DE4315494C1 - Anordnung und Verfahren zur Programmierung wenigstens eines Kfz-Steuergeräts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Programmierung wenigstens eines Kfz-Steuergeräts nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.

Die DE 36 24 456 A1 offenbart ein elektronisches System für ein Kraftfahrzeug mit mehreren elektronischen Steuerge­ räten für verschiedene Aggregate. Dabei enthalten die Steuergeräte, die zu mehreren gleichartigen Aggregaten gehören entsprechend unterschiedliche Programmschritte und Festgrößen. Die Steuergeräte sind mit einer zentra­ len Steuereinheit verbunden, die bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs und/oder in regelmäßigen Abständen die Steuergeräte ansteuert und die zum vorliegenden Aggre­ gat gehörenden Programmschritte und Festgrößen auswählt. Die zentrale Steuereinheit kann Teil eines Steuergerä­ tes sein und von außen dem Fahrzeugtyp entsprechend codiert werden. Mittels der zentralen Steuereinheit wird insoweit die Zuordnung zwischen dem Steuergerät und dem fahrzeugspezifischen Aggregat individuell ge­ troffen, wovon die für mehrere Fahrzeugtypen stets gleichen Festgrößen bzw. Programmschritte unberührt bleiben können und insoweit in entsprechenden Steuer­ geräten gewissermaßen als Rahmenfirmware resident vor­ sehbar sind.

Die DE 41 28 922 A1 beschreibt u. a. eine Programmier­ vorrichtung für elektronische Steuergerät in einem Fahr­ zeug, bei der mittels Identifizierungsmitteln die Art des z. B. in Fertigung befindlichen Fahrzeugs und sei­ ner Ausstattung erkannt wird, entsprechende Fahrzeug­ konfigurationsdaten aufbereitet und von einem externen Programmiergerät in ein Fahrzeugsteuergerät eingelesen werden. Das externe Programmiergerät kommuniziert mit einem ebenfalls externen Host-Computer, um die Program­ mierdaten für das Steuergerät jeweils fahrzeugspezi­ fisch aufzubereiten.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Anordnung und ein Ver­ fahren zur Programmierung wenigstens eines nachzurüsten­ den oder auszutauschenden Kfz-Steuergeräts vorzuschla­ gen, die bzw. das eine möglichst einfache, sichere und effektive Programmierung eines solchen Steuergeräts er­ möglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1 und mittels eines Programmierverfahrens gemäß Anspruch 2 gelöst.

Die erfindungsgemäße Anordnung stützt sich im Fahrzeug auf eine Mehrzahl von über einen Bus kommunikationsfä­ hig untereinander und mit einem Zentralsteuergerät ver­ bundenen Steuergeräte. Dabei können die Steuergeräte und das Zentralsteuergerät im Fahrzeug schon vor ihrer ur­ sprünglichen Programmierung über das Bussystem mitein­ ander verbunden gewesen sein.

Im Zentralsteuergerät ist ein Programmierprogramm zur Verteilung über das Bus-System und zur Bewirkung der Einladung von Konfigurationsdaten aus dem Fahr­ zeugkonfigurationsspeicher in die einzelnen Steuerge­ räte resident deponiert, und jedes der Steuergeräte ist mit einer Busfunktion zum Empfang, zur Selektion und zur Einspeicherung der auf die Steuergeräte zu vertei­ lenden Fahrzeugkonfigurationsdaten ausgerüstet, wobei wenigstens per Initialisierung des im Zentralsteuerge­ rät residenten Programmierprogramms zur Verteilung der Fahrzeugkonfigurationsdaten über das Bus-System letz­ tere an die einzelnen Steuergeräte übertragbar und dort speicherbar sind.

Erfindungsgemäß ist das wenigstens eine nachzurüstende oder auszutauschende Kfz-Steuergerät auch bei ruhendem Fahrzeug dauerstromversorgt und so beschaffen, daß sein Fahrzeugkonfigurationsdaten aufnehmender Speicher bei der Entnahme des Steuergerätes aus dem Fahrzeug seien Inhalt verliert. Des weiteren enthält dieses wenigstens eine Steuergerät ein eigenes residentes Programmier­ programm, das eine elektronische "Nicht-Programmiert"- Marke oder als solche die Leere seines flüchtigen Speichers feststellen und als Kriterium verwenden kann, um aus dem Fahrzeugkonfigurationsspeicher des Zentral­ steuergerätes die von ihm benötigten Fahrzeugkonfigu­ rationsdaten über den Bus selbsttätig einzuholen und flüchtig einzuspeichern.

Gegenüber herkömmlichen Anordnungen zur individuellen, gezielten Nachprogrammierung nachzurüstender oder zu ersetzender Steuergeräte bietet diese Anordnung den großen Vorteil, daß nicht nur jedwedes Zusatzgerät in Werkstätten zur Konfigurationsreprogrammierung aus zu­ tauschender oder nachzurüstender Steuergeräte überflüs­ sig wird. Es entfallen hierbei auch alle Probleme z. B. an hoch strapazierten Steckkontakten zwischen Fahrzeug und externem Zusatzgerät, die bei bekannten Lösungen vom Signalfluß überwunden werden müssen.

Das Verfahren ermöglicht die Programmierung wenigstens eines Kfz-Steuergeräts in einem Kraftfahrzeug, welches mehrere über einen Bus kommunikativ miteinander verbun­ dene Steuergeräte enthält, von letztwelchen eines mit zentraler Funktion mit einem nichtflüchtigen Fahrzeug­ konfigurationsspeicher ausgestattet ist, in welchem In­ formationen über die Art des Fahrzeugs und seine Ausstat­ tung und Art und Zahl der im Fahrzeug einmal vorhandenen Steuergeräte abspeicherbar sind. Erfindungsgemäß geschieht diese Programmierung im Falle der Nachrüstung oder des Austauschs wenigstens eines der Steuergeräte durch folgende Verfahrensschritte:

• - Initialisierung - von dem wenigstens einen nachge­ rüsteten oder ausgetauschten Steuergerät aus - der Aus­ führung eines Vergleichs von in dessen/deren Speicher liegenden Daten mit den im Konfigurationsspeicher des Zentralsteuergerätes resident abgelegten Fahrzeugkon­ figurationsdaten;
• - im Falle der Abweichung oder Nichtentsprechung dieser Daten wird die Überschreibung derselben im ent­ sprechenden (neu hinzugefügten bzw. ausgetauschten) Steuergerät durch aus dem Fahrzeugkonfigurationsspei­ cher abzurufende aktuelle Fahrzeugkonfigurationsdaten vom nachgerüsteten oder getauschten Steuergerät aus ausgelöst und/oder bewirkt.

Beim nachträglichen Tausch oder der Hinzufügung wenig­ stens eines Steuergeräts kann dessen Re- oder Urprogram­ mierung im Fahrzeug also ohne externe Unterstützung di­ rekt aus dem Fahrzeugkonfigurationsspeicher des Zentral­ steuergerätes erfolgen, und zwar durch Initialisierung und unter Kontrolle seitens des wenigstens einen als "noch nicht programmiert" gekennzeichneten neuen oder austauschhalber installierten Steuergerätes.

Zwei Ausführungsbeispiele der Anordnung sind in der Figu­ renzeichnung dargestellt und werden nachfolgend erläu­ tert; das Verfahren wird daran anschließend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Anordnung;

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Anordnung.

Gemäß Fig. 1 ist zentraler Bestandteil der Anordnung 1 ein unabhängig von der individuellen Fahrzeugausstattung immer vorhandenes Zentralsteuergerät 10, das einen nicht­ flüchtigen Fahrzeugkonfigurationsspeicher 11 enthält. Über einen Bus 12 ist das Zentralsteuergerät 10 mit allen üb­ rigen Steuergeräten 13 bis 16, 17 und 18 sowie 19 und 20 im Fahrzeug verbunden.

Dabei kann es sich bei den Steuergeräten 13 bis 16 z. B. um Steuergeräte für das Motormanagement, beim Zentral­ steuergerät 10 und den Steuergeräten 17 und 18 um Steuer­ geräte im Fahrzeuginnenraum und bei den Steuergeräten 19 und 20 um solche für unabhängige Funktionen, etwa für eine Einparkhilfe, für Airbags, für die Lüftungssteuer­ ung etc. handeln. Als Bus-System kann z. B. ein serieller Zweidraht-Bus nach CAN-Standard oder ein optischer Bus Verwendung finden.

Der Fahrzeugkonfigurationsspeicher 11 im Zentralsteuer­ gerät 10 ist vom nichtflüchtigen Typ; vorzugsweise kann es sich dabei um ein programmierbares ROM handeln (EPROM, EEPROM, FLASHPROM etc.). Für Standardausrüstungen ist aber gleichwohl ein maskenprogrammiertes ROM denkbar.

Bei den Speichern oder Speicherbereichen der Steuergeräte 13 bis 16, 17 und 18 und 19 und 20 kann es sich eben­ falls um nichtflüchtige EPROMs, EEPROMs, FLASHPROMs, etc. handeln. In diesem Falle bleiben Fahrzeugkonfigurations­ daten in einem dem Fahrzeug entnommenen Steuergerät 20 erhalten, könnten also ausgelesen werden.

Für den Fall, daß dies nicht möglich sein soll - um z. B. den freien Austausch eines Steuergeräts problemlos zu ermöglichen - kann ein solches Steuergerät gleichwohl auch nur einen flüchtigen RAM-Bereich zur Aufnahme von Konfigurationsdaten sowie ein resident abgelegtes Pro­ grammierungsprogramm für die Anforderung und den Bezug über den Bus 12 von Konfigurationsdaten vom Zentral­ steuergerät 10 und deren Ladung in den besagten eigenen RAM-Bereich enthalten.

Wenigstens der RAM-Speicher eines solchen Steuerge­ rätes wird dann aus einer hier nicht gezeigten Span­ nungsquelle dauerversorgt, etwa von Klemme DREISSIG (+U_b) im Fahrzeug, die unabhängig vom Zündschloßschal­ ter immer Bordnetzspannung führt. Dadurch ist eine "quasiresidente" Speicherung möglich, die so lange anhält, als das Steuergerät in seiner Anschlußposition im Fahrzeug belassen wird bzw. solange seine Dauer­ spannungsversorgung aufrecht erhalten bleibt.

Die Steuergeräte 13 bis 16, 17 und 18, 19 und 20 bzw. 20′ können im Neuinstallationszustand z. B. eine elektronisch auslesbare "Nicht-Programmiert"- Markierung aufweisen. Diese Markierung kann das residente Programmierprogramm des Zentralsteuerge­ räts 10 überwachen bzw. abfragen, um im Erkennungs­ falle Daten aus seinem Fahrzeugkonfigurationsspei­ cher 11 an so markierte Steuergeräte zwecks dorti­ ger Speicherung zu übermitteln.

Dabei kann diese Speicherung eine residente oder "quasi-residente" sein. Im Falle der quasi-residenten Speicherung kann das Programmierprogramm eines entspre­ chenden Steuergeräts mit Konfigurations-RAM zwecks Einholung der Fahrzeugkonfigurationsdaten vom Zen­ tralsteuergerät 10 in besagtes RAM einen zuvor spe­ zifischen Zustand seines RAM-Speichers nach Strom­ losigkeit, insbesondere das Leerergebnis einer test­ weisen Inhaltsabfrage des RAMs, als Aktivierungskri­ terium erkennen.

Der nichtflüchtige Fahrzeugkonfigurationsspeicher 11 kann im Zentralsteuergerät durch geeignete Sockelung jederzeit einsetz- oder austauschbar oder fest einge­ baut sein; im Rahmen der Erfindung kommen also alle gängigen Möglichkeiten zur nicht flüchtigen Depoinie­ rung der Fahrzeugkonfigurationsdaten im Zentral­ steuergerät in Betracht.

Ein diesbezüglich erweitertes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 2. Hierbei ist dem Zentralsteuergerät 10 ein vorzugsweise fest eingebauter Fahrzeugkon­ figurationsspeicher 11 zugeordnet. Das Zentral­ steuergerät 10 ist über einen Sende-/Empfangspfad 24 mit dem fahrzeugfesten Teil 23B einer Steckver­ bindung 23 verbunden. Der andere Teil 23A der Steck­ verbindung 23 steht über Leitungen 22 mit einem externen Testgerät 21 in Verbindung, das seinerseits über eine Datenleitung 25 mit einer Leseeinrichtung 24 verbunden sein kann, welche die die Art des Fahr­ zeugs und dessen Geräteausstattung charakterisierenden Daten von einem dem in Herstellung begriffenen Fahr­ zeug zugeordneten Datenträger 26 erfaßt und in das Testgerät 21 übermittelt.

Der Fahrzeugkonfigurationsspeicher 11 ist auch hier­ bei vorzugsweise vom nichtflüchtigen Typ; die Verbin­ dungen 22 und 24 können elektrische, optische, oder gemischt elektrische und optische sein. Die Anordnung ist so beschaffen, daß die nicht flüchtige Einprogram­ mierung in den Fahrzeugkonfigurationsspeicher 11 des Zentralsteuergerätes 10 der Fahrzeugkonfigurationsdaten vorzugsweise in einem vorgelagerten, von der Program­ mierung der übrigen Steuergeräte unabhängigen Schritt erfolgt.

Gemäß Fig. 2 kann die Anordnung noch eine Taste oder einen Schalter oder eine über eine nicht dargestellte Sicherheitseinrichtung aktivierbaren Befehlsgeber 27 im Fahrzeug bzw. am Zentralsteuergerät 10 umfassen, die/der über eine Leitung 28 mit letzterem verbunden ist.

Bei dessen/deren Betätigung bzw. Auslösung wird das Zentralsteuergerät 10 initialisiert, die am Bus liegen­ den Steuergeräte 13 bis 20 zwecks eines Vergleichs von in den einzelnen Steuergeräten und im Fahrzeugkonfigu­ rationsspeicher 11 abgelegten Konfigurationsdaten auf­ zurufen und im Falle der Abweichung oder Nichtentspre­ chung von solchen Daten deren Überschreibung in dem/n entsprechenden der Steuergeräte 13 bis 20′ mit den aktuellen Fahrzeugkonfigurationsdaten zu initialisie­ ren bzw. zu bewirken.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Steuer­ geräte programmiert wie folgt:

• - Die auf/in einem Datenträger fahrzeugfest deponierten Daten über die Art und Anzahl der im Fahrzeug vorhandenen Steuergeräte werden vom Testgerät ausgelesen;
• - unmittelbar diese oder daraus abgeleitete Konfigura­ tionsdaten werden an das den Fahrzeugkonfigurationsspeicher beinhaltende Zentralsteuergerät übermittelt;
• - die an das Zentralsteuergerät übermittelten Konfi­ gurationsdaten werden im Fahrzeugkonfigurationsspeicher dieses Gerätes nichtflüchtig gespeichert;
• - vom Testgerät aus wird ein im Zentralsteuergerät re­ sidentes Programmierprogramm initialisiert zur Verteilung über das Bus-System der Fahrzeugkonfigurationsdaten und zur Initialisierung des selektiven Empfangs dieser Daten durch die einzelnen Steuergeräte;
• - die von den Steuergeräten selektiv empfangenen Konfigurationsdaten werden in residente Speicherbereiche der empfangenden Steuergeräte eingeschrieben.

Im Falle des servicebedingten Austauschs eines bestimm­ ten Steuergerätes 20 gegen 20′ oder späteren Einbaues eines oder mehrerer weiterer neuen Steuergeräts/e oder eines solchen, das aus einem anderen Fahrzeug stammt, wird/werden diese/s Steuergerät/e auf die aktuelle Fahrzeugkonfiguration alternativ programmiert wie folgt:

• - Vom Zentralsteuergerät 10 aus wird die Ausführung eines Vergleichs der in Speicherbereichen der am Bus liegenden Steuergeräte 13 bis 20′ liegenden Daten mit den im Konfigurationsspeicher 11 des Zentralsteuerge­ rätes 10 resident abgelegten Fahrzeugkonfigurations­ daten initialisiert;
• - im Falle der Abweichung oder Nichtentsprechung die­ ser Daten wird die Überschreibung wenigstens dieser Daten im entsprechenden (neu hinzugefügten bzw. ausgetauschten) Steuergerät 20′ durch aus dem Fahrzeugkonfigurations­ speicher 11 zu übertragende aktuelle Fahrzeugkonfigu­ rationsdaten vom Zentralsteuergerät 10 aus ausgelöst bzw. bewirkt.

Alternativ zu diesen Schritten kann eine entsprechende Programmierung auch mittels folgender Schritte erfol­ gen:

• - Vom nachgerüsteten oder getauschten Steuergerät 20′ wird die Ausführung eines Vergleichs von in sei­ nem Speicher abgelegten Daten mit den im Konfigura­ tionsspeicher 11 des Zentralsteuergerätes 10 resident abgelegten Fahrzeugkonfigurationsdaten initialisiert;
• - im Falle der Abweichung oder Nichtentsprechung dieser Daten wird die Überschreibung derselben im ent­ sprechenden (neu hinzugefügten bzw. ausgetauschten) Steuergerät 20′ durch aus dem Fahrzeugkonfigurations­ speicher 11 abzurufende aktuelle Fahrzeugkonfigura­ tionsdaten vom nachgerüsteten oder getauschten Steuer­ gerät 20′ aus ausgelöst bzw. bewirkt.

Claims (2)

1. Anordnung zur Programmierung wenigstens eines nach­ zurüstenden oder auszutauschenden Kfz-Steuergeräts in einem mehrere Steuergeräte beinhaltenden Kraftfahrzeug, wobei ein Steuergerät mit zentraler Funktion mit einem nichtflüchtigen Fahrzeugkonfigurationsspeicher ausgestat­ tet ist, in dem Informationen über die Art und Zahl der im Fahrzeug einmal vorhandenen Steuergeräte und Art und Ausstattung des Fahrzeugs ablegbar sind, wobei sämtliche Steuergeräte und besagtes Zentralsteuergerät über ein Bussystem kommunikationsfähig miteinander verbunden sind und im Zentralsteuergerät ein Programmierprogramm zur Verteilung über das Bus-System und Bewirkung der Einla­ dung von Konfigurationsdaten aus seinem Fahrzeugkonfi­ gurationsspeicher in die einzelnen Steuergeräte vorhan­ den ist, und wobei jedes der Steuergeräte mit einer Bus­ funktion zum Empfang, zur Selektion und zur Einspeiche­ rung der auf die Steuergeräte zu verteilenden Fahrzeug­ konfigurationsdaten ausgerüstet ist und wenigstens per Initialisierung des im Zentralsteuergerät residenten Programmierprogramms zur Verteilung der Fahrzeugkonfi­ gurationsdaten über das Bus-System letztere an die ein­ zelnen Steuergeräte übertragbar und dort speicherbar sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß wenigstens eines der Steuergeräte (13 bis 20′) auch bei ruhendem Fahrzeug dauerstromversorgt ist und so beschaffen ist, daß sein Fahrzeugkonfigurationsdaten auf­ nehmender Speicher bei der Entnahme des Steuergerätes aus dem Fahrzeug seinen Inhalt verliert, und
• - daß das wenigstens eine dauerstromversorgte Steuer­ gerät (13 bis 20′) ein eigenes residentes Programmier­ programm enthält, das eine elektronische "Nicht-Program­ miert"-Marke oder als solche die Leere seines flüchtigen Speichers feststellen und als Kriterium verwenden kann, um das Zentralsteuergerät (10) zu initialisieren und da­ durch aus dessen Fahrzeugkonfigurationsspeicher (11) die von ihm benötigten Fahrzeugkonfigurationsdaten über den Bus (12) selbsttätig einzuholen und flüchtig abzuspei­ chern.

2. Verfahren zur Programmierung eines Kfz-Steuerge­ räts in einem Kraftfahrzeug, welches mehrere über einen Bus kommunikativ miteinander verbundene Steuergeräte enthält, von letztwelchen eines mit zentraler Funktion mit einem nichtflüchtigen Fahrzeugkonfigurationsspeicher ausgestattet ist, in welchem Informationen über die Art des Fahrzeugs und seine Ausstattung und Art und Zahl der im Fahrzeug einmal vorhandenen Steuergeräte abspeicher­ bar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Steuergerät (20′) im Falle seiner Nachrüstung oder seines Austauschs auf das Fahrzeug programmierbar ist durch folgende Schritte:

• - Initialisierung, von dem wenigstens einen nachge­ rüsteten oder ausgetauschten Steuergerät (20′) aus, der Ausführung eines Vergleichs von in dessen/deren Speicher liegenden Daten mit den im Konfigurations­ speicher (11) des Zentralsteuergerätes (10) resident abgelegten Fahrzeugkonfigurationsdaten;
• - im Falle der Abweichung oder Nichtentsprechung dieser Daten wird die Überschreibung derselben im ent­ sprechenden (neu hinzugefügten bzw. ausgetauschten) Steuergerät (20′) durch aus dem Fahrzeugkonfigurations­ speicher (11) abzurufende aktuelle Fahrzeugkonfigura­ tionsdaten vom nachgerüsteten oder getauschten Steuer­ gerät (20′) aus ausgelöst und/oder bewirkt.