Verfahren zur Variantencodierunσ bei mehreren miteinander vernetzten Steuergeräten und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Variantencodierung bei mehreren miteinander vernetzten Steuergeräten nach der Gattung des Hauptanspruchs und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens. Aus der DE-OS 36 16 455 sind Steuergeräte für Verbrennungsmotoren bekannt, die einen Speicher aufweisen, in denen motorspezifische Daten für unterschiedliche Motoren eingespeichert sind. In Abhängig¬ keit vom jeweils verwendeten Motor werden die zu diesem Motor ge¬ hörenden Daten vom Prozessor ausgewählt und für die Steuerung des Motors verwendet. Dabei wird dem Prozessor der jeweilige Motortyp über ein Codierelement mitgeteilt. Als Codierelement können Schal¬ ter, Widerstände oder Brücken zwischen Leitungen eingesetzt werden. Das Codierelement kann im Steuergerät oder außerhalb des Steuer¬ geräts angebracht sein.

Weiterhin ist es aus der DE-PS 35 06 118 bekannt, Steuergeräte die unterschiedliche Vorgänge in einem

Kraftfahrzeug wie Zündungs-, Einspritzungs-, Bremsungs- und Schal¬ tungsvorgänge auslösen, jeweils mit einer Schnittstelle zu versehen und mit Hilfe von Datenleitungen miteinander zu vernetzen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Ξauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei vielen Steuer¬ geräten, die später z.B. in einem Kraftfahrzeug miteinander vernetzt werden, eine getrennte Codierung entfallen kann. Damit sind alle Vorteile des geringeren Produktionsaufwandes, der geringeren Fehler¬ anfälligkeit und der Einsparung von Herstellungskosten verbunden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich beim Kundendienst, da dort beim Austausch einzelner Steuergeräte die Einstellarbeiten auf eine be¬ stimmte Variante des Steuergerätes entfallen können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist zur Ein¬ gabe von Variantenkennungen an ein bestimmtes Gerät des Steuer¬ geräteverbundes ein externes Programmiergerät anzuschließen und die Variantenkennungen von dem externen Programmiergerät an das Steuer¬ gerät zu übertragen. Dies kann dann in vorteilhafter Weise am Band- ende der Produktion des speziellen Steuergerätes oder am Bandende der Produktion eines Kraftfahrzeuges, in welches das Steuergerät mit weiteren Steuergeräten eingebaut wird, geschehen.

Somit kann dieser Vorgang automatisiert stattfinden und es entsteht kein Aufwand bezüglich der Lagerhaltung beim Kraftfahrzeug¬ hersteller. Weiterhin vorteilhaft ist es, bei Inbetriebnahme des SteuergerateVerbundes die Übertragung der Variantenkennungen vom speziellen Steuergerät zu den weiteren Steuergeräten durchzuführen. Dort ist meist sowieso eine Initialisierungsphase bei den einzelnen Steuergeräten vorgesehen, in die die notwendigen Programmschritte einfach eingebaut werden können.

Für ein Steuergerät, welches eine Variantenkennung über ein externes Bussystem von einem weiteren Steuergerät empfängt, ist es vorteil¬ haft, daß der Mikroprozessor die abgespeicherte Variantenkennung einliest, und ihr Adressdaten zuordnet, die wie ein Zeiger auf die¬ jenigen Speicherbereiche wirken, in denen die Programm- und/oder Be¬ triebsdaten der entsprechenden Variante abgelegt sind. Bei jedem Zugriff zu diesen Daten kann dann eine einfache Adressrechnung unter Verwendung der zuvor zugeordneten Daten durchgeführt werden.

Zur Übertragung der Variantenkennungen ist es vorteilhaft, als ex¬ ternes Programmiergerät ein Diagnosegerät zu verwenden und dieses an eine Diagnoseschnittstelle des Steuergerätes anzuschließen. Damit kann die Übertragung der Variantenkennungen dann von dem externen Diagnosegerät einfach während eines sowieso erforderlichen Diagnose¬ vorgangs durchgeführt werden.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar¬ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen Figur 1 ein erstes Beispiel für einen Steuergerateverbünd mit einem über Diagnoseschnittstellen an ein Steuergerät anschlie߬ baren externen Programmiergerät; Figur 2 ein zweites Beispiel für einen Steuergeräteverbund mit einem über Busschnittsteilen an ein Steuergerät anschließbaren externen Programmiergerät; Figur 3 eine mögliche Speichereinteilung eines Motorsteuergerätes; Figur 4 ein Struktogramm für ein Programm zur Abarbeitung von einem externen Programmiergerät; Figur 5 ein Struktogramm für ein Programm zur Ab¬ arbeitung von einem Steuergerät, das die Variantenkennungen von dem externen Programmiergerät empfängt; Figur 6 ein Struktogramm für ein Programm zur Abarbeitung von einem Steuergerät, das die Varianten¬ kennungen an die weiteren Steuergeräte absendet und Figur 7 ein Struktogramm für ein Programm zur Abarbeitung von einem Steuergerät, welches die abgesendeten Variantenkennungen empfängt.

Beschreibung der Erfindung

Der Steuergeräteverbund nach Figur 1 besteht aus einem Motorsteuer¬ gerät 10, einem Getriebesteuergerät 11, einem Klimasteuergerät 12 und einem Kombinationssteuergerät 13. Alle Steuergeräte besitzen je einen Mikroprozessor 20, einen RAM-Baustein 23 und eine Busschnitt¬ stelle 24. Alle Steuergeräte sind mit Datenleitungen 25 miteinander vernetzt. Alle Steuergeräte enthalten jeweils einen ROM-Baustein 15, 16, 17, 18, in dem die steuergerätespezifischen Daten und Programme abgespeichert sind. Die ROM-Bausteine sind vorzugsweise als EPROM ausgeführt. Das Steuergerät 13 enthält zusätzlich einen ROM-Baustein 19. In diesen sind Daten wie z.B. der Kilometerstand während des Betriebes des Steuergerätes 13 einschreibbar. Der ROM-Baustein 19 ist daher vorzugsweise als EEPROM ausgeführt. Das Steuergerät 13 ist

zusätzlich mit einer Diagnoseschnittstelle 26 ausgestattet. An diese ist vorzugsweise zu Testzwecken beim Kundendient oder am Bandende bei der Produktion des Kraftahrzeuges ein externes Diagnosegerät 14 mit Hilfe von Leitungen anschließbar. Das Diagnosegerät 14 besitzt eine Eingabemöglichkeit über eine Tastatur 27, einen Mikroprozessor 28, einen Speicher 29 und ebenfalls eine Diagnoseschnittstelle 26.

In dem ROM-Baustein 15 des Motorsteuergerätes 10 sind sämtliche motorspezifischen Daten und/oder Programme gespeichert. Für unter¬ schiedliche gesetzliche Bestimmungen in verschiedenen Ländern wie z.B. bei der Abgasregelung oder unterschiedliche Benzinqualitäten oder unterschiedliche Motortypen mit verschiedenen Motorleistungen, etc. sind in dem ROM-Baustein 15 einige Datensätze und/oder Programmteile in verschiedenen Varianten abgelegt. In dem ROM-Bau¬ stein 16 des Getriebesteuergerätes 11 sind die getriebespezifischen Daten und/oder Programme abgespeichert. Auch für diesen Speicher¬ baustein gilt, daß in ihm Datensätze und/oder Programmteile für ver¬ schiedene Getriebetypen abgelegt sind. In dem ROM-Baustein 17 des Klimasteuergerätes 12 sind ebenfalls die Daten und/oder Programme für Klimaanlagen in unterschiedlichen Varianten abgelegt. Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal für ein Klimasteuergerät 12 ist z.B. die Kompressorleistung der zu steuernden Klimaanlage. In dem ROM-Baustein 18 des Kombinationssteuergerätes 13 sind ebenfalls Varianten von fahrzeug- und/oder gerätetypischen Daten und/oder Pro¬ grammen abgelegt. Da das Kombinationssteuergerät 13 auch eine An¬ zeige für Fahrerinfor ationen steuern kann, sind hier z.B. unter¬ schiedliche Datensätze für die Geschwindigkeitsanzeige in km/h oder mph, für die Drehzahlanzeige U/min oder rp , etc. erforderlich.

Die Steuergeräte 10 bis 13 können Daten untereinander austauschen. Dies geschieht mit Hilfe der Schnittstellen 24 und den Daten¬ leitungen 25. Durch die Schnittstellen 24 und die Datenleitungen 25 wird ein Bussystem definiert. Ein übliches Bussystem zur Vernetzung von Steuergeräten in Kraftfahrzeugen ist z.B. das CAN-BusSystem. Bei diesem werden in den jeweiligen Steuergeräten Kommunikationsobjekte für bestimmte Daten im Speicher eingerichtet. Jedes Kommunikations- objekt ist in die drei Abschnitte Identifizier-, Kontroll- und Datensegment untergliedert. In das Identifiziersegment wird eine Information eingespeichert, die den Inhalt einer Botschaft (z.B. Motordrehzahl) kennzeichnet und beim Senden die Dringlichkeit der Botschaft bestimmt. In dem Kontrollsegment werden protokollabhängige und botschaftsspezifische Informationen (wie Anzahl der zu über¬ tragenden Daten, Datenrichtung, etc.) eingespeichert. In dem Daten¬ segment werden dann die zu sendenden oder empfangenen Daten ge¬ speichert. Empfängt ein Steuergerät eine Botschaft vom Bus, so ver¬ gleicht das Steuergerät den Identifizierer der empfangenen Botschaft mit den Informationen in den Identifiziersegmenten der im Speicher vorhandenen Kommunikationsobjekte. Liegt mit einem Kommunikations- objekt eine Übereinstimmung vor, so werden die mit der Botschaft übertragenen Daten vom Steuergerät übernommen.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß das Kombinationssteuergerät 13 Variantenkennungen an die übrigen Steuergeräte 10, 11, 12 ab¬ sendet. Dazu ist in jedem der übrigen Steuergeräte 10, 11, 12 ein Kommunikationsobjekt für eine Variantenkennung eingerichtet. In dem KombinationsSteuergerät 13 sind dann mehrere Kommunikationsobjekte für die einzelnen Variantenkennungen der Steuergeräte eingerichtet.

In Figur 2 ist der gleiche Steuergeräteverbund wie in Figur 1 dar¬ gestellt. Im Unterschied zu Figur 1 ist das externe Diagnosegerät 14 aber nicht über eine Diagnoseschnittstelle 26 mit dem Steuergerät 13 verbindbar, sondern über die Busschnittstelle 24 im Diagnosegerät 14 und den Datenleitungen 25. Die Diagnoseschnittstelle 26 kann dann sowohl beim Steuergerät 13 als auch beim Diagnosegerät 14 entfallen.

Die Figur 3 zeigt beispielhaft eine mögliche Speicheraufteilung für den ROM-Baustein 15 des Motorsteuergerätes 10. Dabei ist für den ROM-Baustein 15 der Adressbereich $0000 bis $A000 vorgesehen. In dem Adressbereich von $000 bis $FFF sind die Programmdaten für den Motortyp 1 abgespeichert. In dem Adressbereich von $1000 bis $1FFF sind die Betriebsdaten für den Motortyp 1 sprich Kenn¬ linien/Kennfelder abgespeichert. Im Adressbereich von $2000 bis $2FFF sind die Programmdaten und von $3000 bis $3FFF die Betriebs¬ daten für den Motortyp 2 abgespeichert. Die Programmdaten für den Motortyp 3 sind im Adressbereich von $4000 bis $4FFF und die Betriebsdaten von $5000 bis $5FFF abgespeichert. Der restliche Speicherbereich von $6000 bis $9FFF kann z.B. mit Daten für weitere Motortypen oder mit Daten für verschiedene Benzinqualitäten etc. belegt sein. Die Speicheraufteilung in dieser Form ist keineswegs zwingend, es können z.B. die Programmdaten für alle Motortypen gleich sein und nur die Betriebsdaten unterschiedlich abgespeichert sein. Ebenfalls ist es möglich, äquivalente Daten oder Datensätze jeweils hintereinander für alle verschiedenen Varianten im Speicher abzulegen und die Speicheraufteilung nicht in unterschiedliche Blöcke einzuteilen. Die Speicheraufteilung ist beispielhaft nur für das Motorsteuergerät 10 dargestellt, sie kann in ähnlicher Form auch für die weiteren Steuergeräte 11, 12, 13 gelten.

Das Struktogramm in Figur 4 soll die Übertragung der Varianten¬ kennungen an das Kombinationssteuergerät 13 durch das externe Pro¬ grammiergerät 14 verdeutlichen. Nach der Verbindung des externen Programmiergerätes 14 mit dem Steuergerät 13 wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, wird das Programm in dem Programmschritt 30 ge¬ startet. Nach ersten Initialisierungs- und Testroutinen gelangt das Programm in einen Eingabemodus, in dem das Gerät eine Bedienperson dazu auffordert, die Variantenkennungen für die Steuergeräte 10 bis 13 einzugeben. Im Programmschritt 31 wird die Variantenkennung für das Kombinationssteuergerät 13 eingegeben. In den Programmschritten 32 bis 34 werden dann die Variantenkennungen für das Klima¬ steuergerät 12, das Getriebesteuergerät 11 und das Motorsteuergerät 10 eingegeben. Diese Variantenkennungen werden dann in den Programm- schritten 35 bis 38 an die Steuergeräte 10 bis 13 abgesendet. An¬ schließend können weitere Testroutinen wie z.B. die Überprüfung der Speicherinhalte durch Ausgabe der entsprechenden Daten von dem ange¬ schlossenen Steuergerät 13 abgearbeitet werden. Das Programm endet mit dem Programmschritt 39.

Das Struktogramm nach Figur 5 zeigt den Ablauf der Datenübertragung vom externen Programmiergerät 14 zum Kombinationssteuergerät 13 seitens des Steuergerätes 13. Nach dem Aufruf des Programms im Pro¬ grammschritt 40 wird abgefragt, ob eine Kennung VK0SG für das

Kombinationssteuergerät 13 empfangen wurde. Falls ja, wird diese Kennung im Programmschritt 42 in den EEPROM-Baustein 19 des Steuer¬ gerätes 13 eingeschrieben. Falls nein, wartet das Programm so lange, bis die Kennung VKOSG empfangen wurde. In analoger Form werden im Steuergerät 13 diese Abfragen und Abspeicherungen für die Varianten¬ kennungen VKLSG, VGSG und VMSG der weiteren Steuergeräte 12, 11 und 10 durchgeführt. Nach Beendigung des Programms in Programmschritt 49 sind alle Variantenkennungen dauerhaft im EEPROM-Baustein 19 ge¬ speichert.

Die Figur 6 betrifft ein erfindungsgemäßes Struktogramm für einen Programmteil des Steuergerätes 13, der für die Initialisierungsphase des SteuergeräteVerbundes, die durch Drehen des Zündschlüssels in Stellung "Ein" eingeleitet wird, vorgesehen ist. Nach dem Aufruf dieses Programmschrittes wird im Programmschritt 51 die Varianten¬ kennung VKOSG für das Kombinationssteuergerät 13 aus dem EEPROM-Bau¬ stein 19 gelesen und im Programmschritt 52 im RAM-Baustein 23 abge¬ speichert. Im Programmschritt 53 wird die Variantenkennung VKLSG aus dem EEPROM-Baustein 19 gelesen und im Programmschritt 54 an das Klimasteuergerät 12 gesendet. In gleicher Weise werden die Varianteninformationen des Getriebesteuergerätes 11 und des Motor¬ steuergerätes 10 in den Programmschritten 55 und 57 gelesen und in den Programmschritten 56 und 58 an die jeweiligen Steuergeräte ge¬ sendet. Der Programmteil endet mit dem Programmschritt 59.

Das Struktogramm von Figur 7 ist für einen Programmteil zur Ab¬ arbeitung vom Mikroprozessor 20 des Motorsteuergerätes 10 vorge¬ sehen. Nach dem Programmstart 68 wird im Programmschritt 69 geprüft, ob die Variantenkennung VMSG für das Steuergerät 10 schon empfangen wurde. Ist dies nicht der Fall, wird die Abfrage wiederholt. Wurde die Variantenkennung VMSG schon empfangen, so wird sie im Programm¬ schritt 70 im RAM-Baustein 23 abgespeichert. Dieser Programmschritt kann auch entfallen, sofern die Schnittstelle 24 beim Empfang der Variantenkennung diese sowieso schon im RAM-Baustein 23 abspeichert. Im Programmschritt 71 liest der Mikroprozessor 20 die Varianten¬ kennung aus dem RAM-Speicher 23. Nachfolgend findet eine erste Ab¬ frage 72 statt. Darin wird verglichen, ob die Variantenkennung VMSG mit der Variantenkennung für den Motortyp 1 übereinstimmt. Ist dies der Fall, so wird im Programmschritt 74 die Datensegmentadresse des Steuergerätes 10 auf den Wert $1000 gesetzt und im Programmschritt 77 das für diesen Motortyp vorgesehene Programm ab Adresse $0000 gestartet.

In entsprechender Form wird bei Ungleichheit der Variantenkennung mit der Variantenkennung für den Motortyp 1 in Abfrage 73 überprüft, ob die Variantenkennung VMSG mit der Variantenkennung für den Motor¬ typ 2 übereinstimmt. Ist dies der Fall, so wird im Programmschritt 75 die Datensegmentadresse des Steuergerätes 10 auf den Wert $3000 gesetzt und im Programmschritt 78 das für diesen Motortyp vorge¬ sehene Programm ab Adresse $2000 gestartet. Andernfalls wird im Pro¬ grammschritt 76 die Datensegmentadresse auf den Wert $5000 gesetzt und im Programmschritt 79 das für diesen Motortyp vorgesehene Pro¬ gramm ab Adresse $4000 gestartet.

Die Abfragen in diesem Programmteil sind nur beispielhaft für drei verschiedene Motortypen dargestellt. Sind mehrere Motortypen für das Steuergerät 10 vorgesehen, so können die Abfragen beliebig erweitert sein. Der Programmteil muß auch nicht nur während der Initiali¬ sierungsphase abgearbeitet werden, sondern es ist z.B. auch möglich, wenn die Speicheraufteilung derart ist, daß nur ein Programm für alle verschiedenen Motortypen vorgesehen ist und lediglich die Daten für die verschiedenen Motortypen unterschiedlich sind, das Programm nach der Initialisierungsphase zu starten und die Abfragen vor jedem Zugriff zu den Daten des Speicher durchzuführen.

Die im Ausführungsbeispiel beschriebene Möglichkeit der Einstellung einer Variante eines Steuergerätes mit Hilfe einer einzigen Variantenkennung pro Steuergerät ist ebenfalls nicht die einzig mög¬ liche. Es können genausogut mehrere Variantenkennungen für ein Steuergerät vorgesehen sein. Diese müßten dann hintereinander über¬ tragen werden. Andererseits ist es aber auch möglich, daß das Kom¬ binationssteuergerät 13 eine Varinatenkennung an alle ange¬ schlossenen Steuergeräte absendet. Diese kann dann z.B. eine fahr¬ zeugspezifische Information enthalten und für alle Steuergeräte gül¬ tig sein. Ebenfalls ist es möglich, daß aus Sicherheitsgründen die Variantenkennungen nicht nur einfach sondern mehrfach hintereinander zu den Steuergeräten übertragen werden. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es ebenfalls möglich, von dem Steuergerät 13 ganze Kennlinien/Kennfelder in gleicher Weise an verschiedene Steuergeräte zu übertragen. Die Datenübertragung über ein CAN-BusSystem ist nicht zwingend erforderlich, es kann auch ein anderes für die Datenüber¬ tragung im KfZ geeignetes Bussystem verwendet werden. Außerdem ist der Einsatz des Verfahrens nicht nur auf Steuergerätverbundnetzwerke in Kraftfahrzeugen beschränkt, sondern das Verfahren kann auch bei anderen Steuergeräteverbundnetzwerken wie z.B. bei der Proze߬ steuerung

eingesetzt werden. Eine weitere Abwandlung des Verfahrens ist, daß die Variantenkennungen nicht von einem externen Programmiergerät an das zentrale Steuergerät 13 übertragen werden, sondern dem Steuer¬ gerät 13 mittels Schaltereinheiten oder Codierwiderständen diese Variantenkennungen in herkömmlicher Form zuzuführen. Von dort aus können dann die Varianten wieder wie im erfindungsgemäßen Verfahren an die einzelnen Steuergeräte übertragen werden. Außerdem ist es möglich, die Übertragung der Variantenkennungen zu den Steuergeräten nicht jedesmal bei Inbetriebnahme der Steuergeräte durchzuführen, sondern einmalig bei der ersten Inbetriebnahme der Steuergeräte durchzuführen und die Variantenkennungen in den Speicherbaustein der jeweiligen Steuergeräte abzuspeichern, wobei die Informationen dauerhaft abgespeichert werden. Dazu ist z.B. der Einsatz eines EEPROM-Bausteins in jedem der Steuergeräte erforderlich.