DE19650828A1

DE19650828A1 - Testing equipment for examination of control device for engine of motor vehicle

Info

Publication number: DE19650828A1
Application number: DE1996150828
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr Schulte
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-12-07
Filing date: 1996-12-07
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2016-12-08
Also published as: DE19650828B4; ITMI972648A1; FR2756944B1; FR2756944A1; IT1296813B1

Abstract

The testing equipment (5) tests a control device which processes data in a normal mode, examines the data on plausibility before the processing, and changes in response to the examination into an error mode, in which the implausible data are replaced through substitute data. The testing equipment produces test data, which are processed by the control device (1), and receives further data, which are processed by the control device, whereby the test data determined by the testing equipment are plausible to the further data.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Steuergerät nach der Gat tung des unabhängigen Patentanspruchs. Es sind bereits Prüf geräte zur Überprüfung von Steuergeräten bekannt, wobei die Steuergeräte die anliegenden Daten auf Plausibilität unter suchen. In Abhängigkeit von dieser Untersuchung auf Plausi bilität werden ggf. unplausible Daten durch Ersatzdaten er setzt. Um das Steuergerät zu überprüfen muß dabei verhindert werden, daß das Steuergerät mit den Ersatzdaten rechnet. Dies wird dadurch erreicht, daß im Prüfgerät eine Abfolge von Testdaten gespeichert ist, die aus mitgeschriebenen Da ten bei einer realen Betriebssituation des Steuergeräts be steht. Bei einem Steuergerät zur Verwendung in einem Kraft fahrzeug kann dies beispielsweise dadurch erfolgen, indem alle Daten einer Testfahrt mitgeschrieben werden.The invention is based on a control device according to the Gat tion of the independent claim. They are already testing known devices for checking control units, the Control units check the pending data for plausibility search. Depending on this investigation on Plausi If necessary, implausible data will be replaced by replacement data puts. To check the control unit must be prevented be that the control unit calculates with the replacement data. This is achieved by a sequence in the test device of test data is saved, which from recorded Da in a real operating situation of the control unit stands. For a control device for use in a force vehicle can do this, for example, by all data of a test drive are recorded.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Prüfgerät mit den kennzeichnenden Merk malen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß dem zu überprüfenden Steuergerät weitere Daten vorgegeben werden können und dann das Prüfgerät die dazu passenden plausiblen Prüfdaten zur Verfügung stellt. Es kön nen somit einzelne Funktionen des Steuergerätes gezielt un tersucht werden. Da die so erzeugten Prüfdaten immer plausi bel zu den weiteren Daten sind, wird verhindert, daß das Steuergerät in den Fehlermodus umschaltet, bei dem ein Teil der Daten durch Ersatzdaten ersetzt wird. Es kann somit jede Funktion des Steuergeräts überprüft werden, ohne daß dadurch ein Umschalten in den Fehlermodus erfolgt.The test device according to the invention with the characteristic note paint the independent claim has the Advantage that the control device to be checked has more data can be specified and then the tester to do so provides suitable plausible test data. It can NEN single functions of the control unit targeted be searched. Since the test data generated in this way is always plausible bel to the other data, it is prevented that Control unit switches to the fault mode, in which a part the data is replaced by replacement data. Anyone can Function of the control unit can be checked without this a switchover to the error mode takes place.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unab hängigen Patentanspruch angegebenen Prüfgerät möglich. Die Plausibilität der Prüfdaten wird besonders einfach durch ei nen Vergleich mit den weiteren Daten ermittelt. Der Aus tausch der Prüfdaten zwischen dem Prüfgerät und dem Steuer gerät erfolgt besonders einfach durch eine serielle Schnitt stelle, die insbesondere nach dem Can-Protokoll ausgelegt ist. Das Prüfgerät simuliert dabei eine Vielzahl von weite ren Steuergeräten, die zur Zusammenarbeit mit dem zu prüfen den Steuergerät vorgesehen sind. Ein universelles Prüfgerät wird insbesondere durch die Verwendung eines Microprozessors zur Abarbeitung eines Programms geschaffen. Dieses Programm kann besonders einfach aus dem Programm des Steuergeräts zur Erzeugung der Ersatzdaten abgeleitet werden. Dies erfolgt dadurch, daß durch Invertieren aus dem Programm zur Erzeu gung der Ersatzdaten das Programm des Prüfgeräts gebildet wird.By the measures listed in the subclaims advantageous further developments and improvements of the unab dependent test device possible. The Plausibility of the test data is made particularly easy by ei comparison with the other data. The end Exchange of test data between the test device and the control device is particularly easy due to a serial cut place that is designed in particular according to the Can protocol is. The test device simulates a wide range ren control units that are used to cooperate with the the control unit are provided. A universal testing device is particularly through the use of a microprocessor created for the execution of a program. This program can be particularly easy from the program of the control unit Generation of replacement data can be derived. this happens in that by inverting from the program to generate the program of the test device is formed becomes.

drawings

Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigen die Fig. 1 ein Prüfgerät, das mit einem Steuergerät verbunden ist, Fig. 2 ein Steuergerät, das über ein Bussystem mit weiteren Steuergeräten verbunden ist und Fig. 3 den Ablauf eines Programms des Steuergeräts.Embodiment of the invention are illustrated in the drawings and he explained in more detail in the following description. 1, there is shown in FIGS. A test apparatus that is connected to a control unit, Fig. 2, a control device that is connected via a bus system to further control units, and Fig. 3 shows the flow of a program of the control unit.

description

In der Fig. 1 wird ein Steuergerät 1 gezeigt welches einen Rechnerteil 2 und eine Schnittstelle 3 aufweist. Das Steuer gerät 1 weist weitere Eingänge 8 auf. Die Schnittstelle ist zur Kommunikation über einen Datenbus 4 ausgelegt. Die Schnittstelle 3 ist über den Datenbus 4 mit einer Schnitt stelle 6 eines Prüfgeräts 5 verbunden. Weiterhin weist das Prüfgerät 5 einen Rechnerteil 7 und weitere Eingänge 8 auf.In FIG. 1, a control device 1 is shown having a computer part 2 and an interface 3. The control device 1 has further inputs 8 . The interface is designed for communication via a data bus 4 . The interface 3 is connected via the data bus 4 to an interface 6 of a testing device 5 . Furthermore, the test device 5 has a computer part 7 and further inputs 8 .

Das Prüfgerät 5 und das Steuergerät 1 weisen hier jeweils einen Rechnerteil 2, 7 und eine Schnittstelle 3, 6 auf. Bei dem Rechnerteil 2, 7 handelt es sich um einen Mikroprozessor samt der dazugehörigen Schaltungen wie beispielsweise Spei cherelementen. Die Schnittstellen 3, 6 dienen dazu um über den Bus 4 einen Datenaustausch zwischen dem Steuergerät 1 und dem Prüfgerät 5 zu ermöglichen.The test device 5 and the control device 1 each have a computer part 2 , 7 and an interface 3 , 6 . The computer part 2 , 7 is a microprocessor together with the associated circuits such as memory elements. The interfaces 3 , 6 serve to enable data exchange between the control device 1 and the test device 5 via the bus 4 .

Bevor das Prüfgerät 5 näher beschrieben wird, wird zunächst in den Fig. 2 und 3 die Funktionsweise des Steuergerätes dargestellt.Before the test device 5 is described in more detail, the mode of operation of the control device is first shown in FIGS. 2 and 3.

In der Fig. 2 wird wieder das Steuergerät 1 gezeigt, wobei es in der Fig. 2 jedoch über den Bus 4 mit zwei weiteren Steuergeräten 20, 30 verbunden ist. Jedes dieser weiteren Steuergeräte weist eine Schnittstelle 21, 31 und einen Rech nerteil 22, 32 auf. Weiterhin weisen auch die weiteren Steu ergeräte 20, 30 zusätzliche Eingänge 8 auf an denen Daten anliegen können.In FIG. 2, the controller 1 is shown again, wherein it is connected in FIG. 2, however, via the bus 4 further comprising two control units 20, 30. Each of these further control devices has an interface 21 , 31 and a computing nerteil 22 , 32 . Furthermore, the further control devices 20 , 30 also have additional inputs 8 on which data can be present.

Der Verbund mehrerer Steuergeräte, wie er in der Fig. 2 ge zeigt wird, ist für die Steuerung komplexer Vorgänge, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeugen auftreten, vorgesehen. Bei dem Steuergerät 1 kann es sich beispielsweise um ein Mo torsteuergerät handeln, das den Zündzeitpunkt errechnet. Bei dem weiteren Steuergerät 20 kann es sich beispielsweise um eine Steuerung für die Drosselklappe des Motors handeln, für den das Steuergerät 1 den Zündzeitpunkt berechnet. Das wei tere Steuergerät 30 kann beispielsweise eine Steuerung für ein Automatikgetriebe sein. Bei einem derartigen Verbund von Steuergeräten werden dann über den Bus 4 Daten ausgetauscht um die Zusammenarbeit der Steuergeräte 1, 20, 30 zu koordinie ren. Das Steuergerät 1 kann beispielsweise an seinen Eingän gen 8 Informationen über die Drehzahl N und die Last L mit der der Motor belastet wird einlesen. Diese Daten sollten dann auch von dem Steuergerät 20 für die Drosselklappenstel lung berücksichtigt werden. Das Steuergerät 20 liest wieder um an seinem Eingang 8 weitere Daten ein, berechnet aus der Drehzahl N, der Last L und den weiteren Daten den Drossel klappenwinkel α und übermittelt den Drosselklappenwinkel α über die Schnittstelle 21 und dem Bus 4 an das Steuergerät 1, die diesen Winkel bei der Berechnung des Zündzeitpunktes berücksichtigt. Vor der Berechnung dieses Zündzeitpunktes werden jedoch vom Steuergerät 1 alle Daten auf ihre Plausi bilität hin untersucht. Dies wird in der Fig. 3 darge stellt.The combination of several control units, as it is shown in FIG. 2, is intended for the control of complex processes, such as occur in motor vehicles, for example. The control unit 1 can, for example, be a motor control unit that calculates the ignition timing. The further control device 20 can be, for example, a control for the throttle valve of the engine, for which the control device 1 calculates the ignition timing. The white control unit 30 can be, for example, a controller for an automatic transmission. In such a combination of control devices, data is then exchanged via the bus 4 in order to coordinate the cooperation of the control devices 1 , 20 , 30. The control device 1 can, for example, provide information on the speed N and the load L with which the inputs 8 have its inputs The motor loaded is read in. This data should then also be taken into account by the control unit 20 for the throttle valve position. The control unit 20 reads in further data at its input 8 , calculates the throttle valve angle α from the speed N, the load L and the further data and transmits the throttle valve angle α to the control unit 1 via the interface 21 and the bus 4 this angle is taken into account when calculating the ignition timing. Before calculating this ignition timing, however, all data are checked for their plausibility by control unit 1 . This is shown in Fig. 3 Darge.

In der Fig. 3 wird stark vereinfacht ein Ablaufdiagramm für die Berechnung des Zündzeitpunktes dargestellt. In einem er sten Programmblock 51 erfolgt der Aufruf des Programm-Moduls das die Berechnung des Zündzeitpunktes vornimmt. In einem darauffolgenden Programmschritt 52 wird dann überprüft, ob sich das Steuergerät 1 im normalen Modus oder im Fehlermodus befindet. Dazu wird ein entsprechender Eintrag in einem Speicher im Steuergerät 1 abgefragt. Zunächst wird davon ausgegangen, daß sich das Steuergerät im Normalmodus befin det, so daß auf den Programmblock 52 der Programmblock 53 folgt. Im Programmblock 53 werden die Daten auf Plausibili tät überprüft. Im vorliegendem Beispielsfall besteht das darin, daß die Drehzahl N, die Last L des Motors und der Drosselklappenwinkel α miteinander verglichen werden. Dieser Betrachtung liegt zugrunde, daß diese drei Werte in bestimm ten Grenzen nicht unabhängig voneinander sind. Beispielswei se kann bei Vollast des Motors die Drehzahl nicht 0 sein. Wenn die Prüfung im Programmblock 53 ergibt, daß alle Daten zueinander plausibel sind, erfolgt daraufhin der Programm schritt 54, indem mit den so überprüften Daten ein Ergebnis, in diesem Fall einen Wert für den Zündzeitpunkt berechnet wird. Auf den Programmblock 54 folgt dann das Ende des Pro grammoduls im Programmblock 55. Wenn sich bei der Überprü fung der Daten im Programmblock 53 herausstellt, daß die Da ten nicht plausibel sind, so wird ein entsprechender Eintrag in dem dafür vorgesehenen Speicherplatz vorgenommen und in den Programmblock 52 zurückgesprungen. Da nun das Steuerge rät im Fehlermodus arbeitet, folgt auf den Programmblock 52 der Programmblock 56, bei dem Ersatzdaten ermittelt werden. Wenn beispielsweise festgestellt wird, daß die Werte für den Drosselklappenwinkel α unsinnig d. h. nicht plausibel sind, so werden Ersatzwerte für diesen Drosselklappenwinkel α er zeugt. Dies kann beispielsweise unter Berücksichtigung der Drehzahl N und der Last L erfolgen, indem in Abhängigkeit von diesen Werten ein Ersatzwert für den Winkel α berechnet wird. Dies kann auch in Form eines Kennfeldes geschehen, in dem bei der Programmierung des Steuergeräts Durchschnitts werte für den Winkel α in Abhängigkeit von der Last L und der Drehzahl N gemessen wurden. Das Steuergerät 1 errechnet dann mit diesem Ersatzwert für den Drosselklappenwinkel α der Drehzahl N und der Last L im Programmblock 57 ein Ergeb nis, d. h. einen Wert für den Zündzeitpunkt. Dieser Wert kann dabei bei bestimmten Betriebszuständen von dem Wert abwei chen, der im Programmblock 54 berechnet worden wäre, so daß der Motor nicht mehr im optimalen Arbeitspunkt betrieben wird. Der Ersatzwert sollte jedoch so gewählt sein, daß zu mindest eine ausreichende Funktion des Motors sichergestellt wird. Es kann so sichergestellt werden, daß auch bei einem Teilausfall des in der Fig. 2 gezeigten Systems noch eine befriedigende Steuerfunktion ausgeübt werden kann. Derartige Reservefunktionen in einem Fehlermodus können durchaus 50% der Software eines Steuergerätes ausmachen, da eine Vielzahl von unterschiedlichen Teilausfällen des Systems berücksich tigt werden müssen. Problematisch ist dabei, daß aufgrund dieser Reservefunktionen im Fehlermodus die Überprüfung ei nes Steuergeräts ausgesprochen erschwert wird. Wenn in dem entsprechenden Speicher für ein bestimmtes Programmodul der Fehlermodus gespeichert wird, so läßt sich bei einer Über prüfung des Steuergeräts 1 der Normalmodus, der in der Fig. 3 durch die Abfolge der Programmblöcke 52 bis 55 gegeben ist, nicht mehr überprüfen. Wenn also ein einzelnes Steuer gerät 1, das zum Betrieb in einem Steuergeräteverbund mit mehreren weiteren Steuergeräten 20, 30 vorgesehen ist, über prüft werden soll, so müssen alle für den Betrieb des Steu ergeräts 1 notwendigen Daten zueinander plausibel vorgegeben werden. Dies wird durch das Prüfgerät nach der Fig. 1 er möglicht.A flow diagram for the calculation of the ignition timing is shown in a highly simplified manner in FIG. 3. In a first program block 51 , the program module is called up which calculates the ignition timing. In a subsequent program step 52 , it is then checked whether control unit 1 is in normal mode or in error mode. For this purpose, a corresponding entry in a memory in control unit 1 is queried. First, it is assumed that the control unit is in normal mode, so that program block 52 is followed by program block 53 . In program block 53 , the data are checked for plausibility. In the present example, this consists in comparing the speed N, the load L of the engine and the throttle valve angle α. This consideration is based on the fact that these three values are not independent of one another within certain limits. For example, the speed cannot be 0 when the engine is at full load. If the check in program block 53 shows that all the data are plausible to one another, then program step 54 takes place in which a result, in this case a value for the ignition timing, is calculated with the data checked in this way. Program block 54 is then followed by the end of the program module in program block 55 . If it turns out during the checking of the data in program block 53 that the data are not plausible, a corresponding entry is made in the storage space provided for this purpose and the program jumps back to program block 52 . Since the control unit now operates in error mode, program block 52 is followed by program block 56 , in which replacement data are determined. If, for example, it is determined that the values for the throttle valve angle α are nonsensical, ie not plausible, substitute values for this throttle valve angle α are generated. This can be done, for example, taking into account the speed N and the load L by calculating a substitute value for the angle α as a function of these values. This can also be done in the form of a map in which average values for the angle α were measured as a function of the load L and the speed N when the control device was programmed. The control unit 1 then uses this replacement value for the throttle valve angle α, the speed N and the load L in the program block 57 to produce a result, ie a value for the ignition timing. This value can deviate in certain operating states from the value that would have been calculated in program block 54 , so that the motor is no longer operated at the optimum operating point. The substitute value should, however, be chosen so that at least an adequate function of the motor is ensured. It can thus be ensured that even in the event of a partial failure of the system shown in FIG. 2, a satisfactory control function can still be carried out. Such reserve functions in a fault mode can make up 50% of the software in a control unit, since a large number of different partial failures of the system have to be taken into account. The problem here is that due to these reserve functions in error mode, the checking of a control unit is extremely difficult. If the error mode is stored in the corresponding memory for a specific program module, the normal mode, which is given in FIG. 3 by the sequence of the program blocks 52 to 55 , can no longer be checked when the control unit 1 is checked. Thus, if a single control apparatus 1 for operation in a control unit network with a plurality of other control units 20, 30 is provided to be checked, so must all for the operation of STEU ergeräts 1 to each other necessary data are given plausible. This is made possible by the test device according to FIG. 1.

Das in der Fig. 1 gezeigte Prüfgerät 5 ist so ausgebildet, daß es über den Bus 4 mit dem zu überprüfenden Steuergerät 1 verbunden ist. Das Prüfgerät 5 erhält weiterhin alle Daten, die auch das Steuergerät 1 für die Überprüfung der Plausibi lität der Daten erhält. Im vorliegenden Beispiel der Berech nung des Zündzeitpunktes aus der Drehzahl N, der Last L und dem Drosselklappenwinkel α ist es dann so, daß dem Prüfge rät 5 auch die Drehzahl N und die Last L zugeführt werden. In Abhängigkeit von diesen beiden Werten errechnet das Prüf gerät 5 dann einen plausiblen Drosselklappenwinkel α und schickt ihn über den Bus 4 an das Steuergerät 1. Dem Steuer gerät 1 werden die Drehzahl N und die Last L an den Eingän gen 8 zur Verfügung gestellt. Dem Prüfgerät 5 werden diese Werte entweder ebenfalls an den Eingängen 8 zur Verfügung gestellt, oder diese Daten werden dem Prüfgerät 5 über den Bus 4 vom Steuergerät 1 gesandt.The test device 5 shown in FIG. 1 is designed such that it is connected via the bus 4 to the control device 1 to be checked. The test device 5 also receives all the data that the control device 1 also receives for checking the plausibility of the data. In the present example of the calculation of the ignition timing from the speed N, the load L and the throttle valve angle α, it is then that the Prüfge advises 5 and the speed N and the load L are supplied. Depending on these two values, the test device 5 then calculates a plausible throttle valve angle α and sends it to the control device 1 via the bus 4 . The control device 1 , the speed N and the load L at the inputs gene 8 are provided. The testing device 5 are also provided, these values either at the inputs 8 available, or this data is sent to the testing device 5 via the bus 4 from the control device. 1

Wenn nun das Steuergerät 1 hinsichtlich der Berechnung des Zündzeitpunktes untersucht werden soll, so wird das Steuer gerät 1 über den Bus 4 mit dem Prüfgerät 5 verbunden. Der Prüfer kann dann an den Eingängen 8 Werte für die Drehzahl N und die Last L vorgeben, wobei dann vom Prüfgerät 5 plausi ble d. h. dazu passende Werte für den Drosselklappenwinkel α errechnet und dem Prüfgerät 1 zur Verfügung gestellt werden. Der Prüfer kann somit beliebige Werte für die Drehzahl N bzw. die Last L an das Steuergerät 1 anlegen ohne dabei be fürchten zu müssen in den Fehlermodus zu gelangen. Es kann somit auf einfache Weise die normale Funktion des Steuerge räts 1 überprüft werden.If the control device 1 is now to be examined with regard to the calculation of the ignition timing, the control device 1 is connected to the test device 5 via the bus 4 . The tester can then specify values for the rotational speed N and the load L at the inputs 8 , the plausible device 5 then calculating suitable values for the throttle valve angle α and making them available to the tester 1 . The tester can thus apply any values for the speed N or the load L to the control unit 1 without fear of being in error mode. The normal function of the control unit 1 can thus be checked in a simple manner.

Da das Prüfgerät 5 einen Rechnerteil 7 aufweist, wird das Prüfgerät die Prüfdaten, im hier diskutierten Beispiel den Drosselklappenwinkel α, besonders einfach mittels eines Pro gramms errechnen. Dieses Programm kann dabei einfach aus dem Programmblock 56 bestehen, wie er in der Fig. 3 beschrieben wird, d. h. der Programmteil der im Steuergerät 1 zur Ermitt lung von Ersatzdaten verwendet wird kann im Prüfgerät 5 zur Ermittlung der Prüfdaten herangezogen werden. Das Programm für das Prüfgerät 5 kann somit vergleichsweise einfach aus dem Programm für das Steuergerät 1 ermittelt werden. Wenn das Steuergerät 1, wie dies in der Fig. 2 dargestellt wird mit mehreren verschiedenen weiteren Steuergeräten 20 und 30 verwendet wird ist natürlich auch das Programm des Prüfgerä tes 5 entsprechend komplex aufgebaut. Dabei bleibt jedoch der Grundsatz bestehen, daß das Programm des Prüfgeräts durch Ableitung aus dem Programm des Steuergeräts 1 ermit telt werden kann. Dies erfolgt dadurch, daß durch Invertie ren aus dem Programm zur Erzeugung der Ersatzdaten das Pro gramm des Prüfgeräts gebildet wird.Since the test device 5 has a computer part 7 , the test device will calculate the test data, in the example discussed here, the throttle valve angle α, particularly simply by means of a program. This program can simply consist of the program block 56 as described in FIG. 3, ie the program part which is used in the control unit 1 for the determination of replacement data can be used in the test device 5 for determining the test data. The program for the test device 5 can thus be determined comparatively easily from the program for the control device 1 . If the control device 1 , as shown in FIG. 2, is used with several different further control devices 20 and 30 , the program of the test device 5 is of course also correspondingly complex. However, the principle remains that the program of the test device can be determined by derivation from the program of the control device 1 . This is done in that the program of the test device is formed by Invertie ren from the program for generating the replacement data.

Claims

1. tester ( 5 ) for checking a control unit ( 1 ) where the control unit ( 1 ) processes data in a normal mode and examines the data for plausibility before processing and, depending on the examination, changes to an error mode in which the Implausible data are replaced by replacement data, characterized in that the test device ( 5 ) generates test data which are processed by the control device ( 1 ), that the test device ( 5 ) receives further data which are also processed by the control device ( 1 ), and that the test data determined by the test device ( 5 ) are plausible for the further data.

2. Testing device according to claim (1), characterized in that the plausibility of the test data is determined by at least at least one test date with at least one date and the white older data is compared.

3. Test device according to claim (1) or (2), characterized in that the test device ( 5 ) has a serial interface ( 6 ) and that the test data can be sent through the interface ( 6 ) to the control device ( 1 ).

4. Test device according to claim (3), characterized in that the interface ( 6 ) is designed for data transmission according to the Can protocol.

5. Test device according to claim (1) to (4), characterized in that the test device ( 5 ) mulates further control device ( 20 , 30 ), which are seen to cooperate with the control device ( 1 ).

6. Test device according to one of the preceding claims, characterized in that the test device ( 5 ) has a computer part ( 7 ) for processing a program for generating the test data, and that this program is a program of the control device ( 1 ) for generating replacement data speaks accordingly.