DE19944939C1 - Control device for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, welches über einen Datenbus mit mindestens einer weiteren elektronischen Einrichtung verbunden ist, bestehend aus zwei Recheneinheiten, die untereinander Daten austauschen, wobei die erste Recheneinheit vorgegebene Betriebsabläufe des Kraftfahrzeuges steuert bzw. regelt, während die zweite Recheneinheit zur Überwachung der Arbeitsweise der ersten Recheneinheit ausgebildet ist. DOLLAR A Bei einem Steuergerät, welches bei Vorliegen eines Fehlers sofort abschaltbar ist, ist die zweite Recheneinheit mit der ersten Recheneinheit und einer ersten Abschalteinrichtung über eine Signalleitung verbunden, wobei die Abschalteinrichtung bei Anliegen eines Fehlersignals von der zweiten Recheneinheit und bei Anliegen eines Datensignals von der ersten Recheneinheit den Zugriff der ersten Recheneinheit auf den Datenbus unterbricht.The invention relates to a control device for a motor vehicle, which is connected via a data bus to at least one further electronic device, consisting of two computing units that exchange data with one another, the first computing unit controlling or regulating predetermined operating sequences of the motor vehicle, while the second computing unit is used for Monitoring the operation of the first computing unit is formed. DOLLAR A In a control unit that can be switched off immediately in the event of an error, the second arithmetic unit is connected to the first arithmetic unit and a first switch-off device via a signal line, the switch-off device being connected to an error signal from the second computer unit and a data signal from the first computing unit interrupts the access of the first computing unit to the data bus.
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, welches über einen Da tenbus mit mindestens einer weiteren elektronischen Einrichtung verbunden ist, be stehend aus 2 Recheneinheiten, die untereinander Daten austauschen, wobei die erste Recheneinheit vorgegebene Betriebsabläufe des Kraftfahrzeuges steuert und/oder regelt, während die zweite Recheneinheit zur Überwachung der Arbeits weise der ersten Recheneinheit ausgebildet ist.The invention relates to a control device for a motor vehicle, which has a Da tenbus is connected to at least one other electronic device, be consisting of 2 computing units that exchange data with each other, whereby the first computing unit controls predetermined operating sequences of the motor vehicle and / or regulates while the second processing unit for monitoring the work as the first computing unit is formed.
Es sind Steuergeräte für Kraftfahrzeuge bekannt, welche zwei Recheneinheiten auf weisen (DE 41 14 999 A1). Dabei erfasst zumindest eine Recheneinheit die Betriebs größe des Kraftfahrzeuges und wandelt sie in entsprechende Ansteuersignale für Stellorgane um. Die zweite, in diesem Steuergerät angeordnete Recheneinheit, übernimmt dabei eine Überwachungsfunktion für die Arbeitsweise der ersten Re cheneinheit mittels eines komplizierten Softwarealgorithmus. Bei Festellung eines Fehlers wird ein Signal an eine Schafteinrichtung ausgegeben, welche Notlaufmaß nahmen einleitet.Control devices for motor vehicles are known which have two computing units point (DE 41 14 999 A1). At least one computing unit records the operating process size of the motor vehicle and converts them into corresponding control signals for Actuators around. The second computing unit arranged in this control unit, assumes a monitoring function for the functioning of the first Re unit using a complicated software algorithm. When a Error, a signal is output to a shaft device, which emergency running measure took initiates.
Aus der DE 196 50 104 A1 ist eine Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, welche aus zwei Computern besteht, wobei jeder Computer einen Hauptprozessor und einen zugeordneten Unterprozessor aufweist. Mittels eines Leistungsschaltkrei ses wird der Betriebszustand des Hauptprozessors überwacht wobei bei einem ab normalen Betriebszustand des Hauptprozessors der Leistungsschaltkreis ein Rück setzsignal überträgt, das zwangsweise dem Betrieb des Hauptprozessors unterbin det. A control device for a motor vehicle is known from DE 196 50 104 A1, which consists of two computers, each computer a main processor and has an associated subprocessor. Using a power circuit The operating state of the main processor is monitored, with one being off normal operating state of the main processor the power circuit a return transmits set signal that forcibly prevents the operation of the main processor det.
Solche Steuergeräte werden beispielsweise zur Steuerung und Regelung der Brenn kraftmaschine, als ABS-Steuereinheit zur Verhinderung des Durchdrehens von Rä dern im Kraftfahrzeug oder als Abstandssteuereinheit genutzt, die den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug erfasst und bei zu geringem Abstand entweder in die Regelung der Geschwindigkeit eingreift oder aber das Fahrzeug abbremst.Such control devices are used, for example, to control and regulate the combustion engine, as an ABS control unit to prevent the spinning of wheels used in the motor vehicle or as a distance control unit, the distance to detected a vehicle in front and either in the regulation of the speed intervenes or brakes the vehicle.
Es ist aber auch möglich, daß die zweite Recheneinheit zum Teil auch von der er sten Recheneinheit erfasste Betriebsdaten auswertet und das Ergebnis der Aus wertung an die erste Recheneinheit zurückmeldet.However, it is also possible for the second computing unit to also be partially used by the processor Most arithmetic unit evaluates recorded operating data and the result of the off reports back to the first processing unit.
Stellt nun die zweite Recheneinheit einen Fehler fest, so wird die erste Rechenein heit infolge eines Signals der zweiten Recheneinheit zurückgesetzt. Kann der Fehler der ersten Recheneinheit durch den Reset nicht behoben werden, liefert die erste Recheneinheit weiterhin falsche Daten, die über den Datenbus an andere Steuerge räte des Kraftfahrzeuges übertragen werden. Insbesondere bei Steuergeräten zur Abstandsmessung bzw. zur Abstandsregelung des Kraftfahrzeuges kann dies zu kritischen Auswirkungen in der Fahrsituation des Kraftfahrzeuges bis hin zu Unfällen führen.If the second arithmetic unit now detects an error, the first arithmetic becomes unit due to a signal from the second arithmetic unit. Can the mistake the first arithmetic unit cannot be remedied by the reset, the first delivers Computing unit continues to send incorrect data to other control units via the data bus Councils of the motor vehicle are transmitted. Especially for control units Distance measurement or for distance control of the motor vehicle can do this critical effects in the driving situation of the motor vehicle up to accidents to lead.
Aus der DE 41 07 330 C2 ist eine ebenfalls aus zwei Recheneinheiten bestehende Steuervorrichtung bekannt. Im Fehlerfall wird der Datenaustausch zwischen diesen beiden Recheneinheiten unterbrochen und das Stellglied abgeschaltet.From DE 41 07 330 C2 is also made up of two computing units Control device known. In the event of an error, the data exchange between them two processing units interrupted and the actuator switched off.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät anzugeben, wel ches sicher bei Vorliegen eines Fehlers abschaltbar ist.The invention is therefore based on the object of specifying a control unit which wel ches can be safely switched off in the event of an error.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des Pa tentanspruchs 1 gelöst.According to the invention the task is characterized by the characteristics of the Pa claim 1 solved.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die erste Recheneinheit infolge der Ab schalteinrichtung keine fehlerhaften Daten auf den Datenbus senden kann.The advantage of the invention is that the first processing unit due to the Ab switching device can not send faulty data on the data bus.
Vorteilhafterweise wird bei Ausgabe des Fehlersignales durch die zweite Rechen einheit die erste Recheneinheit infolge dieses Fehlersignales zurückgesetzt. Kann der Fehler durch den Reset behoben werden, so arbeitet das Steuergerät in ge wohnter Weise weiter. Führt der Reset der ersten Recheneinheit aber nicht zum gewünschten Ergebnis, so wird durch die erste Abschalteinrichtung sicher verhin dert, daß fehlerhafte Daten ausgegeben werden.When the error signal is output by the second processor, it is advantageous unit reset the first arithmetic unit as a result of this error signal. Can If the error is remedied by the reset, the control unit works in ge continued way. However, the reset of the first processing unit does not lead to desired result, it is prevented by the first shutdown device that incorrect data is output.
In einer Weiterbildung der Erfindung, ist eine Endstufe der elektronischen Einrich tung, über eine zweite Abschalteinrichtung mit der ersten und der zweiten Re cheneinheit verbunden, welche bei Anliegen des Fehlersignales der zweiten Recheneinheit und eines Freigabesignales der ersten Recheneinheit die Endstufe sperrt. Mit Hilfe dieser Anordnung wird nicht bloß die Datenausgabe an den Datenbus verhindert, sondern zusätzlich wird hierbei eine Ansteuerung der Endstufe verhindert, die Steilsignale für ein angeschlossenes Stellglied zur Beeinflussung des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeuges erzeugt.In a further development of the invention, a final stage is the electronic device tion, via a second shutdown device with the first and the second Re Chen unit connected which, when the error signal of the second Computing unit and a release signal of the first computing unit, the output stage locks. With this arrangement, not only the data output to the Data bus prevented, but in addition a control of the Power amplifier prevents the steep signals for a connected actuator Influencing the driving behavior of the motor vehicle generated.
Eine besonders einfache Ausführung gestattet die Anordnung der Endstufe der elektronischen Einrichtung im Steuergerät selbst.A particularly simple design allows the arrangement of the power amplifier electronic device in the control unit itself.
Um die Funktionstüchtigkeit der Prozessorüberwachung und Abschaltpfadprüfung zu gewährleisten, wird beim Starten des Kraftfahrzeuges geprüft, ob die zweite Recheneinheit die Datenbus-Deaktivierung und das Sperren der Endstufe der elektronischen Einrichtung durchführt.To ensure the functionality of the processor monitoring and shutdown path check To ensure, it is checked when starting the motor vehicle whether the second Processing unit the data bus deactivation and locking the power amplifier electronic device.
Vorteilhafterweise ist die zweite Recheneinheit nicht nur zur Überwachung der Funktionsweise der ersten Recheneinheit ausgebildet, sondern führt selbst einzelne Funktionen des Kraftfahrzeuges durch.Advantageously, the second arithmetic unit is not only for monitoring the Functionality of the first arithmetic unit trained, but leads itself through individual functions of the motor vehicle.
Insbesondere, wenn die erste Recheneinheit für die Abstandsregelung des Kraftfahrzeuges zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ausgebildet ist, weist die zweite Recheneinheit einen Abstandssensor auf, welcher Signale aussendet, die von dem vorausfahrenden Objekt reflektiert werden, wobei die zweite Rechenein heit die von dem Abstandssensor empfangenen reflektierten Signale auswertet und die ausgewerteten Daten an die erste Recheneinheit überträgt, welche in Abhängigkeit dieser ausgewerteten Daten die Endstufe der elektronischen Einrichtung ansteuert.In particular, if the first computing unit for the distance control of the Motor vehicle is designed to a preceding vehicle, the second arithmetic unit has a distance sensor which emits signals that be reflected by the preceding object, the second being evaluates the reflected signals received by the distance sensor and transmits the evaluated data to the first computing unit, which in Depending on this evaluated data, the final stage of the electronic Control device.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention permits numerous embodiments. One of them should be based on the figures shown in the drawing are explained in more detail.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1: Anordnung der Abstandsregeleinrichtung in einem Kraftfahrzeug Fig. 1: Arrangement of the distance control device in a motor vehicle
Fig. 2: prinzipieller Aufbau der Abstandsregeleinrichtung. Fig. 2: basic structure of the distance control device.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Identical features are identified by the same reference symbols.
In Fig. 1 ist an dem Stoßfänger 2 eines Kraftfahrzeuges 1 ein automatisches Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem 3 zur Einhaltung des Sicherheitsab standes von Fahrzeugen angeordnet. Über ein im Fahrzeug 1 vorhandenes Bussystem 4 ist das automatische Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem 3 beispielsweise mit dem Steuergerät der Motorsteuerung 5, dem Steuergerät der Bremse 7 und dem Steuergerät des Getriebes 8 verbunden. Elektronische Befehle, welche über das Bussystem 4 ausgetauscht werden, regulieren die Geschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug solange, bis der gewünschte Abstand erreicht ist.In Fig. 1, an automatic distance and speed control system 3 is arranged on the bumper 2 of a motor vehicle 1 to maintain the safety stand of vehicles. The automatic distance and speed control system 3 is connected, for example, to the control unit of the engine control unit 5 , the control unit of the brake 7 and the control unit of the transmission 8 via a bus system 4 present in the vehicle 1 . Electronic commands, which are exchanged via the bus system 4 , regulate the speed to the vehicle in front until the desired distance is reached.
Über eine Anzeigeeinheit 6, die ebenfalls von dem Geschwindigkeits- und Ab standsregelsystem 3 über das Bussystem 4 angesteuert wird, wird die aktuelle Geschwindigkeit und auch der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug ange zeigt. Das vorausfahrende Fahrzeug wird dabei über den Sensorstrahl 9 erfasst, welcher von einem Radarsensor 10 ausgesandt wird, der Bestandteil der Ge schwindigkeits- und Abstandsregeleinrichtung 3 ist. Via a display unit 6 , which is also controlled by the speed and distance control system 3 via the bus system 4 , the current speed and the distance to the vehicle in front is shown. The vehicle in front is detected by the sensor beam 9 , which is emitted by a radar sensor 10 which is part of the speed and distance control device 3 .
Wie in Fig. 2 dargestellt, bildet das automatische Abstands- und Geschwindig keitsregelsystem 3 eine bauliche Einheit zwischen Sensor 10, Sensorsignalaufbe reitungsanordnung 11 und Abstandsregelsystem 12. Dabei sind die Sensorsignal aufbereitungsanordnungen 11 als zweite Recheneinheit und das Abstandsregel system 12 als erste Recheneinheit ausgebildet.As shown in FIG. 2, the automatic distance and speed control system 3 forms a structural unit between sensor 10 , sensor signal processing arrangement 11 and distance control system 12 . The sensor signal processing arrangements 11 are designed as a second computing unit and the distance control system 12 as a first computing unit.
Das Abstandsregelsystem 12 weißt dabei eine Einrichtung zur Bestimmung einer zukünftigen Fahrspur des Fahrzeuges und einer Objektspur des Vergleichsobjek tes auf sowie einen Längsregler, der den tatsächlichen Abstand zu einem Re gelobjekt bestimmt, diesen mit einem vorgegebenen abgespeicherten Sollabstand vergleicht und bei Abweichung durch Eingriffe in die Motorsteuerung 5 oder die Bremse 7 bzw. das Getriebe 8 den Sollabstand zum Regelobjekt herstellt.The distance control system 12 has a device for determining a future lane of the vehicle and an object lane of the comparison object as well as a longitudinal controller which determines the actual distance to a control object, compares it with a predetermined stored target distance and, if there is a deviation due to interventions in the engine control 5 or the brake 7 or the transmission 8 establishes the target distance to the control object.
Der Sensor 10 sendet in regelmäßigen Abständen, zum Beispiel alle sechzig Millisekunden, in Fahrtrichtung des Fahrzeuges 1 Signale aus, welche von den Fahrzeugen, die sich im Sensorstrahl 9 befinden, reflektiert werden. Aus diesen reflektierten Signalen wird von der Recheneinheit 11 der Abstand, die Relativge schwindigkeit und die Beschleunigung der vorausfahrenden Fahrzeuge bestimmt. Diese Meßergebnisse werden von der Recheneinheit 11 über die Datenleitung 13 an die Recheneinheit 12 weitergegeben.The sensor 10 sends signals at regular intervals, for example every sixty milliseconds, in the direction of travel of the vehicle 1 , which signals are reflected by the vehicles located in the sensor beam 9 . From these reflected signals, the distance, the relative speed and the acceleration of the preceding vehicles are determined by the computing unit 11 . These measurement results are passed on from the computing unit 11 to the computing unit 12 via the data line 13 .
Darüber hinaus ist die Recheneinheit 11 über die Signalleitungen 14 und 15 mit der Recheneinheit 12 verbunden. Mittels eines in ihm abgelegten Softwarealgo rithmus, überwacht die Recheneinheit 11 die Arbeitsweise der Abstandsregelein richtung 12. Stellt die Recheneinheit 11 einen Fehler fest, so wird die "fail-save"- Leitung 15 angesteuert. Durch diese wird der Mikrorechner der Recheneinheit 12 zurückgesetzt. Die "fail-save"-Leitung 15 ist außerdem mit der Logikeinheit 16 verbunden, welche darüber hinaus mit dem Datenausgang-Ausgang T × D der Recheneinheit 12 verbunden ist. Der Ausgang der Logikeinheit 16 ist mit dem Datenbus 4 verbunden. In addition, the computing unit 11 is connected to the computing unit 12 via the signal lines 14 and 15 . By means of a software algorithm stored in it, the computing unit 11 monitors the operation of the distance control device 12 . If the computing unit 11 detects an error, the "fail-save" line 15 is activated. The microcomputer of the computing unit 12 is reset by this. The "fail-save" line 15 is also connected to the logic unit 16 , which is also connected to the data output output T × D of the computing unit 12 . The output of the logic unit 16 is connected to the data bus 4 .
Die Signalleitung 14 dient der Freigabe einer Endstufe 18, welche ebenfalls in der Geschwindigkeits- und Abstandsregeleinrichtung 3 angeordnet ist und die der Ansteuerung eines Stellgliedes 19, beispielsweise einer Bremse dient. Zwischen der Signalleitung 14 und der Endstufe 18 ist eine zweite Logikeinheit 17 angeordnet, deren zweiter Eingang mit einem Freigabeausgang FE der Rechen einheit 12 zur Endstufenfreigabe durch die Recheneinheit 12 verbunden ist.The signal line 14 is used to release an output stage 18 , which is also arranged in the speed and distance control device 3 and which is used to control an actuator 19 , for example a brake. Between the signal line 14 and the output stage 18 , a second logic unit 17 is arranged, the second input of which is connected to a release output FE of the computing unit 12 for output stage release by the computing unit 12 .
Stellt nun die Recheneinheit 11, welche der Überwachung der Recheneinheit 12 dient, einen Fehlerfall fest, so liefert sie über die Leitung 15 ein Signal an die Logikeinheit 16. Gleichzeitig wird durch dieses Signal ein Reset der Recheneinheit 12 ausgelöst. Ist dieser Reset nicht erfolgreich und liegt weiterhin am Datenaus gang T × D ein Datensignal an, unterbricht die Logikeinheit 16 die Verbindung zum Datenbus 4. Bei dieser Logikeinheit 16 handelt es sich um ein UND-Glied, wel ches nur bei Vorliegen zweier Eingangssignale schaltet.If the computing unit 11 , which is used to monitor the computing unit 12 , detects an error, it delivers a signal to the logic unit 16 via the line 15 . At the same time, a reset of the computing unit 12 is triggered by this signal. If this reset is unsuccessful and a data signal is still present at data output T × D, logic unit 16 interrupts the connection to data bus 4 . This logic unit 16 is an AND gate, which switches only when two input signals are present.
Zusätzlich zu der Überprüfung des Mikroprozessors, wird von der Recheneinheit 11 ein Endstufenfreigabesignal über die Leitung 14 gesendet. Im Fehlerfall bleibt dieses Endstufenfreigabesignal aus. Bleibt das Freigabesignal auch von der Recheneinheit 12 aus, so wird die Endstufenansteuerung der Endstufe 18 blei bend für den gesamten Fahrzyklus unterbrochen. Die Logikeinheit 17 ist dabei äquivalent zur Logikeinheit 16 ausgebildet.In addition to checking the microprocessor, the computing unit 11 sends an output stage enable signal via the line 14 . In the event of an error, this output stage enable signal is not sent. If the enable signal also remains from the computing unit 12 , the output stage control of the output stage 18 is interrupted for the entire driving cycle. The logic unit 17 is designed equivalent to the logic unit 16 .
Um festzustellen, ob die Recheneinheit 11 die CanBus-Deaktivierung unter Sperren der Endstufe auch richtig durchführt, wird einmalig vorzugsweise beim Starten der Steuereinheit während der Initialisierungsphase der beiden Rechen einheiten geprüft, ob diese Befähigung vorliegt.In order to determine whether the computing unit 11 also correctly carries out the CanBus deactivation by locking the output stage, a check is preferably carried out once when the control unit is started during the initialization phase of the two computing units to determine whether this capability is present.
Mit dieser einfachen Einrichtung wird eine sichere Abschaltung des Abstands- und des Geschwindigkeitsregelsystems 3 von anderen Systemen des Kraftfahrzeuges gewährleistet, die dann auch ohne Abstandsregeleinrichtung voll funktionstüchtig sind.With this simple device, a safe disconnection of the distance and speed control system 3 from other systems of the motor vehicle is ensured, which are then fully functional even without a distance control device.
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