DE4024287A1 - Steuergeraet mit einem mikrorechner - Google Patents
Steuergeraet mit einem mikrorechnerInfo
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- G05B19/02—Programme-control systems electric
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Description
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät mit einem Mikrorechner nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Steuerung von Einrichtungen eines Kraftfahrzeugs werden zunehmend
Steuergeräte eingesetzt, die mit einem Mikrorechner ausgestattet sind.
Einrichtungen im Bereich der Karosserie des Kraftfahrzeugs, wie z. B. eine
Zentralverriegelungsanlage oder eine Alarmanlage, werden häufig über digitale
Ausgänge ein- bzw. ausgeschaltet. Zur Erzielung einer wirksamen Eigenprüfung
(Diagnose) des Steuergeräts und der daran angeschlossenen Einrichtungen
werden die Ausgänge des Steuergeräts in der Regel auf digitale Eingänge des
Mikrorechners zurückgeführt, um prüfen zu können, ob die Ansteuerung der
Einrichtung von seiten des Mikrorechners sich auch am Ausgang des
Steuergeräts auswirkt.
Gerade im Karosseriebereich ergeben sich jedoch hier eine Vielzahl von
digitalen Ausgängen, die dann überwacht werden müssen. Da jedoch die zu
steuernden Einrichtungen bzw. die Verfahren zu ihrer Steuerung keine allzu
hohe Rechnerleistung erfordern, können bevorzugt einfache
Mikrorechnersysteme, beispielsweise auf der Basis eines
Ein-Chip-Mikrorechners angewendet werden. Diese weisen jedoch oft nur eine
begrenzte Anzahl von Eingängen auf, die mit den für die vom Steuerverfahren
benötigten Eingangssignalen beaufschlagt werden müssen. Die Diagnose
erfordert dann eine große Anzahl weiterer Eingänge, die oft nicht ohne
beträchtlichen Mehraufwand nachgerüstet werden müssen, oder im Falle von
einigen Ein-Chip-Mikrorechner-Systemen gar nicht nachrüstbar sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Steuergerät mit einem Mikrorechner zu
schaffen, bei dem ohne erheblichen zusätzlichen Mehraufwand eine Eigenprüfung
(Diagnose) der digitalen Ausgänge ermöglicht ist.
Die Erfindung ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere, die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale sind in
den Unteransprüchen enthalten.
Die Vorteile der Erfindung sind in erster Linie darin zu sehen, daß ohne
erheblichen zusätzlichen Mehraufwand eine Eigenprüfung mehrerer digitaler
Ausgänge des Steuergeräts über lediglich einen einzigen Eingang
(Diagnoseeingang) des Mikrorechners oder Steuergeräts durchgeführt werden
kann. Eine häufig notwendige Erweiterung des Mikrorechnersystems kann somit
entfallen.
Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Beispielen
nachstehend näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Steuergeräts mit einem Mikrorechner zur
Steuerung mehrerer Einrichtungen eines Kraftfahrzeugs, bei dem zur
Eigenprüfung (Diagnose) der Ausgänge des Steuergeräts diese über
Entkopplungsglieder auf einen mit einem digitalen Eingang
verbundenen Sternpunkt geführt sind,
Fig. 2 ein Blockschaltbild nach Fig. 1, jedoch in einer weiteren
Ausgestaltung.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Steuergerät mit einem Mikrorechner 2 zur Steuerung
mehrerer Einrichtungen 3 bis 10 des Kraftfahrzeugs gezeigt. Die Steuerung
geschieht hierbei in Abhängigkeit von mehreren, beispielsweise digitalen
Eingängen DI0 bis DI6.
Die gesteuerten Einrichtungen 3 bis 10 werden hierbei über Leistungstreiber
11 bis 18, die an die Ausgänge DO0 bis DO7 des Mikrorechners 2 angeschlossen
sind, angesteuert. Zur Eigenprüfung (Diagnose) werden nun die digitalen
Ausgänge DO0 bis DO7 der Steuerung bzw. der Leistungstreiber über separate
Entkopplungsglieder 19 bis 26 auf einen ersten Sternpunkt geführt, der mit
einem einzigen digitalen Eingang (Diagnoseeingang EDIAG) verbunden ist.
Da die gesteuerten Einrichtungen 3 bis 10 häufig gegen unterschiedliche
Potentiale geschaltet werden müssen, sind diese zu zwei Gruppen
zusammengefaßt. Eine erste Gruppe von Einrichtungen 3 bis 6 wird hierbei über
gegen positive Betriebsspannung schaltende erste Ausgänge DO0 bis DO3
angesteuert, während eine zweite Gruppe von Einrichtungen 7 bis 10 über gegen
Masse schaltende Ausgänge DO4 bis DO7 mit Betriebsspannung versorgt werden.
In diesem Falle werden die Ansteuersignale für die erste Gruppe von
Einrichtungen 3 bis 6 über eine erste Gruppe von Entkopplungsgliedern 19 bis
22 auf einen zweiten Sternpunkt 28 geführt, während die zweite Gruppe von
Einrichtungen 7 bis 10 über eine zweite Gruppe von Entkopplungsgliedern 23
bis 26 mit einem dritten Sternpunkt 29 verbunden sind.
Der zweite Sternpunkt 28 ist mit dem ersten Sternpunkt 27 über ein weiteres
Entkopplungsglied 30 und der dritte Sternpunkt 29, der über einen
Pull-up-Widerstand Rup an positiver Betriebsspannung +U liegt, über einen
Inverter 31 und ein Entkopplungsglied 32 auf den ersten Sternpunkt 27
geführt; hierbei ist angenommen, daß der Diagnoseeingang EDIAG auf positive
Eingangssignale reagiert. Andernfalls ist der Inverter 14 zwischen dem
zweiten Sternpunkt 28 und das Entkopplungsglied 30 einzufügen und der zweite
Sternpunkt 28 über einen Pull-down-Widerstand gegen Masse zu legen (nicht
gezeigt). Die Entkopplungsglieder 30 und 32 können u. U. auch entfallen.
Als Entkopplungsglieder werden bevorzugt Dioden eingesetzt. Ebenso können
jedoch auch Optokoppler oder induktive (Übertrager) oder kapazitive
(Kondensatoren) Schaltelemente eingesetzt werden.
Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung setzt jedoch voraus, daß die Ausgänge des
Steuergeräts alternativ angesteuert werden, da sich sonst eine Überdeckung
der Signale am Diagnoseeingang EDIAG ergibt.
Im Falle von sequentiell oder mit geringfügigem zeitlichem Versatz
angesteuerten Ausgängen kann auch eine Schaltung entsprechend Fig. 2
eingesetzt werden. Dort sind als Entkopplungsglieder 19 bis 26 Kondensatoren
C eingesetzt. Zwischen den über einen Pull-down-Widerstand Rdo gegen Masse
geschalteten zweiten Sternpunkt 28 und den ersten Sternpunkt 27 sind parallel
geschaltete erste und zweite, nicht retriggerbare, monostabile
Multivibratoren 33 und 34 geschaltet. Hierbei ist der erste monostabile
Multivibrator 33 von positiven Impulsflanken getriggert, während der zweite
monostabile Multivibrator 34 von negativen Impulsflanken getriggert wird.
Mit einer positiven Impulsflanke wird somit der erste monostabile
Multivibrator 33 für eine erste Kippzeit T1 gesetzt, so daß er am Ausgang Q
einen positiven Impuls der Impulsbreite T1 erzeugt. In gleicher Weise erzeugt
der zweite monostabile Multivibrator 34 auf eine negative Impulsflanke einen
Impuls der von der Impulsbreite der ersten Kippzeit T1 abweichende
Impulsbreite T2 (Kippzeit T2).
Der dritte Sternpunkt 29, der über den Pull-up-Widerstand Rup an positiver
Betriebsspannung liegt, ist auf parallel geschaltete, nicht retriggerbare
dritte und vierte monostabile Multivibratoren 35 und 36 geschaltet, deren
Ausgänge Q am ersten Sternpunkt 27 liegen. Der wiederum von positiven
Impulsflanken getriggerte, dritte monostabile Multivibrator 35 weist hierbei
die Kippzeit T2 (des zweiten monostabilen Multivibrators 34) auf, während die
Kippzeit des von negativen Impulsflanken getriggerten vierten monostabilen
Multivibrators 36 wiederum nach der gleichen Kippzeit T1 in seinen Ruhestand
zurückkippt wie der erste monostabile Multivibrator 33. Die Ausgänge Q der
monostabilen Multivibratoren können selbstverständlich zur gegenseitigen
Entkopplung über ein - nicht gezeigtes - ODER-Glied auf den ersten Sternpunkt
27 geführt sein.
Die Funktionsweise der Schaltung erklärt sich wie folgt:
Beim Einschalten einer der Einrichtungen 3 bis 6 bzw. 7 bis 10 wird über die Kondensatoren 19 bis 22 bzw. 23 bis 26 eine positive bzw. negative Impulsflanke am zweiten Sternpunkt 28 bzw. am dritten Sternpunkt 29 erzeugt. Diese positive bzw. negative Impulsflanke setzt den ersten Multivibrator 33 bzw. den vierten Multivibrator 36 für eine Zeit T1, so daß ein Impuls mit einer entsprechenden Impulsbreite am ersten Sternpunkt 28 und damit am Diagnoseeingang EDIAG anliegt. Der Mikrorechner 2, der ja das Einschalten einer bestimmten Einrichtung 3 bis 10 bewirkt hat, stellt aufgrund dieses Impulses fest, daß an einer entsprechenden Ansteuerleitung zu der Einrichtung ein entsprechendes Einschaltsignal anliegen muß.
Beim Einschalten einer der Einrichtungen 3 bis 6 bzw. 7 bis 10 wird über die Kondensatoren 19 bis 22 bzw. 23 bis 26 eine positive bzw. negative Impulsflanke am zweiten Sternpunkt 28 bzw. am dritten Sternpunkt 29 erzeugt. Diese positive bzw. negative Impulsflanke setzt den ersten Multivibrator 33 bzw. den vierten Multivibrator 36 für eine Zeit T1, so daß ein Impuls mit einer entsprechenden Impulsbreite am ersten Sternpunkt 28 und damit am Diagnoseeingang EDIAG anliegt. Der Mikrorechner 2, der ja das Einschalten einer bestimmten Einrichtung 3 bis 10 bewirkt hat, stellt aufgrund dieses Impulses fest, daß an einer entsprechenden Ansteuerleitung zu der Einrichtung ein entsprechendes Einschaltsignal anliegen muß.
Ebenso ergibt sich beim Ausschalten einer Einrichtung durch die
differenzierende Wirkung der Kondensatoren C eine negative Impulsflanke am
zweiten Sternpunkt 28 bzw. eine positive Impulsflanke am dritten Sternpunkt
29, welche den zweiten monostabilen Multivibrator 34 bzw. den dritten
monostabilen Multivibrator 35 für eine Verzögerungszeit T2 ansteuern. Am
Ausgang Q der Multivibratoren 34 bzw. 35 entsteht daher ein Impuls der
kürzeren Impulsbreite T2, die der Mikrorechner 2 als Ausschaltsignal auf der
entsprechenden Leitung der ausgeschalteten Einrichtung 3 bis 10 deuten kann.
Das Ausbleiben eines längeren Impulses der Impulsbreite T1 nach Einschalten
einer Einrichtung 3 bis 10 deutet somit auf einen Fehler im Steuergerät 1
bzw. dem entsprechenden Leistungstreiber 11 bis 18 hin; entsprechendes gilt
für ein Ausbleiben des kürzeren Impulses T2 am Diagnoseeingang EDIAG beim
Ausschalten einer Einrichtung 3 bis 10.
Bei dieser Version nach Fig. 2 müssen zwar die Ausgänge nicht mehr alternativ
angesteuert werden, es ist jedoch zu einem sicheren Erkennen des erfolgten
Schaltsignals wichtig, daß die Ausgänge sequentiell angesteuert werden. Der
zeitliche Versatz zwischen den Ansteuerungen muß hierbei selbstverständlich
größer als die größere der beiden Impulsbreiten T1, T2 sein.
Ist eine derartige sequentielle oder alternative Ansteuerung der Ausgänge
nicht möglich oder nicht erwünscht, so ergibt sich als einfache Lösung das
Einsetzen eines Parallel-Seriell-Wandlers als Entkopplungsglied, auf den die
Ausgänge der Leistungstreiber 11 bis 18 geführt sind. Dieser nicht gezeigte
Parallel-Seriell-Wandler setzt die (parallele) Ausgangssignal-Kombination zu
festgesetzten Zeiten, oder immer dann, wenn eine Eingangssignal-Änderung
vorliegt, in ein serielles Datenwort um, das dann von einem seriellen Eingang
des Mikrorechners erfaßt werden kann. Aus den seriellen Datenwort kann dann
wiederum auf die an den Ausgängen des Steuergeräts anliegende parallele
Signalkombination geschlossen werden.
Schließlich ist denkbar, an beispielsweise einen noch unbeschalteten analogen
Eingang des Mikroechners einen Digital-/Analogwandler anzuschließen, dessen
digitale Eingänge mit den Ausgangsleitungen des Steuergeräts verbunden sind
(ebenfalls nicht gezeigt), wobei der Digital-Analog-Wandler die (digitale)
Signalkombination an den Ausgängen des Steuergeräts in einen analogen Wert
umsetzt, der wiederum vom analogen Eingang des Mikrorechners erfaßt wird. Aus
dieser analogen Größe, die ein Maß für den digitalen Eingangwert des
Digital-Analog-Wandlers und damit der Signalkombination an den Ausgängen des
Steuergeräts 1 ist, kann letztendlich wieder auf letztere geschlossen werden.
Claims (9)
1. Steuergerät mit einem Mikrorechner (2) zur Steuerung mehrerer
Einrichtungen (3 bis 10) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Einrichtungen (3 bis
10) über digitale Ausgänge (DO0 bis DO7) eingeschaltet oder ausgeschaltet
werden und zur Eigenprüfung (Diagnose) des Steuergeräts (1) Signale an den
Ausgängen des Steuergeräts (1) auf digitale Eingänge (EDIAG) des
Mikrorechners (2) zurückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die
sequentiell oder mit geringfügigem zeitlichem Versatz oder alternativ
angesteuerten Ausgänge (DO0 bis DO7) des Steuergeräts (1) jeweils über ein
Entkopplungsglied (19 bis 26) auf einen mit einem einzigen digitalen Eingang
(Diagnoseeingang EDIAG) verbundenen ersten Sternpunkt (27) geführt sind.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gegen positive
Betriebspannung oder Masse schaltende erste Ausgänge (DO0 bis DO3) und gegen
Masse oder negative Betriebsspannung (DO4 bis DO7) schaltende zweite Ausgänge
jeweils über separate Entkopplungsglieder (19 bis 22 bzw. 23 bis 26) auf
einen zweiten und dritten Sternpunkt (28, 29) geführt sind, wobei entweder
der zweite Sternpunkt (28) oder der dritte Sternpunkt (29) über einen
Inverter (31) und der dritte oder zweite Sternpunkt (29, 28) direkt über
Entkopplungsglieder (30, 32) auf den gemeinsamen ersten und mit dem
Diagnoseeingang verbundenen Sternpunkt (27) geführt ist.
3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Entkopplungsglieder Dioden sind.
4. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Entkopplungsglieder Optokoppler sind.
5. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Entkopplungsglieder induktive Schaltelemente (Übertrager) sind.
6. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Entkopplungsglieder kapazitive Schaltelemente (Kondensatoren C) sind.
7. Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten
Sternpunkt (28) ein erster von positiven Impulsflanken getriggerter, nicht
retriggerbarer monostabiler Multivibrator (33) mit einer ersten Kippzeit (T1)
und ein zweiter von negativen Impulsflanken getriggerter, nicht
retriggerbarer monostabiler Multivibrator (34) mit einer zweiten davon
abweichenden Kippzeit (T2) sowie dem dritten Sternpunkt (19) ein dritter, von
positiven Impulsflanken getriggerter, nicht retriggerbarer monostabiler
Multivibrator (35) mit einer der zweiten Kippzeit (T2) entsprechenden
Kippzeit und ein vierter, von negativen Impulsflanken getriggerter, nicht
retriggerbarer monostabiler Multivibrator (36) mit einer der ersten Kippzeit
(T1) entsprechenden Kippzeit jeweils in Parallelschaltung nachgeschaltet ist,
deren Ausgänge jeweils mit dem ersten Sternpunkt (27) verschaltet sind.
8. Steuergerät mit einem Mikrorechner zur Steuerung mehrerer Einrichtungen (3
bis 10) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Einrichtungen (3 bis 10) über
digitale Ausgänge (DO0 bis DO7) eingeschaltet oder ausgeschaltet werden und
zur Eigenprüfung (Diagnose) des Steuergeräts (1) Signale an den Ausgängen
(DO0 bis DO7) des Steuergeräts (1) auf digitale Eingänge (EDIAG) des
Mikrorechners (2) zurückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgänge
(DO0 bis DO7) des Steuergeräts (1) über einen Parallel-Seriell-Wandler auf
einen gemeinsamen seriellen Eingang des Mikrorechners geschaltet sind.
9. Steuergerät mit einem Mikrorechner zur Steuerung mehrerer Einrichtungen
(3) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Einrichtungen (3) über digitale Ausgänge
(DO0 bis DO7) eingeschaltet oder ausgeschaltet werden und zur Eigenprüfung
(Diagnose) des Steuergeräts (1) Signale an den Ausgängen (DO0 bis DO7) des
Steuergeräts (1) auf digitale Eingänge (EDIAG) des Mikrorechners (2)
zurückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgänge (DO0 bis DO7) des
Steuergeräts (1) über einen Digital- Analog- Wandler auf einen gemeinsamen
analogen Eingang des Mikrorechners (1) geschaltet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904024287 DE4024287A1 (de) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Steuergeraet mit einem mikrorechner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904024287 DE4024287A1 (de) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Steuergeraet mit einem mikrorechner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4024287A1 true DE4024287A1 (de) | 1992-02-06 |
Family
ID=6411382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904024287 Withdrawn DE4024287A1 (de) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Steuergeraet mit einem mikrorechner |
Country Status (1)
Country | Link |
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