CN106371382B - 用于使车辆的电操控的组件停止运行的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，其中，所述组件（202）由操控电路（140）操控，所述操控电路从所述计算单元（110）接收至少一个操控信号并且根据所述至少一个接收到的操控信号来操控所述组件（202），其中，所述计算单元（110）在操控接头（111）处发出所述至少一个操控信号，其中，所述计算单元（110）设立用于，在故障情况下在所述操控接头（111）处发出具有限定的电平的故障信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在计算单元的故障情况中使车辆的电操控的组件停止运行的方法以及一种用于执行该方法的计算单元和计算机程序。
背景技术
在燃烧马达（汽油和柴油）的马达控制器中，用于确定力矩的喷射由作为计算单元的微控制器来控制。所述微控制器经由其输出端口操控连接在后面的操控电路、尤其形式为具有末级(Endstufen)（所谓的喷射末级功能块）的、根据应用特定的集成电路（ASIC），所述电路又操控喷射阀（喷射器），也就是说，通常以限定的方式和方法与能量源或者说电源连接。喷射器的操控和合适的操控电路原则上是已知的、例如由DE 100 22 956 A1公开。
喷射系统属于对于安全性重要的系统，对于这样的系统安全性设计方案是有利的。该安全性设计方案例如能够以多层设计方案形成。对于车辆中在安全性方面关键的功能单元而言、例如对于电子的马达进气控制系统（EGAS）而言，例如能够使用所谓的3层设计方案以用于在运行的控制器中的安全性监控。在此重要的是在控制器内部功能计算器（计算单元，中央处理器（CPU））与单独的监控模块（UM或者说Watchdog）之间的相互监控。功能计算器和监控模块经由问/答通讯进行通讯并且能够在故障情况下切断控制器中的功率末级，所述功率末级设置用于运行功能单元，并且由此保证了车辆的安全性。对于实际的电子的马达进气控制系统而言，全部功能软件和监控软件都位于控制器中，如其由DE 44 38714 A1所公开的那样。
为了保证安全性，在故障情况下，例如当计算单元失灵时，喷射系统应当经由冗余的切断路径被转换到安全的状态中。所述监控模块能够在故障情况下例如通过停用PIN码（Disable-Pin）来使喷射末级功能块解除激活，由此在其中借助于内部的逻辑电路使所有单个的喷射末级都解除激活，以便使喷射器停止运行。作为冗余的路径，例如在柴油系统中能够使用压力调节阀。如果所述压力调节阀打开，能够不喷射处于压力下的燃料。然而，这种方法并不是一直能够使用的，因为这些组件并不一直被阻塞。
通常每个行驶循环还应当至少一次对所述切断路径在其功能性方面进行查验。然而，这对于大多已知的切断路径来说是耗费非常多的。
发明内容
根据本发明提出具有独立权利要求的特征的、用于在计算单元的故障情况中使车辆的电操控的组件停止运行的方法以及用于执行该方法的计算单元和计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求的以及下文中的说明的主题。
本发明提出一种新的切断路径，其既适用于车辆的所有由计算单元借助电操控信号来操控的组件并且此外还能够简单地来测试。
如果所述组件是喷射器，那么本发明尤其适用于所有类型的燃烧马达（即尤其既适用于奥托（汽油）也适合于柴油）。所述切断路径能够非常快速并且简单地在没有额外测试步骤并且由此没有时间耗费的情况下进行测试。所述测试尤其能够在非常早的时刻、甚至在喷射系统初始化之前在控制器起动过程中就已经实施了。一些迄今为止非常复杂的、容易发生故障的并且与喷射系统类型有关的接口能够用上述解决方案替代。
所述切断路径此外能够在没有额外的连接部的情况下实现。操控线路本就已经存在并且只需以匹配的方式进行配置。
为了操控车辆中的电操控的组件，通常多个集成电路共同作用。例如，喷射器的操控借助于特定的操控电路（ASIC）引起，所述特定的操控电路负责操控的具体流程，其中上一层的计算单元经由触发线路（通常每个喷射器有一个自身的触发线路）上的触发信号（例如上升沿）触发每个单个的操控。在故障情况下，在该实施例中触发线路被自动置于固定的电平、尤其是高电平(HIGH电平)，从而不再能够触发喷射。采用高电平作为故障信号是特别有利的，因为由此能够覆盖具有任意电平的信号。所提出的切断路径尤其能够用作相对于现有技术中已知的切断路径来说冗余的切断路径。
本发明原则上用于覆盖所有类型的操控信号，除了触发信号外尤其还适用于模拟信号或数据信号（例如控制器局域网络（CAN），车载网络标准（FlexRay），以太网（Ethernet），串行外设接口（SPI，Serial Peripheral Interface），微秒级通道（MSC，MicroSecond Channel）等）。
操控例如能够包括: 用于操控的操控电路中组件与能量源-在操控喷射器时例如是电源-连接。操控电路中组件尤其能够直接经由内部的末级（例如开漏（open drain））与能量源相连接，就像这例如在用于汽油进气管喷射的喷射器中的情况一样。
本发明能够特别有利地利用申请人的新生代控制器MDG1实现，因为这种新生代控制器、更准确地说是所配属的中央计算单元（微控制器，Microcontroller）提供了所谓的PES-特征（端口紧急停止，Port Emergency Stop），其中任意的微控制器端口（接头）、也就是尤其还有用于喷射的触发端口能够以下述方式配置，使得其在故障情况下被自动置于高电平。在此，故障情况例如通过由监控模块做出的故障反应或计算器故障触发。识别计算器故障是通过微控制器内部的EMM（错误管理模块，Error Management Modul）实现的，没有任何软件介入。该计算器内部的模块累计计算器内部的故障并且提供下述可能性：即相应地以可配置的故障反应对所述故障予以反应。在计算器特定领域中，这种模块例如用“FCCU”或“SMU”表示。由此使得汽车处于安全的状态中。
优选以下述方式查验停止运行的功能性：即在操控接头上发出具有高电平的故障信号，与此同时发出具有低电平的测试信号，并且随后查验所产生的总信号。如果所述总信号有高电平，那么这表示：测试信号被故障信号覆盖并且所述停止运行具备功能性。优选地，在发出具有高电平的故障信号之前仅发出具有低电平的测试信号并且首先检查实际上是否施加了低电平。
根据本发明的计算单元、例如机动车的控制器的微控制器尤其在程序技术方面设立用于执行根据本发明的方法。
以计算机程序的形式实现本方法也是有利的，因为尤其当实施的控制器还用于其它的任务并且因此本来就存在时，这引起特别低的成本。用于提供计算机程序的合适的数据载体是尤其磁的、光的和电的储存器，如例如硬盘、闪存器、EEPROM、DVD等等。通过计算机网络（因特网（Internet）、内联网（Intranet）等）下载程序也是可行的。
本发明其他的优点和设计方案由本发明的说明书和附图得出。
附图说明
本发明借助附图中的实施例示意性地示出并且在下文中参照附图进行说明。
图1示意性地并且以线路图的方式示出了一种喷射系统，在所述喷射系统中实行本发明的一种优选的实施方式。
具体实施方式
在图1中示意性地并且以线路图的方式示出并且整体以1表示一种喷射系统，在所述喷射系统中实行本发明的一种优选的实施方式。
所述喷射系统1用于为内燃机2供给燃料。由所述喷射系统1示出马达控制器100以及燃料高压区域200，所述燃料高压区域具有高压存储器（共轨，Common-Rail）201、安装在所述高压存储器上的压力调节阀204、喷射器202和所配属的输入管203。
所述控制器100此外尤其具有构造为微控制器110的计算单元、监控模块120、例如构造为ASIC的末级电路130以及例如构造为ASIC的、用于喷射器202的操控电路140。
所述计算单元110在程序技术方面设立用于，提供所述马达控制器100的功能性并且在此尤其操控所述喷射器202。为了操控所述喷射器202存在着操控电路140，所述操控电路根据在此四个构造为触发线路115的操控线路来操控所述喷射器202，尤其与不同大小的电源连接，正如其原则上在现有技术中所公开的那样。为此，在所述触发线路115上将触发信号从所述计算单元110传输至所述操控电路140处，其中对于每个有待操控的喷射器202来说都存在有自身的操控线路115。所述操控线路115与所述计算单元110的操控接头111连接。
操控的具体流程、也就是以什么样的电压大小对所述喷射器加载多长时间由所述操控电路140按照内部的程序编码预先给定。所述程序编码尤其同样由所述计算单元110经由另外的（没有示出的）连接部、如总线（Bus）传输至所述操控电路140。
所述监控模块120设立用于，监控所述计算单元110并且在故障情况下使所述计算单元解除激活。为了提高监控可靠性，出于冗余原因在故障情况下由监控模块120使所述末级电路130（只要其对于转矩重要（Momentenrelevant））也解除激活。在此，所述监控模块120经由所述末级电路130通过信号线路118也能够使所述操控电路140解除激活。同时，所述计算单元110也能够在故障情况下使所述末级电路130以及此外也使所述操控电路140解除激活。相应的信号线路116、117在图中示出。
所述末级电路130例如与所述高压存储器201处的压力调节阀204连接。在所述末级电路130解除激活的情况下，所述压力调节阀204也由此打开，从而使得所述高压存储器201中的压力下降并且与之相应地使得燃料借助于所述喷射器202的喷射不再能够被执行。
为了即使在不具有用于切断的压力调节阀的系统中也实现冗余的切断路径，所示出的实施方式具有根据本发明的一种优选的实施方式的切断路径，其中所述计算单元110的操控接头111以下述方式设立，即使得所述操控接头在故障情况下持续地发出高电平。随后不再能够经由所述操控接头111发出触发信号，从而使得这同样引起，燃料不再能够经由所述喷射器202喷射。所述操控接头111能够基于不同的故障识别源实施故障反应-高电平：
a) 所述监控模块120识别所述计算单元110中的故障（通过监控模块120和计算单元110之间经由在此构造为SPI/MSC-总线的连接部119的问答通讯）并且激活所述切断路径117，所述切断路径经由路径116将故障信号直接发送至所述计算单元处。经由PES-配置，通过错误-个人识别码-激活（Error-Pin-Aktivierung）使所述操控接头111自动地解除激活。对于该切换而言，丝毫不需要所述计算单元的软件功能。
b）所述计算单元110通过安全（safety）机构（片上自身监控装置(Eigenüberwachungen-on-chip)）识别出例如像指令故障、存储器故障（ECC..）这样的故障并且经由EMM激活所述操控接头。
在图中示出的冗余的切断路径是有利的，因为随着激活切断路径，任何其他的喷射或者说转矩建都立即并且无时间延迟地被中断并且丝毫不存在对于运行状态的依赖性。
如果出于安全原因检查所述切断路径是必要的或者有利的，那么这能够优选提前进行或者说在控制器100（尤其在行驶开始之前）被供电之后立即进行。在这种起动时，在现有技术中总归会执行各种不同的测试和检查。尤其能够在操控电路140开始运行之前特别简单地查验切断路径的功能性。在这种情况中，还能够任意地设置操控线路115上的信号电平，而不会对内燃机2产生影响。
为了示例性的检查，操控接头111首先尤其被配置为GPIO（万能输入/输出），并且将具有低电平（LOW电平）的测试信号发出到操控接头111中的每个接头处。随后有利地查验：是否实际上也在所述操控接头111处施加了低电平。
此外，以下述方式配置所述操控接头111，即使得其在故障情况下发出具有高电平的故障信号（例如PES）。
随后，对故障信号进行模拟并且查验在所述操控接头111处实际所发出的信号。如果该信号是具有高电平的信号，那么就确认切断路径的功能性。
随后，再按照常规配置所述操控接头111，也就是说以下述方式配置所述操控接头，即使得用于操控喷射器202的触发信号被发出。
如果用于所述操控接头111的故障配置或者说PES-配置在控制器100的其他起动运行过程中以及其他起动过程中是有阻碍的，那么能够使其暂时地解除激活直至达到正常运行。
然而，如果最后达到正常运行（也就是说，尤其所有示出的组件110至140都处于待运行状态），那么最迟再以下述方式配置所述操控接头111，即使得其在故障情况下持续发出具有高电平的故障信号。
本发明能够不仅用于与喷射系统相关的操控线路，而且还能够用于切断数据传输线路如例如CAN、FlexRay或Ethernet传输等等，尤其当其应当传输对于监控重要的信息并且在计算单元的故障情况下应当被切断时。
Claims (13)
1.用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，
其中，所述组件（202）由操控电路（140）操控，所述操控电路从所述计算单元（110）接收至少一个操控信号并且根据所述至少一个接收到的操控信号来操控所述组件（202），
其中，所述计算单元（110）在操控接头（111）处发出所述至少一个操控信号，
其中，所述计算单元（110）设立用于，在故障情况下在所述操控接头（111）处发出具有限定的电平的故障信号。
2.根据权利要求1所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，其中，所述至少一个操控信号是触发信号、模拟信号或者数据信号。
3.根据权利要求1或2所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，其中，所述计算单元（110）设立用于，在故障情况下在所述操控接头（111）处发出具有高电平的故障信号。
4.根据权利要求1或2所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，其中，用于操控的操控电路（140）的组件（202）与能量源连接。
5.根据权利要求4所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，其中，所述操控电路（140）的组件（202）直接通过内部的末级与能量源连接。
6.根据权利要求1或2所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，其中，以下述方式查验所述停止运行的功能性，即在所述操控接头（111）处发出具有低电平的测试信号，随后发出具有高电平的故障信号并且查验所得到的总信号。
7.根据权利要求1或2所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，其中，所述计算单元（110）是微控制器。
8.根据权利要求1或2所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，其中，所述操控电路（140）是ASIC。
9.根据权利要求1或2所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，其中，所述组件（202）是内燃机（2）的喷射器、集成的电路、微控制器或者计算单元。
10.根据权利要求1或2所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，其中，故障情况由在所述计算单元（110）上一层的监控模块（120）来确定。
11.根据权利要求1或2所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法，其中，故障情况由所述计算单元（110）的故障监控过程来确定。
12.计算单元（110），所述计算单元设立用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法。
13.机器可读的存储器介质，具有存储在其上的计算机程序，当所述计算机程序在计算单元（110）上实施时，所述计算机程序使所述计算单元（110）执行根据权利要求1至11中任一项所述的用于在计算单元（110）的故障情况中使车辆的电操控的组件（202）停止运行的方法。
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