Ausgängen bereit. Diese Erweiterungs-Bausteine können hintereinander geschaltet werden um die gewünschte Anzahl von Anschlüssen zu erreichen. Die Verbindung zum MikroController erfolgt über eine Schnittstelle welche von einem Erweiterungs-Baustein zum nächsten Erweiterungs-Baustein führt. Über diese Schnittstelle werden die Erweitungs-Bausteine konfiguriert und die Signalzustände eingelesen oder ausgegeben. Die
Schnittstelle muss hierbei die Signalzustände wiederholt im Bereich von Mikrosekunden aktualisieren bzw. einlesen, um auch zeitkritische Signale bedienen zu können.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass das
Motorsteuergerät eine bessere Langzeitverfügbarkeit aufzeigt, da die Bausteine in einer anderen und/oder herkömmlichen Technologie gefertigt werden können. Ferner geht eine verbesserte TW-Festigkeit mit den darstellbaren Gehäusen einher, da der MikroController eine geringere Anzahl von Anschlüssen hat. Ein Vorteil zeigt sich hierbei besonders bei PQFP- (Plastic-Quad-Flat-Package) Gehäusen. Bei PQFP-Gehäusen sind bereits die Aufbau- und Verbindungstechnik, sowohl Gewicht als auch Größe der IC-Gehäuse reduziert.
Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Motorsteuergeräts besteht deshalb darin, dass die Anzahl der Mikrocontroller-Varianten reduziert wird und damit Kosten sowohl in der Entwicklung als auch in der Produktion eingespart werden.
Bevorzugte Weiterbildungen des Motorsteuergeräts sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass der zumindest eine Erweiterungs-Baustein einen zusätzlichen Spannungsversorgungs-Anschluss enthält.
Bevorzugt ist die Mehrzahl von Eingängen/Ausgängen des Erweiterungs-Bausteins durch eine Konfigurations-Einrichtung mit einer alternativen Spannung betreibbar, um eine Pegelwandlerfunktion durchzuführen. Dadurch lassen sich geringere Kosten durch eine Verringerung des Anteils an BGA- (BaIl Grid Array) Gehäusen erzielen.
Durch diese Ausführungsform braucht kein BGA-Gehäuse verwendet zu werden. Ein BGA-Gehäuse ist eine Gehäuseform von integrierten Schaltungen, bei der die Anschlüsse für eine
SMD-Bestückung kompakt auf der Unterseite des Chips liegen. Die Anschlüsse sind durch kleine Lotperlen gebildet, die nebeneinander in einem Raster aus Spalten und Zeilen stehen. Diese Perlen werden beim Löten in einem Lötofen aufgeschmolzen und verbinden sich mit dem Kupfer der Leiterplatte. Bei dieser Bauform lässt sich eine Unterbringung einer sehr großen Zahl von Anschlüssen auf einem Bauteil erzielen. Allgemein lässt sich durch diesen Aspekt ein kleineres Mikrocontroller-Gehäuse ermöglichen.
Bevorzugt ist die Mehrzahl von Eingängen/Ausgängen des Erweiterungs-Bausteins durch eine Konfigurations-Einrichtung mit einer alternativen Spannung betreibbar, um eine Pegelwandlerfunktion durchzuführen. Dadurch sind eine feine Abstufung und Anpassung an jedes Entwicklungs-Projekt möglich. Ferner lassen sich Einsparungen mehrerer diskreter Bauteile erzielen. Damit sind sowohl Bauteilkosten als auch LP-Fläche reduzierbar, wodurch Kosten- und Kundenanforderungen nach kleineren Gehäusen entsprochen werden kann.
Bevorzugt enthält der Erweiterungs-Baustein einen zusätzlichen Anschluss, über welchen die Mehrzahl von Eingängen/Ausgängen deaktivierbar ist. Somit ist eine zusätzliche Abschaltung bestimmter Funktionen im Motorsteuergerät möglich. Dies wird derzeit mit diskreten Bauteilen realisiert, wie beispielsweise eine Pegelwandler- (Levelshifter) Zündung.
Durch die Erfindung lassen sich Verbesserungen in der EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) erzielen. Ferner sind keine HCT-Treiber notwendig, wie sie derzeit für Pegelwandler verwendet werden. Unter einer HCT-CMOS-Technik versteht man die Anpassung einer CMOS-Transistorstruktur an die Eingangsspannungspegel der TTL-Schaltungstechnik bei voller Anschluss-Kompatibilität zu diesen. Somit ist ein Austausch von TTL-Schaltkreisen mit HCT-CMOS-Schaltkreisen möglich.
Bevorzugt enthält der Erweiterungs-Baustein einen Reset- Eingang, welcher parallel zu einem Reset-Eingang am MikroController geschaltet ist. Durch einen zusätzlichen Aktivierungs-Anschluss ist eine zusätzliche RESET-
Abschaltung/Verriegelung möglich. Dadurch ist ein robuster Entwurf für eine Software-Systemsteuerung möglich. Bevorzugt ist das Motorsteuergerät derart ausgebildet, um bei einer Fehlfunktion die Mehrzahl von Eingängen/Ausgängen des Erweiterungs-Bausteins in einen definierten Zustand zurückzusetzen.
Bevorzugt ist die Anzahl der Eingänge/Ausgänge individuell einstellbar. Bei dem Motorsteuergerät lassen sich immer gleiche Anschluss-Eigenschaften, beispielsweise Schaltschwellen, Treiberstärke und RESET-Verhalten, unabhängig vom MikroController erzielen.
Bevorzugt ist ein Eingang des Erweiterungs-Bausteins über einen internen Pull-up/Pull-down-Widerstand definierbar. Das Motorsteuergerät weist vorteilhaft eine geringere Verlustleistung im MikroController auf.
Bevorzugt ist eine Standard- oder Alternativ-Spannung für Ausgangstreiber und Eingangsschwellen einstellbar. Das Motorsteuergerät hat eine höhere Injektionsstromfestigkeit als die Mikrocontroller-Anschlüsse . Bei dem Motorsteuergerät kann durch die größere Anzahl von Bauelementen eines Typs die Qualität des Motorsteuergeräts verbessert werden.
Bevorzugt sind zumindest zwei verschiedene
Ausgangstreiberstärken einstellbar. Das Motorsteuergerät enthält Ausgänge, welche kurzschlussfest sind, sodass Interferenzen vermieden werden. Bei dem Motorsteuergerät kann die Anzahl der Mikrocontroller-Varianten reduziert werden. Somit können zusätzlich die Kosten in der Entwicklung als auch in der Produktion verringert werden.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels des Motorsteuergeräts unter Bezugnahme auf die beiliegende Figur näher erläutert. Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen . Die einzige Figur zeigt ein Schaltbild von verschalteten Erweiterungs-Bausteinen EBl, EB2 ... EBn zur Anschluss- Erweiterung eines Motorsteuergeräts. Motorsteuergeräte werden mit MikroControllern ausgestattet, um die in Echtzeit benötigten Rechenoperationen genügend schnell und genau zu verarbeiten. Hierbei sind die Erweiterungs-Bausteine EBl, EB2 ... EBn seriell verbunden. Jeder Erweiterungs-Baustein enthält eine separate Spannungsversorgung Vdd für Eingänge und Ausgänge. Durch eine entsprechende Konfiguration können einzelne Eingänge und Ausgänge mit einer alternativen Spannung betrieben werden um damit eine Pegelwandlerfunktion zu erreichen.
Der erste Erweiterungs-Baustein EBl enthält eine
Schnittstelle SM zu einem MikroController, welcher in der Figur nicht angezeigt ist. Somit erfolgt eine Verbindung von dem MikroController über eine Schnittstelle, welche von einem Erweiterungs-Baustein zu einem nächsten Erweiterungs-Baustein führt, wobei die Schnittstelle zur Konfiguration der
Erweiterungs-Bausteine und zum Einlesen und Ausgeben von Signalzuständen ausgebildet ist.
Ferner enthält der erste Erweiterungs-Baustein EBl eine Schnittstelle SB zu seinem nächsten Erweiterungs-Baustein.
Der zweite und vorletzte Erweiterungs-Baustein EBl, EB2 ...
EBn-I enthalten jeweils eine Eingangs-Schnittstelle SB zu ihren vorhergehenden Erweiterungs-Bausteinen und eine
Ausgangs-Schnittstelle SB zu ihren nachfolgenden Erweiterungs-Bausteinen. Der letzte Erweiterungs-Baustein EBn enthält eine Eingangs-Schnittstelle SB zu seinem vorhergehenden Erweiterungs-Baustein .
Die Anzahl der Leitungen innerhalb der jeweiligen Verbindungen zu den Schnittstellen beträgt beispielsweise gleich n-Leitungen. Über diese Schnittstellen werden die Erweitungs-Bausteine konfiguriert und die Signalzustände eingelesen oder ausgegeben. Die Schnittstelle muss hierbei die Signalzustände wiederholt im Bereich von Mikrosekunden aktualisieren bzw. einlesen. Somit können auch zeitkritische Signale bedient werden .
Jeder Erweiterungs-Baustein EBl, EB2 ... EBn enthält einen separaten RESET-Eingang RE. Der jeweilige RESET-Eingang RE an einem Erweiterungs-Baustein wird parallel zu einem RESET- Eingang am MikroController angelegt um bei einer Fehlfunktion im Motorsteuergerät die Eingänge und Ausgänge in einen definierten Zustand zurückzusetzen.
Zusätzlich enthält jeder Erweiterungs-Baustein EBl, EB2 ... EBn einen Anschluss AD, über welchen individuell ein Ausgang deaktiviert werden kann. Somit ist eine zusätzliche Abschaltung bestimmter Funktionen im Motorsteuergerät möglich .
Jeder Erweiterungs-Baustein EBl, EB2 ... EBn enthält zusätzlich eine Mehrzahl von Eingängen/Ausgängen I/O (Input/Output) , welche jeweils an der rechten Seite der in der Figur angezeigten Erweiterungs-Bausteine EBl, EB2 ... EBn dargestellt sind. In einer in der Figur beispielhaft gezeigten
Ausführungsform enthält jeder Erweiterungs-Baustein EBl, EB2 ... EBn gleich acht Eingänge/Ausgänge I/O.
Durch eine anwenderdefinierte Vorgabe lässt sich die Anzahl der Erweiterungs-Bausteine EBl, EB2 ... EBn, und somit der Eingänge/Ausgänge I/O, individuell bestimmen. Somit lässt sich vermeiden, dass projektspezifisch mehr oder weniger Anschlüsse ungenutzt verbleiben. Dadurch wird das Ausmaß von dem Motorsteuergerät insgesamt reduziert. Zudem werden Herstellungs- und Entwicklungskosten reduziert.

Claims

Patentansprüche
1. Motorsteuergerät, welches zumindest einen
MikroController enthält, wobei das Motorsteuergerät zusätzlich zumindest einen Erweiterungs-Baustein (EBl, EB2, ... EBn) zur Anschlusserweiterung mit einer Mehrzahl von Eingängen/Ausgängen (I/O) enthält, wobei der zumindest eine Erweiterungs-Baustein (EBl, EB2, ... EBn) zur seriellen Verbindung ausgebildet ist, um eine gewünschte Anzahl von Anschlüssen bereitzustellen, wobei eine Verbindung von dem MikroController über eine Schnittstelle (SM) erfolgt, welche von einem Erweiterungs-Baustein (EBl, EB2, ... EBn) zu einem nächsten Erweiterungs-Baustein (EBl, EB2, ... EBn) führt, wobei die Schnittstelle (SM) zur Konfiguration der Erweiterungs-Bausteine (EBl, EB2, ... EBn) und zum Einlesen und Ausgeben von Signalzuständen ausgebildet ist.
2. Motorsteuergerät nach Anspruch 1, bei welchem der zumindest eine Erweiterungs-Baustein (EBl, EB2, ... EBn) einen zusätzlichen Spannungsversorgungs-Anschluss (Vdd) enthält.
3. Motorsteuergerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem die Mehrzahl von Eingängen/Ausgängen des Erweiterungs-Bausteins (EBl, EB2, ... EBn) durch eine Konfigurations-Einrichtung mit einer alternativen Spannung betreibbar ist, um eine Pegelwandlerfunktion durchzuführen.
4. Motorsteuergerät nach einem der vorangehenden
Ansprüche, bei welchem der Erweiterungs-Baustein (EBl, EB2, ... EBn) einen zusätzlichen Anschluss (AD) enthält, über welchen die Mehrzahl von Eingängen/Ausgängen deaktivierbar ist.
5. Motorsteuergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Erweiterungs-Baustein (EBl, EB2, ... EBn) einen Reset-Eingang (RE) enthält, welcher parallel zu einem Reset-Eingang am MikroController geschaltet ist.
6. Motorsteuergerät nach Anspruch 5, welches derart ausgebildet ist, um bei einer Fehlfunktion die Mehrzahl von Eingängen/Ausgängen (I/O) des Erweiterungs- Bausteins (EBl, EB2, ... EBn) in einen definierten Zustand zurückzusetzen.
7. Motorsteuergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Anzahl der Eingänge/Ausgänge individuell einstellbar ist.
8. Motorsteuergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem ein Eingang des Erweiterungs- Bausteins (EBl, EB2, ... EBn) über einen internen PuIl- up/Pull-down-Widerstand definierbar ist.
9. Motorsteuergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem eine Standard- oder Alternativ- Spannung für Ausgangstreiber und Eingangsschwellen einstellbar ist.
10. Motorsteuergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem zumindest zwei verschiedene Ausgangstreiberstärken einstellbar sind.
PCT/EP2009/061181 2008-10-02 2009-08-31 Motorsteuergerät WO2010037606A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810042561 DE102008042561A1 (de) 2008-10-02 2008-10-02 Motorsteuergerät
DE102008042561.3 2008-10-02

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Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/061181 WO2010037606A1 (de) 2008-10-02 2009-08-31 Motorsteuergerät

Country Status (2)

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DE (1) DE102008042561A1 (de)
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