Beschreibung

Titel Steuervorrichtung

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, insbesondere eine Endstufenvorrichtung eines Kraftfahrzeugsteuergerätes.

In Kraftfahrzeugen werden vielfältige Prozesse durch Mikroprozessoren gesteuert. Typischerweise geben die Mikroprozessoren jedoch Signale mit geringem Pegel aus. Die zu steuernden Einrichtungen benötigen jedoch teilweise große Ströme oder hohe Spannungen. Eine Transformation der geringen Signalpegel auf die höheren Signalpegel wird durch Endstufen erreicht. Zweckmäßigerweise werden die Endstufen möglichst räumlich nahe bei den zu steuernden Einrichtungen angeordnet. Hingegen erweist es sich als zweckmäßig, die steuernden Mikroprozessoren an einem oder wenigen zentralen Orten in dem Kraftfahrzeug anzuordnen. Die Signalübertragung zwischen dem Mikroprozessor und einer Endstufe erfolgt zweckmäßigerweise über eine unidirektionale Datenübertragungsstrecke. Eine solche Datenübertragungsstrecke ist z.B. in der DE 19733748 Al und der DE 10228905 Al beschrieben.

In dem Fahrzeug existieren vielfältige elektrische Störfelder, die das zu übertragende Signal während der übertragung verfälschen können. Ein Mechanismus, eine fehlerhafte übertragung auf Seite der Endstufe zu erkennen, bedient sich redundanter Daten, die mit dem Signal übertragen werden. Die Endstufe kann dann anhand der Quersumme oder Parität des übertragenden Signals bestimmen, ob eine fehlerhafte übertragung vorliegt oder die Integrität des übertragenden Datenblocks gewahrt ist.

Die Datenübertragung zwischen dem Mikroprozessor und der Endstufe erfolgt mit einer hohen Datenübertragungsrate. Bei einer fehlerhaften übertragung ist es nicht zweckmäßig die übertragung anzuhalten und den fehlerhaft übertragenen Datenblock erneut zu senden. Die DE 19733748 Al schlägt diesbezüglich vor, die übertragung auch im Falle

einer fehlerhaften übertragung eines einzelnen Datenblocks weiter fortzusetzen. Die Endstufe soll in diesem Fall den vormals eingestellten Ausgangszustand beibehalten, bis die nächste korrekte übertragung eines Datenblocks erfolgt.

Dieses Verfahren und die zugehörige Vorrichtung führen bei manchen zu steuernden Einrichtungen zu Fehlverhalten, da hohe Signalpegel zu lange an diesen anliegen können.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bzw. das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 6 weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass selbst bei fehlerhafter Datenübertragung keine unzulässig langen Signalpegel an dem Ausgang der Steuervorrichtung anliegen.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung weist eine Empfangseinrichtung, eine Ausgangsstufe, eine überprüfungseinrichtung und eine Rückstelleinrichtung auf. Die Empfangseinrichtung dient zum Empfangen wenigstens eines Datenblocks mit Steuerbefehlen aus einem Datenbus, die Ausgangsstufe zum Ausgeben eines Ausgangssignals an- sprechend auf die Steuerbefehle, die überprüfungseinrichtung zum Ausgeben eines

Fehlersignals, wenn der wenigstens eine empfangene Datenblock fehlerhaft ist und/oder innerhalb einer vorbestimmten Zeit kein Datenblock empfangen wird, und die Rückstelleinrichtung zum Rückstellen der Ausgangsstufe in einem vordefinierten Zustand, wenn die überprüfungseinrichtung das Fehlersignal ausgibt.

Der vordefinierte Zustand ist so gewählt, dass zumindest die Ausgänge mit einem möglicherweise kritischen Signalpegel auf einen niedrigen Signalpegel gesetzt werden. Hierbei kann der vordefinierte Zustand auch unter Berücksichtigung des im Moment anliegenden Signalpegels an der Ausgangsstufe ausgewählt werden.

Die Ausgangsstufe kann eine einzelne Ausgangsleitung mit einem zugehörigen Ausgangssignal aufweisen oder eine Mehrzahl von solchen Ausgangsleitungen.

Die überprüfungseinrichtung überprüft den Datenblock anhand einer Plausibilitätsprü- fung, z.B. mit Hilfe von redundanten Daten, wie Paritybits. Die vorbestimmte Zeit kann entsprechend der Taktungsrate des verwendeten übertragungskanals gewählt werden.

Die Empfangseinrichtung kann zum Empfangen von Datenblöcken aus einem Mikrose- kundenbus eingerichtet sein, in den z.B. ein Mikroprozessor seine Steuersignale einspeist. Bei einem Auftreten eines fehlerhaft empfangenen Datenblocks kann es vorteilhaft sein, das Fehlersignal über einen Rückkanal durch eine Ausgangseinrichtung aus- zugeben.

Ferner kann die Steuervorrichtung einen integrierten Datenspeicher aufweisen, der zum Abspeichern der vordefinierten Zustände eingerichtet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, Datenblöcke mit Steuerbefehlen über einen Datenbus zu empfangen, Ausgangssignale einer Ausgangsstufe entsprechend den Steuerbefehlen festzulegen, die Integrität des empfangenen Datenblocks mit einer Cl- berprüfungseinrichtung zu überprüfen und die Ausgangsstufe in einem vordefinierten Zustand zurückzustellen, wenn die Integrität des empfangenen Datenblocks als nicht gegeben festgestellt wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und von Figuren erläutert. In den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsvorrichtung, die an einen Mikroprozessor angeschlossen ist, und

Fig. 2 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform zum Betreiben der Steuervorrichtung in Fig. 1.

Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist nicht einschränkend für den Umfang der Erfindung, der durch die Ansprüche festgelegt ist.

In Fig. 1 ist ein Mikroprozessor 2 und mindestens eine Endstufe 1, z.B. einer Kfz- Steuervorrichtung dargestellt. Der Mikroprozessor 2 weist eine Ausgabeschnittstelle 20 auf. Die Ausgabeschnittstelle kann die Steuerbefehle parallel ausgeben. Falls die Anzahl der physikalischen übertragungsleitungen möglichst gering gehalten werden soll, ist eine serielle Datenübertragung zweckmäßiger. Die Daten werden entsprechend einem vorbestimmten Datenübertragungsprotokoll in einzelne Datenblöcke zerlegt und übertra- gen. Ein solches Datenübertragungsprotokoll kann z.B. ein Mikrosekundenbusprotokoll sein.

Die Endstufe 1 weist eine dem gewählten übertragungsprotokoll entsprechende Empfangseinrichtung 10 auf. Die übertragung zwischen der Ausgabeschnittstelle 20 und der Empfangseinrichtung 10 der Endstufe 1 erfolgt unidirektional. Die Ausgangsschnittstelle ist somit als reiner Ausgang und die Eingangseinrichtung als reiner Eingang konzipiert. Hierdurch wird der Aufwand für die Realisierung dieser Einrichtungen verglichen zu einer bidirektionalen Kommunikation und den dafür notwendigen Einrichtungen gering gehalten.

Die Empfangseinrichtung 10 ist intern in der Endstufe 1 mit der Ausgangsstufe 13 ver- bunden. Die Ausgangsstufe 13 ist typischerweise eine gängige Verstärkerschaltung. Das Ausgangssignal 104 der Ausgangsstufe wird an eine zu steuernde Einrichtung angelegt, z.B. ein Ventil.

Das empfangene Datenpaket wird von der Empfangseinrichtung 10 zugleich an eine überprüfungseinrichtung 11 weitergeleitet. Diese überprüfungseinrichtung 11 bestimmt, ob das empfangene Datenpaket während der übertragung verfälscht wurde, d.h. die Integrität des Datenpakets nicht gewahrt blieb.

Hierbei können verschiedenste überprüfungsverfahren angewandt werden. Eine Mög- lichkeit besteht darin, zusätzlich zu dem Datenpaket redundante Daten zu übertragen. Ein redundantes Datum kann z.B. die Quersumme des Datenblocks sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein sogenanntes Paritybit mit zu übertragen, das die Parität des Datenblocks angibt. Wird durch die überwachungseinrichtung bestimmt, dass die Datenübertragung fehlerhaft ist, gibt die überwachungseinrichtung 11 ein Fehlersignal 111 aus. Dieses Fehlersignal 111 steuert eine Rückstelleinrichtung 12, die einen in ihr gespeicherten vorbestimmten Zustand an die Ausgabestufe 13 ausgibt. Die Ausgabestufe 13 liest den vorbestimmten Zustand ein und legt einen Signalpegel an ihrem Ausgang als Ausgangssignal 104 an, der diesen vorbestimmten Zustand entspricht, anstelle des fehlerhaft übertragenen Datenblockes.

Falls einzelne Datenpakete nicht übermittelt werden oder gar keine übermittelt werden entspricht dies im Prinzip auch einer fehlerhaften Datenübertragung. Prüfmechanismen erkennen auch ein solches Ausbleiben der Datenpakete.

Die überwachungseinrichtung 11 kann das Fehlersignal oder ein dem Fehlersignal entsprechendes überwachungssignal 110 über eine Ausgabeeinrichtung 14 und einen Rückkanal 200 an den Mikroprozessor 2 oder eine andere Einrichtung weiterleiten.

Eine Variante des vorhergehenden Ausführungsbeispiels weist eine Rückstelleinrichtung 12 mit einem Datenspeicher auf, in dem mehr als nur ein vorbestimmter Zustand abgespeichert ist. Die Auswahl des auszugebenden vorbestimmten Zustandes ist abhängig von dem Zustand oder dem Ausgangssignal 104 der Ausgangsstufe 13.

Die Ausgangsstufeneinrichtung 13 kann mehrere einzelne Ausgangsstufen aufweisen. Den einzelnen Ausgangsstufen kann ein einzelnes Bit oder eine Bitgruppe des Datenblocks zugewiesen sein. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die einzelnen Aus- gangsstufen nacheinander sequentiell durch aufeinanderfolgende Datenblöcke anzusprechen.

In Fig. 2 ist als Flussdiagramm schematisch der Ablauf eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Datenblöcke werden sequentiell von dem Mikroprozessor oder der Steuervor- richtung übertragen. Nachdem ein einzelner solcher Datenblock übertragen wird (Sl), wird dieser durch die Empfangseinrichtung der Endstufe empfangen (S2). Die Prüfeinrichtung überprüft den Datenblock auf Integrität (S3). Wird bei der überprüfung erkannt, dass der Datenblock fehlerhaft ist (S4), wird die Endstufe in einen vordefinierten Zustand gesetzt (S5). Die Endstufe gibt dann ein Ausgangssignal aus, das dem vordefinierten Zustand entspricht (S6). Ergibt sich bei der überprüfung des empfangenen Datenblocks, dass dieser richtig übertragen wurde, gibt die Ausgangsstufe der Endstufe ein dem Datenblock entsprechendes Ausgangssignal aus (S7).