DE3407920A1 - Elektronisches steuersystem zur steuerung technischer anlagen und maschinen und steuerverfahren unter dessen verwendung - Google Patents
Elektronisches steuersystem zur steuerung technischer anlagen und maschinen und steuerverfahren unter dessen verwendungInfo
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Description
.19 2 50 J
15.02.1984 Ott/by
Dr. Vetter
Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1
Elektronisches Steuersystem zur Steuerung technischer
Anlagen und Maschinen und Steuerverfahren unter dessen Verwendung
Stand der Technik
15
15
Die Erfindung geht aus von einem Steuersystem nach der Gattung des Hauptanspruchs. Für Verbrennungsmotoren
ist bereits ein elektronisches Steuersystem zur Steuerung des Zündzeitpunktes bekannt, bei dem ein zentraler
Mikroprozessor den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von aktuellen Betriebsbedingungen steuert. In der DE-OS
27 32 471 wird ein solches Steuersystem beschrieben, bei dem der Mikroprozessor mit einem programmierbaren
Festwertspeicher zusammenarbeitet. In diesen Festwertspeicher werden Daten einprogrammiert, die speziell
das jeweils zu steuernde Motormodell repräsentieren. Sind die Daten erst einmal in den Festwertspeicher
eingegeben, so ist das elektronische Steuersystem speziell auf einen bestimmten Motor ausgerichtet. Eine
Anpassung an geänderte Betriebsbedingungen, die beispielsweise eine andere Verknüpfung der Motordaten erfordern,
ist bei diesem bekannten Steuersystem auf einfache Weise nicht möglich. Hierzu muß mit einem verhältnismäßig
hohen Arbeitsaufwand der gesamte Festwert-
speicher neu programmiert werden.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Steuersystem mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß in vielen Fällen eine Anpassung
an geänderte Betriebsbedingungen dadurch erreicht werden kann, daß lediglich einige wenige Adressen oder
Daten im externen Speicher geändert werden. Eine vollständige Umprogrammierung des gesamten Speicherinhaltes
ist in den meisten Fällen nicht erforderlich. Soll beispielsweise eine vorgegebene Verknüpfungsart
- z.B. Addition - mit einer anderen Datengruppe durchgeführt werden, so genügt es, wenn im Adressenfeld
oder im Vektorenfeld die entsprechenden Datenadressen (Zieladressen) geändert werden. Bei dem oben beschriebenen
bekannten Steuersystem müßte dagegen in diesem Fall eine Änderung des Basisprogrammes, welches
im Mikroprozessor abgespeichert ist, vorgenommen werden. Der Programmspeicher des Mikroprozessors
müßte hierzu vom Hersteller des Speicherelementes umprogrammiert werden. Eine kostengünstige Massenherstellung,
die bei dem Mikroprozessor des erfindungsgemäßen Steuersystems möglich ist, kann wegen der oftmals
erforderlichen Änderungen bei dem bekannten Steuersystem nicht erfolgen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
des im Hauptanspruch angegebenen Steuersystems möglich. Es ist vorteilhaft, daa im externen
Speicher enthaltene Datenfeld in ein Konstantenfeld zur Aufnahme kundenspezifischer Konstanten und in
ein Kennlinienfeld zur Aufnahme von Kennlinien -
Stützwerten zu unterteilen. Der Zugriff zu den im Konstantenfeld abgelegten Daten kann dadurch erfolgen,
daß der Mikroprozessor die entsprechende Datenadresse direkt ansteuert oder diese Datenadresse aus
dem Adressenfeld entnimmt. Gleichermaßen kann auch
eine Datenadresse des Kennlinienfeldes vom Mikroprozessor abgefragt werden. In der bevorzugten Ausführungsform
wird jedoch vorgesehen, daß ein im externen Speicher zusätzlich enthaltenes Vektorenfeld zunächst
indirekt über das Adressenfeld adressiert wird.
Die in den einzelnen Adressen des Vektorenfeldes ab- 1^ gelegten Adressen, die auch als Vektoren bezeichnet
werden könnten, weisen dann auf die einzelnen Datenadressen des Kennlinienfeldes hin. Auf diese Weise
kann eine Verknüpfung bestimmter Daten des Kennlinienfeldes durch eine entsprechende Abspeicherung der zugehörigen
Datenadressen im Vektorenfeld erreicht werden. Soll nun eine derartige Verknüpfung mit einer
anderen Datengruppe des Kennlinienfeldes vollzogen werden, so braucht lediglich im Adressenfeld eine andere
Vektoradresse abgelegt zu werden, mit der über das Vektorenfeld der Zugriff zu der gewünschten Datengruppe
im Kennlinienfeld erfolgen kann. Eine Änderung des Programmes im Mikroprozessor ist hierzu nicht erforderlich.
Das Steuervarfahren unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Steuersystems ist im Verfahrensanspruch gekennzeichnet. Das im Mikroprozessor enthaltene Basisprogramm
greift zunächst zu den Anfangsadressen des Adressenfeldes zu. Zunächst werden die dort abgelegten
Speicherinhalte zum Mikroprozessor übertragen, der dann entsprechend dem Inhalt der jeweiligen Anfangsadresse
eine Adresse des Daten- oder Vektorfeldes abfragt, wobei der Inhalt einer Vektoradresse auf
eine Datenadresse des Datenfeldes hinweist. Erst dann erfolgt der Zugriff des Mikroprozessors zu den gewünschten
Datenadressen und den dort abgelegten Daten. So kann beispielsweise über die in dem Vektorfeld abgelegten
Datenadressen eine Adressierung der Kennlinien-Daten des Kennlinienfeldes erfolgen. Bei diesen
Kennliniendaten kann es sich beispielsweise um mehrere Stützwerte einer Kennlinie handeln, wobei zwischen
den Stützwerten eine Interpolation durch den Mikroprozessor erfolgen kann. Die rechnerische Verknüpfung
unterschiedlicher Kennlinien läßt sich auf einfache Weise durch geeignete Adressierung im Adressenfeld
erreichen. Dabei genügt es den Inhalt einer Adresse des Adressenfeldes zu ändern, um auf andere
Kennlinienwerte über das Vektorenfeld zugreifen 2U können.
Selbstverständlich können zur Sicherheit, um nachträglich
eine Erweiterung der kundenspezifischen Motordaten vornehmen zu können, zunächst einige Speicherplätze
im externen Speicher frei bleiben. Durch die erfindungsgemäße Aufteilung des externen Speichers
in ein Adressfeld, ein Vektorenfeld und ein Datenfeld genügt es, eine verhältnismäßig geringe Anzahl von
freien Speicherplätzen vorzusehen, da eine Vielzahl von Änderungen zur Anpassung an geänderte, kundenspezifische
Vorgaben bereits ohne zusätzliche Speicherplätze realisierbar ist.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Blockschaltbild des elektronischen Steuer-
- /5 systems und
Figur 2 die Aufteilung des in Figur 1 dargestellten externen Speichers.
5
5
Beschreibung des Ausführungsbeispieles
Das in Figur 1 dargestellte, vereinfachte Blockschaltbild zeigt einen Mikroprozessor 1 mit einem internen
Speicher 2, der über einen Daten- und Adressbus mit einem externen Speicher 3 und einem zu steuernden
Verbrennungsmotor M in Verbindung steht. Der interne Speicher 2 kann als ROM (reiner Lesespeicher) und der
externe Speicher 3 als EPROM (löschbarer, programmier· barer Speicher) ausgeführt sein.
Das für die Steuerung des Verbrennungsmotors M vorgesehene
Programm und die zugehörigen Daten sind getrennt voneinander gespeichert und zwar so, daß allgemeine
Programmteile im internen Speicher 2 und kundenspezifische Funktionen und motorabhängige Daten
im externen Speicher 3 abgelegt sind. Der interne Speicher 2 und der externe Speicher 3 können jeweils
aus einem Speicherchip bestehen.
Der externe Speicher 3 ist in mehrere Adressen - und Datenfelder unterteilt. Diese Unterteilung kann wie
in Figur 2 angegeben vorgenommen sein.
Der externe Speicher 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in ein Adressenfeld 4, ein Vektorenfeld
5, ein Kennlinienfeld 6 und ein Konstantenfeld 7 unterteilt. Das Kennlinienfeld 6 und das Konstantenfeld
7 bilden gemeinsam das Datenfeld 8.
- JeT -
Alle motor spezifischen Konstanten sind im Konstantenfeld
7 unter festen Datenadressen Dl - Ds abgelegt. Im Kennlinienfeld 6 sind Kennlinienstutzwerte, die
charakteristische Werte von Kennlinien darstellen, unter Datenadressen Cl - Cr gespeichert.
Im Adressenfeld 4 sind unter Anfangsadressen Al - An
Vektoradressen Bl - Bm oder Datenadressen Cl - Cr, Dl - Ds abgelegt. Die Vektoradressen Bl - Bm weisen
auf Speicherplätze des Vektorenfeldes 5 hin, wo insbesondere Datenadressen Cl - Cr des Kennlinienfeldes
6 gespeichert sind.
Die Reihenfolge der zu bearbeitenden Kennlinien, die durch mehrere Kennlinienstutzwerte repräsentiert werden,
wird mittels der im Adressenfeld 4 abgelegten Adressen Bl - Bm bestimmt, die dort unter festen Anfangsadressen
abgelegt sind. Die im Adressenfeld 4 abgelegten Vektoradressen Bl - Bm können auch als
Steuerworte bezeichnet werden, deren Wert jeweils eine Vektoradresse aus dem Vektorenfeld 5 bestimmt.
Über das Vektorenfeld 5 wird dann die entsprechende Gruppe von Kennlinienstützwerten im Kennlinienfeld
adressiert und zum Mikroprozessor 1 zur weiteren Verarbeitung übertragen.
Bei einer Änderung der motorspezifischen Daten und Konstanten genügt es, diese Änderungen lediglich im
externen Speicher 3 zu berücksichtigen. Hierzu kann es ausreichend sein, lediglich den Inhalt einer Anfangsadresse
des Adressenfeldes 4 zu ändern, um dadurch beispielsweise eine vorgegebene Verknüpfungsart mit einer anderen, im Konstentenfeld 7 abgelegten
Konstanten, durchführen zu können. Eine Änderung des im internen Speicher 2 enthaltenen Basisprogramines
ist dabei nicht erforderlich.
Die physikalische Lage des Kennlinienfeldes 6 und des Konstantenfeldes 7 kann sehr einfach über die
zugehörigen Datenadressen und Vektoradressen im Adressenfeld 4 und im Vektorenfeld 5 geändert werden.
Selbst eine Verschiebung innerhalb des.Speicherraumes
ist auf diese Weise sehr einfach möglich.
Soll beispielsweise statt einer Differenzbildung zwischen den Daten X und Y, die unter den Datenadressen
Dl und D2 im Konstantenfeld 7 abgespeichert sind, eine Differenzbildung zwischen den Daten X und Z erfolgen,
so braucht lediglich im Adressenfeld 4 anstelle der Datenadresse D2 unter der entsprechenden Anfangsadresse die Datenadresse D3 gespeichert zu werden.
Sämtliche übrigen Daten sowie das im internen Speicher 2 enthaltene Basisprogramm bleiben dabei unverändert.
Eine entsprechende Anpassung bezüglich der Verknüpfung von Kennlinienwerten kann gleichermaßen
durch eine geeignete Änderung der Datenadressierung im Vektorenfeld 5 erfolgen.
- Leerseite -
Claims (4)
192
R
15.02.1984 Ott/by
Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1
Ansprüche
(l^Elektronisches Steuersystem zur Steuerung technischer
Anlagen und Maschinen, insbesondere zur Steuerung von Verbrennungsmotoren, das einen Mikroprozessor
mit einem internen Speicher für das Basisprogramm und einen kundenspezifischen externen Speicher
enthält, dessen Speicherinhalte vom Mikroprozessor abgefragt werden können, dadurch gekennzeichnet,
daß der externe Speicher (3) ein Adressen- und Datenspeicher ist, der wenigstens ein Adressenfeld
(4), welches entsprechend dem Basisprogramm vom Mikroprozessor (1) angesteuert wird, ein Vektorenfeld
(5) und ein Datenfeld (8) umfaßt, wobei das Adressenfeld (4) Adressen enthält, die auf Vektoradressen
(Bl - Bm) des Vektorenfeldes (5) und/oder auf Datenadressen (Cl -Cr, Dl - Ds) des Datenfeldes
(8) hinweisen, daß im Vektorenfeld (5) Datenadressen abgelegt sind, die auf Datenadressen (Cl - Cr, Dl Ds)
des Datenfeldes (8) hinweisen, und daß im Datenfeld (8) kundenspezifische Daten abgespeichert sind.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im externen Speicher (3) das Datenfeld (8)
in ein Konstantenfeld (7) zur Aufnahme kundenspezifischer Konstanten und in ein Kennlinien-Stützwerte
1J O'Ü-.. O:'VA Q 9 E Λ
enthaltendes Kennlinienfeld (6) unterteilt ist, wobei das Kennlinienfeld (6) über das Vektorenfeld (5) und
das Konstantenfeld (7) direkt über das Adressenfeld (4) adressiert wird.
3. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der externe Speicher (3) ein löschbarer, programmierbarer Speicher ist, der
eine Änderung einzelner Speicherinhalte zuläßt.
4. Steuerverfahren unter Verwendung eines Steuersystems
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisprogramm zunächst
zu Anfangsadressen (Al - An) des Adressenfeldes (4) zugreift und deren jeweiligen Speicherinhalt zum
Mikroprozessor (1) übertragen wird, daß entsprechend dem Inhalt der jeweiligen Anfangsadresse (Al - An)
der Inhalt einer Adresse des Daten- oder Vektorfeldes (8, 5) abgefragt wird, wobei der Inhalt einer Vektoradresse
(Bl - Bm) auf eine Datenadresse (Cl - Cr) hinweist, und daß dann die entsprechenden Daten aus
den auf diese Weise abgefragten Datenadressen (Cl - Cr) im Mikroprozessor (1) verarbeitet werden.
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