专利名称：：用于模拟控制设备中的故障状态的方法和电路装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及用于模拟控制设备、尤其是汽车中的控制设备中的故障状态的方法和电路装置，以及涉及用于执行所述方法的计算机程序和计算机程序产品。
背景技术：
：在车辆控制设备中，软件的可观的部分被分配给诊断功能。这些诊断应该识别车辆中的诸如线路中断的有故障的状态，并且产生相应的故障存储器录入项。在现有技术中已知用于检验电子或电气电路的功能的方法和电路装置。从文献DE19721366Al中例如已知一种电气电路装置，该电气电路装置被运行用于检验由开关和负载所组成的串联电路。该电气电路装置包括适合于识别第一状态的第一电路和与第一电路并联的第二电路，其中笫一状态是连接点至电源电压的短路，该第二电路与连接点相连接并且用来识别第二或笫三状态。第二状态是连接点到地的短路，而第三状态是至电源电压的连接点的中断。在文献DE4317175Al中说明了一种应用于在线运行中的存储器装置、译码器等等的自测试设备。在此，设置有用于检验多个字线和/或列线的装置，其中字线和/或列线与检查矩阵相连接，并且在同时有多于一个的激活的线的情况下产生故障信号的故障检测器与检查矩阵相连接。在文献DE19959526Al中说明了一种用于识别汽车的故障的方法。在该方法中，在汽车中经过某个时间间隔检测运行特征参数和用于表征运行特征参数的信息。为了故障的预测识别，建议创建一种运行特征参数模式，以合适的形式说明运行特征参数模式，并且将在汽车运行期间当前所检测的运行特征参数与表征故障的运行特征参数模式进行比较。
发明内容所介绍的根据本发明的电路装置是模拟在车辆中可能出现的典型故障的电路。目前可得到用于汽车中的故障模拟的不同的电路装置和方法，其中这些产品提供设定不同故障类型的可能性。在下面的表格中列举了典型的故障类型。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表格l典型地，将故障顺序地施加在控制设备连接端子或控制设备管脚上。在此情况下通常采用复用器。由此可以显著减少元件花费，因为不必针对每一个通道构建故障模拟电路。已知的是，只以MOS-FET技术或只以继电器技术来构建电路。从以下的表格2中可以获悉根据现有技术的这两种处理方式的不同的缺点。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表格2++优点--缺点用于模拟控制设备中的故障状态的本发明方法规定，将要检验的控制设备的连接端子通过复用器与故障产生电路相连接，其中以继电器技术来实现复用器并且以半导体技术来实施故障产生电路。根据本发明的电路装置用于模拟控制设备中的故障状态，并且包括复用器和故障产生电路，其中以继电器技术来实现复用器并且以半导体技术来实施故障产生电路。用于故障模拟的本发明电路装置追求以下目标，即通过半导体技术和继电器技术的组合来建立开关特性的成本优化和改善。该电路装置在此情况下包括两个部分1.复用器电路2.故障产生电路优选地具有MOS-FET的晶体管逻辑电路可以用作半导体^支术。根据本发明的计算机程序包括程序代码装置，以便执行本发明方法。根据本发明的计算机程序产品正是包括这些被存储在计算机可读数据栽体上的计算机代码装置。在从属权利要求中说明了本发明方法和本发明电路装置的实施形式。从说明书和附图中得出本发明的其它的优点和扩展方案。不言而喻，上述的和以下还要阐述的特征不仅可以以分别所说明的组合来^f吏用，而且也可以以另外的組合或单独地来使用，而不离开本发明的范围。图1以示意图示出根据本发明的电路装置的一种实施形式。图2示出复用器和故障产生电路。图3示出用于根据本发明的电路装置的控制电路。具体实施例方式本发明借助附图中的实施例被示意地示出并且在下面参考附图详细地被i兌明。在图1中以示意图再现了总体上用参考数字IO表示的根据本发明的电路装置的一种实施形式。可以识别出复用器12、故障产生电路14、以及微控制器16，该微控制器承担故障模拟的流程的控制以及因此复用器12和故障产生电路14之间的相互作用的控制。复用器12拥有多个用于要检验的控制设备的连接端子管脚1至管脚X的输入端18和多个用于控制执行元件和传感器的连接端子的输出端20。故障产生电路14具有两个用参考数字22和24表示的、用于故障模拟所需要的电压、诸如电池电压的电压输入端(电压U1和U2)。通过也称为干线(Rai1)1(参考数字26)和干线2(参考数字28)的两个双向的信号线26和28来进行复用器12和故障产生电路14之间的通信。以继电器技术来实现复用器12或复用器电路，并且以MOS-FET技术来实施故障产生电路14。通过以下方式来产生故障，即在笫一步骤中对故障进行预配置，并且在第二步骤中在所希望的时刻激活该故障。由于这种激活转换总是可以通过MOS-FET来实现，所以可以准确地控制时间特性。通过这种方式可以避免目前可得到的产品的所述的缺点。缺点1转换速度由于故障总是通过MOS-FET被转换为激活，所以时间特性被定义并且转换速度是相应高的(数量级20MS)。缺点2磨损典型地，按顺序来故障模拟所有所连接的控制设备管脚。故障产生电路14必须在每一故障的情况下被转换到故障状态并且又被转换回起始状态。在复用器继电器中，每个模拟过程(Simulationsdurchlauf)仅少数几次需要通道，每个继电器的转换循环是相应少的。与复用器电路12相比较，故障产生电路14必须频繁得多地转换。由于故障产生电路14以MOSHPET技术来实现并且复用器电路12以继电器技术来实现，所以磨损被最小化。缺点3成本以成本低的继电器技术来实施复用器12。对于故障产生电路14来说仅仅需要12个MOS-FET(分別在两个组中)。如果例如提供具有64个通道的产品，则需要192个继电器和12个M0S-FET。因此成本被最小化。缺点4问题情况功率中断以MOS-FET技术和继电器技术冗余地实施功率中断。因此可以根据情况采用任一种技术。在图2中示出了具有复用器42和用于故障模拟的故障产生电路44的电路装置40。复用器42包括用于控制设备连接端子管脚1(参考数字48)、管脚2(参考数字50)、管脚3(参考数字52)和管脚4(参考数字54)的四个输入通道46。用干线1(参考数字56)和干线2(参考数字58)给出了至故障产生电路的连接。这些故障干线56和58是在复用器42的输出端和故障产生电路44的输入端之间的连接。针对干线156设置有复用器继电器K11(参考数字60)、K21(参考数字62)、K31(参考数字64)和K"(参考数字66)。在电流馈电的状态下，这些继电器将控制设备信号转换到干线156上。复用器继电器H2(参考数字70)、K22(参考数字")、K"(参考数字74)和K42(参考数字76)用作中断继电器(Unterbrecherrelais)。这些继电器在电流4贵电的状态下中断控制设备管脚和传感器/执行元件之间的信号流。针对干线2设置有复用器继电器K13(参考数字80)、K23(参考数字82)、K33(参考数字84)和K43(参考数字86)。在电流馈电的状态下，这些继电器将控制设备信号转换到干线258上。故障产生电路44包括六个MOS-FETMl(参考数字90)、M2(参考数字92)、M3(参考数字94)、M4(参考数字96)、M5(参考数字98)和M6(参考数字100),这些MOS-FET实现故障产生电路44。此外还设置有用参考数字102表示的电阻级联R级联。该电阻级联102被用于需要电阻模拟的故障。此外，设置有用于电压Ul的第一电压输入端104和用于电压U2的第二电压输入端106。需要这些电压来模拟要求外部电压的故障。典型地，在此情况下连接车辆电池或恒压器(Konstanter)的电压。然而也可以使用任一另外的电压源。传感器和执行元件连接在输出端108上。所示出的电路装置40适合于实现或模拟符合现有技术的所有故障类型(请参阅表格l)。由于利用MOS-FET来转换这些故障，所以时间特性适合于实时故障模拟。借助图2中的线路图来阐述各个故障。在此情况下区分故障配置和故障激活。为了准备故障情况，需要故障配置，但是控制设备不确定信号特性的改变。然后，故障激活改变控制设备管脚上的信号特性，控制设备现在可以识别故障。为了保持本说明书的普遍性，在复用器的继电器中用"X"代替继电器名称的第一个数字，其中X代表原则上可以是任意大的通道号。在故障激活时应注意所说明的顺序，以便以所希望的方式实现信号流，没有故障是激活的当没有故障是激活的时，这是默认状态。复用器电路42的所有的继电器在无电流的状态下，所有的MOS-FET在截止状态下。通过继电器K12，K22…建立控制设备管脚和传感器/执行元件之间的信号流。故障类型1:功率中断A.通过继电器的线路中断故障配置对于该情况来说不需要配置。故障激活常闭触点(6ffner)继电器KX2被电流馈电，并因此中断控制设备管脚和传感器/执行元件之间的信号流。B.通过MOS-FET的线路中断故障配置继电器KX1和KX3被电流馈电，并且因此建立至干线156和干线258的连接。MOS-FETM598、M292、M6100导通，并且因此将干线156与干线258相连接。因此导致不仅通过继电器KX2而且还通过干线线路56和58来建立控制设备管脚和传感器/执行元件之间的信号流。继电器KX2被电流馈电，这导致打开继电器的常闭触点。现在仅通过干线线路56和58来建立控制设备管脚和传感器/执行元件之间的信号流。故障激活MOS-FETM292被打开。现在，控制设备管脚和传感器/执行元件之间的信号流被中断。故障类型2:在电池电压(或另一电压)的+/-电位上的短路故障配置第一种情况通过U1104的故障模拟继电器KX1净皮电流馈电，并且MOS-FETM598变为导通。第二种情况通过U2106的故障模拟继电器KX3被电流馈电，并且MOS-FETM6100变为导通。故障激活第一种情况通过U1104的故障模拟MOS-FETMl90变为导通。第二种情况通过U2106的故障模拟MOS-FETM496变为导通。故障类型3:在控制设备管脚上的接触腐蚀故障配置继电器KX1和KX3;故电流馈电，并且因此建立至干线156和干线258的连接。MOS-FETM598、M292、M6100变为导通，并且因此将干线156与干线258相连接。因此导致不仅通过继电器KX2而且还通过干线线路56和58来建立控制设备管脚和传感器/执行元件之间的信号流。继电器KX2被电流馈电，这导致打开继电器的常闭触点。现在只通过干线线路来建立控制设备管脚和传感器/执行元件之间的信号流。在电阻级联102上调节所希望的电阻值。故障激活MOS-FETM292变为截止，而MOS-FETM394在相同时间变为导故障类型4:两个控制设备管脚的短路故障配置通过KX1的电流馈电(Bestromung)，将第一控制设备管脚置于干线l56上。通过KX3的电流馈电，将第二控制设备管脚置于干线258上。MOS-FETM6100和M598变为导通。故障激活MOS-FETM292变为导通。故障类型5:两个控制设备管脚之间的串扰故障配置通过KX1的电流馈电，将第一控制设备管脚置于干线156上。通过KX3的电流馈电，将第二控制设备管脚置于干线258上。M0S-FETM6100和M598变为导通。将电阻级联102调节到所希望的值。故障激活MOS-FETM394变为导通。故障类型6:由于控制设备管脚上的泄漏电流而引起的功率损耗故障配置继电器KX1和KX3被电流馈电，并且因此建立至干线156和干线258的连接。MOS-FETM598、M292、M6100变为导通，并且因此将干线156与干线258相连接。因此导致不仅通过继电器KX2而且还通过干线线路56和58来建立控制设备管脚和传感器/执行元件之间的信号流。继电器KX2被电流馈电，这导致打开继电器的常闭触点。现在只通过干线线路来建立控制设备管脚和传感器/执行元件之间的信号流。在电阻级联102上调节所希望的电阻值。故障激活泄漏电流可以流经Ul或流经U2。第一种情况泄漏电流流经U1104M598和M292变为截止。M394和M190变为导通。第二种情况泄漏电流流经U1l(MM6100和M292变为截止。M394和M496变为导通。在图3中示出了一种用于控制根据本发明的电路装置的控制电路120。在该控制电路120中包含有微控制器122、三个移位寄存器124、两个继电器驱动器126、复用器继电器128、继电器电阻级联130、MOS-FET132、以太网设备134和CAN总线传输器136。通过激活线路138和串行总线140来进行内部通信。应借助于CAN总线l42或以太网144运行该控制电路。通过CAN142或以太网144来进行故障模拟设备和上级的主导计算机之间的通信。通过故障模拟设备的微控制器122中的固件，该系统能够实现所有上述的故障。微控制器122典型地通过串行协议与移位寄存器124进行通信。这些寄存器124将串行比特流转换成并行施加在寄存器的输出管脚上的信号。为了确保将信号同时施加在移位寄存器124的所有的管脚上，必须在激活线路138上由微控制器I"触发脉冲边沿(Flanke)。由继电器驱动器126放大寄存器138上的并行信号，并且因此接通继电器128。权利要求1.用于模拟控制设备中的故障状态的方法，其中通过复用器(12，42)将要检验的控制设备的连接端子与故障产生电路(14，44)相连接，其中以继电器技术来实现所述复用器(12，42)，并且以半导体技术来实施所述故障产生电路(14，44)。2.按照权利要求1的方法，其中，为了模拟所述故障状态，在一个步骤中对故障进行预配置，并且在第二步骤中激活该故障。3.按照权利要求1或2的方法，其中，模拟线路中断。4.按照权利要求1或2的方法，其中，模拟在电压的电位上的短路。5.按照权利要求1或2的方法，其中，模拟控制设备连接端子上的接触腐蚀。6.按照权利要求1或2的方法，其中，模拟两个控制设备连接端子的短路。7.按照权利要求1或2的方法，其中，模拟两个控制设备连接端子之间的串扰。8.按照权利要求1或2的方法，其中，模拟由于控制设备连接端子上的泄漏电流而引起的线路损耗。9.用于模拟控制设备中的故障状态的电路装置，具有复用器(12，42)和故障产生电路(14,44)，其中以继电器技术来实现所述复用器(12,42)，并且以半导体技术来实施所述故障产生电路(14,44)。10.按照权利要求9的电路装置，其中，所述故障产生电路(14,44)包括晶体管逻辑电路。11.按照权利要求10的电路装置，该电路装置包括以M0S-FET技术实施的晶体管逻辑电路。12.按照权利要求9至11之一的电路装置，其中，附加地设置有用于控制模拟的微控制器U6)。13.具有程序代码装置的计算机程序，所述程序代码装置用于当在计算机或相应的计算单元上实施所述计算机程序时执行按照权利要求1至8之一的方法的所有步骤。14.具有程序代码装置的计算机程序产品，所述程序代码装置被存储在计算机可读数据载体上，以便当在计算机或相应的计算单元上实施计算机程序时执行按照权利要求1至8之一的方法的所有步骤。全文摘要介绍了用于模拟控制设备中的故障状态的方法和电路装置(10)以及计算机程序和计算机程序产品。在此情况下采用复用器(12)和故障产生电路(14)，其中以继电路技术来实现复用器(12)，并且以半导体技术来实施故障产生电路(14)。文档编号G01R31/319GK101389969SQ200780006253公开日2009年3月18日申请日期2007年1月16日优先权日2006年2月22日发明者H·贾科比,M·科勒,P·莫尔,R·盖塞尔曼申请人:罗伯特.博世有限公司