DE3730568A1

DE3730568A1 - Circuit for monitoring for faults during the processing of measurement signals in a motor vehicle

Info

Publication number: DE3730568A1
Application number: DE19873730568
Authority: DE
Inventors: Rainer Rossberg
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1987-09-11
Filing date: 1987-09-11
Publication date: 1989-03-23

Abstract

The invention relates to a circuit of the simplest possible design for monitoring measurement signals when they are subjected to processing or other conversion or transformation on their transmission path from the measurement point within a motor vehicle to a digital microprocessor, so that the necessary safety is ensured when the motor vehicle is moving. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Fehlerüberwa chung bei der Bearbeitung von Meßsignalen in einem Kraftfahrzeug mit mindestens einem dem Meßsignalgeber nachgeschalteten Analog/ Digital-Wandler.The invention relates to a circuit arrangement for fault monitoring chung when processing measurement signals in a motor vehicle with at least one analogue / downstream of the measuring signal transmitter Digital converter.

Obgleich die Erfindung innerhalb eines Kraftfahrzeuges mehrere An wendungsmöglichkeiten finden kann, ist ihre Anwendung bei einer sog. E-Gasanlage von besonderem Interesse, die in einer eigenen Firmenschrift mit dem Titel: "Querschnitt" 4, (März 1981), Seite 6, als Blockschaltbild wiedergegeben ist. In dieser E-Gasanlage wirkt das Gaspedal des Kraftfahrzeuges mit einem Sollwertgeber zu sammen, der entsprechend der Winkelstellung des Gaspedals analog elektrische Meßsignale zu einem elektronischen Regler, z. B. zu einem Mikrocontroller überträgt. Dem elektronischen Regler ist ein Stellglied nachgeschaltet, von dem in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Reglers eine Drosselklappe betätigt wird. An dem Stellglied ist eine zum elektronischen Regler zurücklaufen de Leitung angeschlossen, über die zur Kontrolle eine Spannung als Rückmeldung der jeweils von der Drosselklappe einzunehmenden Posi tion zum Regler geleitet wird. Although the invention can find several possible uses within a motor vehicle, its use in a so-called e-gas system is of particular interest, which is in a separate company publication entitled "Cross-section" 4, (March 1981), page 6, as a block diagram is reproduced. In this E- gas system, the accelerator pedal of the motor vehicle interacts with a setpoint generator which, in accordance with the angular position of the accelerator pedal, has analog electrical measurement signals to an electronic controller, e.g. B. transmits to a microcontroller. An actuator is connected downstream of the electronic controller and a throttle valve is actuated as a function of the output signals of the controller. A line returning to the electronic controller is connected to the actuator, via which a voltage is fed to the controller as a feedback as feedback of the position to be taken by the throttle valve.

Während die Meßsignale des Sollwertgebers in analoger Form vorlie gen, enthält der elektronische Regler einen Digital-Mikroprozes sor, dem die Meßsignale in digitaler Form zugeführt werden müssen. Zur Wandlung der vom Sollwertgeber kommenden analogen Meßsignale in digitale Signale werden Analog/Digital-Wandlerbausteine benutzt, die einen üblichen Analog/Digital-Wandler enthalten.While the measurement signals from the setpoint generator are available in analog form gen, the electronic controller contains a digital microprocess sensor to which the measurement signals must be supplied in digital form. For converting the analog measurement signals coming from the setpoint device Analog / digital converter modules are used in digital signals, which contain a conventional analog / digital converter.

Um aus Sicherheitsgründen einen die Meßsignale verändernden appa rativen Fehler während der Fahrt des Kraftfahrzeuges unmittelbar erfassen zu können, damit der sie verarbeitende Mikrocontroller passend zu reagieren in der Lage ist, werden die analogen Meßsi gnale zwei parallel geschalteten, in ihrem Aufbau übereinstimmen den Analog/Digital-Wandlerbausteinen zugeführt, deren Ausgangssi gnale von einem Komparator auf Übereinstimmung überprüft werden. Bei der Wahrnehmung einer Ungleichheit gibt der Komparator an den Mikrocontroller ein Fehlersignal aus, von dem das fehlerhafte Arbeiten eines der beiden Analog/Digital-Wandlerbausteine ange zeigt wird.To an appa changing the measurement signals for security reasons Ratative errors while driving the motor vehicle immediately to be able to record so that the microcontroller processing them is able to react appropriately, the analog Meßsi gnale two connected in parallel, agree in their structure fed to the analog / digital converter modules, the output si signals are checked by a comparator for agreement. If an inequality is perceived, the comparator gives the Microcontroller an error signal from which the faulty Work one of the two analog / digital converter modules shows.

Durch den Einbau zweier parallel geschalteter Analog/Digital- Wandlerbausteine erhöht sich bei der Herstellung der apparative Gesamtaufwand am Kraftfahrzeug. Obgleich wegen der üblichen Seri enfertigung solcher Analog/Digital-Wandlerbausteine die Neigung groß ist, zwei derartige Bausteine parallel zu schalten und so zu betreiben, bleibt doch zu bedenken, daß dann innerhalb ihrer durchschnittlichen Lebensdauer tatsächlich zwei Analog/Digital- Wandlerbausteine verbraucht werden.By installing two parallel analog / digital Converter modules increases in the manufacture of the apparatus Total effort on the motor vehicle. Although because of the usual Seri manufacturing such analog / digital converter modules is great to connect two such modules in parallel and so too operate, it remains to be considered that then within their average lifespan actually two analog / digital Converter modules are consumed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den apparativen Aufwand einer Schaltungsanordnung zur Fehlerüberwachung bei der Bearbeitung der einem Mikrocontroller zuzuführenden Meßsignale zu verringern. The invention has for its object the apparatus Effort of a circuit arrangement for error monitoring at the Processing of the measurement signals to be fed to a microcontroller to reduce.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei mit den selben Meßsignal- und Bezugssignalquellen verbundene Analog-Multi plexer gleichzeitig durch Steuersignale des Mikrocontrollers in der Weise schaltbar sind, daß abwechselnd der eine Analog-Multi plexer die Meßsignale und zugleich der andere Analog-Multiplexer die Bezugssignale und der eine Analog-Multiplexer die Bezugssigna le und zugleich der andere Analog-Multiplexer die Meßsignale zu einem weiteren Analog-Multiplexer hin ausgibt, der gemeinsam mit einem dem weiteren Analog-Multiplexer nachgeschalteten Analog/Di gital-Wandler ansteuerbar ist.The object is achieved in that two with the Analog Multi connected to the same measurement signal and reference signal sources plexer simultaneously by control signals from the microcontroller in are switchable in such a way that the one analog multi plexer the measurement signals and at the same time the other analog multiplexer the reference signals and the one analog multiplexer the reference signals le and at the same time the other analog multiplexer to the measurement signals outputs another analog multiplexer, which together with an analog / Di connected downstream of the further analog multiplexer gital converter is controllable.

In Weiterbildung der Erfindung können zur Vereinfachung der Schaltungsanordnung der weitere Analog-Multiplexer und der Ana log/Digital-Wandler, sowie ihre Steuereinheit Bestandteile des Mikrocontrollers sein.In a further development of the invention, the Circuit arrangement of the further analog multiplexers and the Ana log / digital converter, as well as its control unit components of the Be microcontrollers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und wird im folgenden in Verbindung mit der einzigen Figur ausführlich erläutert, die die wesentlichen Schaltungskomponenten zeigt. An embodiment of the invention is shown in the drawing represents and is in the following in connection with the single figure explains in detail the essential circuit components shows.

Ein mit dem Gaspedal des Kraftfahrzeuges gekuppelter Sollwertge ber (nicht gezeigt) stellt eine von vier Quellen E ₁ bis E ₄ von Meßsignalen in Form analoger Spannungen dar, die über Leitungen 10 bis 13 an vier Eingangsklemmen von zwei nebeneinander angeord neten Analog-Multiplexern 14 und 15 angelegt werden. An vier wei teren Eingangsklemmen der Analog-Multiplexer 14 und 15 werden über Leitungen 16 bis 19 gesonderte Bezugssignale in Form von ana logen Spannungen angelegt, die von Quellen U ₁ bis U ₄ geliefert werden, die Abzweigpunkte einer mit einer Versorgungsspannung und gespeisten Spannungsteilerkette mit fünf ohmschen Widerständen 20 sind.A with the accelerator pedal of the motor vehicle Sollwertge ber (not shown) represents one of four sources E ₁ to E ₄ of measurement signals in the form of analog voltages, which are connected via lines 10 to 13 to four input terminals of two side-by-side analog multiplexers 14 and 15 can be created. At four further input terminals of the analog multiplexers 14 and 15 , separate reference signals in the form of analog voltages are supplied via lines 16 to 19 , which are supplied by sources U ₁ to U ₄ , the branch points of a supply voltage and a voltage divider chain fed by five ohmic resistors 20 are.

Diese Analog-Multiplexer 14 und 15 bilden sog. elektronische Mehr fachschalter, die in Abhängigkeit von einem ihrer Schalt- oder Adressierklemme zugeleiteten Schaltsignal sowohl die vier Quellen E ₁ bis E ₄ (oder dievier Quellen U ₁ bis U ₄) an ihren vier Aus gangsklemmen anschließen als auch die jeweils vier anderen Quel len U ₁ bis U ₄ (oder die vier anderen Quellen E ₁ bis E ₄) abtrennen. Die vier Ausgangsklemmen des Analog-Multiplexers 14 sind durch je eine Leitung mit vier Eingangsklemmen P ₁ bis P ₄ eines internen Multiplexers 21 und die vier Ausgangsklemmen des Analog-Multiple xers 15 durch je eine Leitung mit vier weiteren Eingangsklemmen P ₅ bis P ₈ des internen Multiplexers 21 direkt verbunden. Der in terne Multiplexer 21 weist folglich acht Eingangsklemmen P ₁ bis P ₈, aber nur eine Ausgangsklemme auf, die durch eine Leitung di rekt mit der Eingangsklemme eines Analog/Digital-Wandlers 22 ver bunden ist. Ferner verfügt auch er über eine Schalt- oder Adres sierklemme, der aus einer Steuereinheit 23 Schaltsignale zugelei tet werden, mit deren Hilfe nacheinander direkt die acht Eingangs klemmen P ₁ bis P ₈ des internen Multi plexer 21 an die eine Eingangsklemme des Analog/Digital-Wand lers 22 angeschlossen werden, dem von der Steuereinheit 23 eben falls direkt Schaltsignale zuführbar sind.These analog multiplexers 14 and 15 form so-called. Electronic multiple switches, which, depending on one of their switching or addressing terminal supplied switching signal, both the four sources E ₁ to E ₄ (or the four sources U ₁ to U ₄ ) at their four output terminals connect and also disconnect the four other sources U ₁ to U ₄ (or the four other sources E ₁ to E ₄ ). The four output terminals of the analog multiplexer 14 are each through a line with four input terminals P ₁ to P _{4 of} an internal multiplexer 21 and the four output terminals of the analog multiplexer 15 are each through a line with four further input terminals P ₅ to P _{8 of} the internal Multiplexers 21 connected directly. The internal multiplexer 21 consequently has eight input terminals P ₁ to P ₈ , but only one output terminal, which is connected via a line directly to the input terminal of an analog / digital converter 22 . Furthermore, it also has a switching or addressing terminal, which is supplied with switching signals from a control unit 23 , with the aid of which the eight input terminals P ₁ to P _{8 of} the internal multiplexer 21 are successively connected directly to one input terminal of the analog / digital Wand lers 22 are connected, which can be fed directly from the control unit 23 if switching signals.

Das Ergebnis der Analog/Digital-Wandlung im Analog/Digital-Wand ler 22 wird in Form elektrischer digitaler Signale über ein Kabel, das durch einen Pfeil 25 angedeutet ist, in einen Digital-Mikro prozessor (nicht gezeigt) eines Mikrocontrollers 28 eingegeben, von dem über weitere Kabel (Pfeile 26 und 27) Steuer- bzw. Schalt signale in ihrer wahren bzw. invertierten Form an die Steuerein heit 23 bzw. an die Analog-Multiplexer 14 und 15 ausgegeben wer den. Wie beachtet sei, ist der Schalt- oder Adressierklemme des Analog-Multiplexers 14 ein Inverter 24 unmittelbar vorgeschaltet, während an der Schalt- oder Adressierklemme des anderen Analog- Multiplexers 15 ein derartiger Inverter (Negator) fehlt; daher können zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nur Schaltsignale entge gengesetzter Polung, also ein wahres und ein komplementäres Schaltsignal an den Schalt- oder Adressierklemmen der beiden Ana log-Multiplexer 14 und 15 anliegen, wie durch die Symbole PD 1 und angedeutet ist. Arbeitsweise Der Mikrocontroller 28 legt über ein Kabel (Pfeil 27) und einen Port 30 auf eine von mehreren Steuerleitungen 31 getaktete Steu ersignale, deren Polung abwechselt, also in einer abwechselnd wah ren und komplementären Form, so daß in einem gegebenen Augenblick entweder die vier Quellen E ₁ bis E ₄ des Sollwertgebers an die vier Eingangsklemmen P ₁ bis P ₄ und die vier Quelle U ₁ bis U ₄ der Spannungsteilerkette an die vier Eingangsklemmen P ₅ bis P ₈ des in ternen Multiplexers 21 oder die vier Quellen E ₁ bis E ₄ des Soll wertgebers an die vier Eingangsklemmen P ₅ bis P ₈ und die vier Quellen U ₁ bis U ₄ der Spannungsteilerkette an die vier Eingangs klemmen P ₁ bis P ₄ des internen Multiplexers 21 angeschlossen wer den.The result of the analog / digital conversion in the analog / digital converter 22 is entered in the form of electrical digital signals via a cable, which is indicated by an arrow 25 , into a digital microprocessor (not shown) of a microcontroller 28 that via further cables (arrows 26 and 27 ) control or switching signals in their true or inverted form to the control unit 23 or to the analog multiplexers 14 and 15 who the. As should be noted, the switching or addressing terminal of the analog multiplexer 14 is directly connected with an inverter 24 , while such an inverter (negator) is missing from the switching or addressing terminal of the other analog multiplexer 15 ; Therefore, only switching signals of opposite polarity, ie a true and a complementary switching signal, can be present at the switching or addressing terminals of the two analog multiplexers 14 and 15 at a given time, as indicated by the symbols PD 1 and. Mode of operation The microcontroller 28 puts on a cable (arrow 27 ) and a port 30 to a clocked by a plurality of control lines 31 control signals whose polarity alternates, that is, in an alternately true and complementary form, so that at a given moment either the four sources E ₁ to E _{4 of} the setpoint generator to the four input terminals P ₁ to P ₄ and the four sources U ₁ to U _{4 of} the voltage divider chain to the four input terminals P ₅ to P _{8 of} the internal multiplexer 21 or the four sources E ₁ to E ₄ of the setpoint generator to the four input terminals P ₅ to P ₈ and the four sources U ₁ to U _{4 of} the voltage divider chain to the four input terminals P ₁ to P _{4 of} the internal multiplexer 21 who the.

Durch aufeinanderfolgendes Vergleichen der an den Eingangsklemmen P ₁ bis P ₄ erscheinenden Signale mit den zugleich an den Eingangs klemmen P ₅ bis P ₈ erscheinenden Signalen läßt sich ständig die richtige Funktion aller Eingangsleitungen, sowie der beiden Ana log-Multiplexer 14 und 15 überwachen. Die von den Quellen U ₁ bis U ₄ der Spannungsteilerkette abwechselnd an die Eingangsklemmen P ₁ bis P ₄ und P ₅ bis P ₈ angelegten Bezugssignale werden am Ausgang des Analog/Digital-Wandlers 22 in konstanten Zeitabständen auf ihre Konstanz hin überprüft, um auf diese Weise Fehler innerhalb des internen Multiplexers 21 und des diesem nachgeschalteten Ana log/Digital-Wandlers 22 erkennen zu können.By successively comparing the signals appearing at the input terminals P ₁ to P ₄ with the signals appearing at the input terminals P ₅ to P ₈ , the correct function of all input lines and the two analog multiplexers 14 and 15 can be monitored continuously. The reference signals applied alternately by the sources U ₁ to U _{4 of} the voltage divider chain to the input terminals P ₁ to P ₄ and P ₅ to P ₈ are checked for their constancy at constant intervals at the output of the analog / digital converter 22, in order to ensure that they are the same Way to recognize errors within the internal multiplexer 21 and this downstream analog / digital converter 22 .

Um den Aufbau der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung zu ver einfachen, sind der interne Multiplexer 21, der Analog/Digital- Wandler 22, die Steuereinheit 23, der Port 30, die Kabel (Pfeile 25 bis 27) und zum Teil die Steuerleitungen 31 vorzugsweise Be standteile des Mikrocontrollers 28, wie in der einzigen Figur dargestellt ist.In order to simplify the construction of the circuit arrangement according to the invention, the internal multiplexer 21 , the analog / digital converter 22 , the control unit 23 , the port 30 , the cables (arrows 25 to 27 ) and in part the control lines 31 are preferably Be Components of the microcontroller 28 , as shown in the single figure.

Claims

1. Circuit arrangement for error monitoring during the processing of measurement signals in a motor vehicle with at least one analog / digital converter connected downstream of the measurement signal transmitter, characterized in that two with the same measurement signal and reference signal sources ( E ₁ to E ₄ and U ₁ to U ₄ ) connected analog multiplexers ( 14, 15 ) can be switched simultaneously by control signals (PD 1 and) in such a way that an ana log multiplexer ( 14 ) alternates the measurement signals and at the same time the other ana log multiplexer ( 15 ) the reference signals and the one analog multiplexer ( 14 ) outputs the reference signals and at the same time the other analog multiplexer ( 15 ) outputs the measurement signals to a further analog multiplexer ( 21 ) which, together with one of the further analog multiplexers ( 21 ) Analog / digital converter ( 22 ) can be controlled. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that to simplify the structure of the circuit arrangement of the further analog multiplexer ( 21 ) and the analog / Digi tal converter ( 22 ), and their control unit ( 23 ) components of the microcontroller ( 28 ) are.