DE10049526A1 - Emulationsmodul zur Generierung von Signalen zur Erfassung von Fahrsituationen - Google Patents
Emulationsmodul zur Generierung von Signalen zur Erfassung von FahrsituationenInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Bereitstellen von Signalen für Fahrzeugsysteme (25, 26, 27, 28). Diese generiert unter Berücksichtigung äußerer Einflüsse Ansteuerungssignale (6) für Aktoren (11) für Fahrzeugsysteme (14). Ein Schätzmodul (7, 36) erfaßt Eingangssignale (5, 33) von Sensoren (4, 16, 22) für äußere Einflüsse und stellt darauf ermittelte, die augenblickliche Fahrsituation charaterisierende Größen (8, 37), Fahrzustandsregler (9) aller Fahrzeugsysteme (25, 26, 27, 28) zur Verfügung.
Description
In modernen Kraftfahrzeugen werden heute zunehmend Fahrzeugsysteme wie ESP, ABS,
TCS und so weiter eingesetzt, die eine Schnittstelle zum Fahrzeug, die Sensoren, benöti
gen. Mittels der Sensorik rechnet jedes einzelne System diejenigen Bewegungsgrößen aus,
die es regeln soll. Die Sensorinformation erfahren teilweise eine aufwendige Verarbeitung,
um so Basisinformationen wie die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund be
rechnen zu können. Andere im Kraftfahrzeug vorhandene Systeme bestimmen zum Teil
identische Größen, so daß identische physikalische Größen mit unterschiedlichen Werten
belegt sein können.
EP 0 613 428 B1 betrifft ein Bussystem. Dieses ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und
umfaßt eine mehrere Steuergeräte miteinander verbindenden Bus. Die auf den Bus übertra
genen Daten werden in einer zentralen Einrichtung ausgewertet. Die Einrichtung ist als
Datenmodul ausgebildet, durch welches die auf den Bus übertragenen Daten ausgelesen
und aus ihnen zeitunkritische Informationen erzeugt werden. Diese Informationen werden
als Nachrichten mit geringer Sendewiederholfrequenz über den Bus ausgegeben, wobei sie
von den einzelnen Steuergeräten bei Bedarf dem Bus entnommen werden können.
DE 39 17 979 C2 bezieht sich auf eine Emulationsvorrichtung für ein Steuergerät, insbe
sondere ein Zünd- und/oder Einspritzsteuergerät für Brennkraftmaschinen. Es sind ein
Mikroprozessor und ein Daten-/Programm-Lesespeicher (EPROM oder dergleichen) vor
gesehen, wobei eine Datenmanipulationsvorrichtung integriert ist, die einen Schreib-
/Lesespeicher (RAM) aufweist. Der Schreib-/Lesespeicher ist mit einem Mikroprozessor
verbunden und ein externes, an eine insbesondere serielle Schnittstelle des Steuergerätes
anschließbares Bediengerät ist zur Veränderung von Daten des Schreib-/Lesespeichers vor
gesehen. Die im Gehäuse des Steuergerätes angeordnete Daten-Manipulationsvorrichtung
weist eine Umschaltvorrichtung zur Umschaltung des Lesezugriffs auf den Schreib-
/Lesespeicher oder den Daten-/Programm-Lesespeicher auf, wobei der Schreib-
/Lesespeicher über Busleitungen mit dem Mikroprozessor verbunden ist.
Je mehr Sensoren zur Erfassung von Signalen an Kraftfahrzeugen vorgesehen werden,
desto aufwendiger gestaltet sich die Architektur zur Verarbeitung der sich einstellenden
Sensorinformationsflut. In heutigen Fahrzeugsystemen wie beispielsweise dem ESP-
Fahrzeugsystem werden etwa 10% des Programmcodes nur durch die Bestimmung von
Basisinformationen
wie der Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund benötigt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit über
Grund wird auch in anderen Fahrzeugsystemen so beisipelsweise dem ABS-System um nur
eines zu nennen, nochmals berechnet, so daß eine redundante Information vorliegt. Es kann
vorkommen, daß in einem Kraftfahrzeug die gleichen physikalischen Größen von ver
schiedenen Fahrzeugsystemen wie den eben angesprochenen Fahrzeugsystemen ESP und
ABS gleichzeitig mit unterschiedlichen Werten belegt sind. Innerhalb jedes einzelnen Sys
tems werden die Sensoren daraufhin überprüft, ob deren Signale plausibel sind. Eine solche
Systemarchitektur bleibt bei einer beschränkten Anzahl von Sensoren überschaubar. Mit
zunehmender Anzahl von Sensoren hat jeder Regler eines jeden Fahrzeugsystems mehr
und mehr Informationen zu verarbeiten, sodaß der dafür erforderliche Rechenaufwand pro
portional, im vorliegenden Falle quadratisch zur Anzahl der Sensoren anwächst.
Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile sind vor allem daran zu erbli
cken, daß eine mehrfache Berechnung relevanter physikalischer Größen, wie der tatsächli
chen Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund nunmehr ausgeschlossen ist und Plausibilitäts
prüfungen in verschiedenen Fahrzeugsystemen nunmehr entfallen können. Durch die Integ
ration eines Schätzmoduls kann die Fahrzeugbewegung nährungsweise beschrieben wer
den, es lassen sich ferner äußere Störgrößen mittels der zur Verfügung stehenden Sensorik
beschreiben, so daß diese Daten allen im Kraftfahrzeug vorhandenen Reglern der verschie
denen Fahrzeugsystemen zur Verfügung gestellt werden können.
Die augenblickliche Fahrzeugbewegung kann durch die Erfassung äußerer Einflüsse, wie
dem Erkennen von Aquaplaning, der Erkennung einer Steilwand, der Erkennung einer ge
neigt verlaufenen Fahrbahn, einer Reibwertpotentialabschätzung in Bezug auf den Fahr
bahnbelag, der Seitenwinderfassung, der Fahrspurerkennung sowie der Detektion des Ab
standes vom Vordermann mit größerer Zuverlässigkeit durch ein diese Einflüsse berück
sichtigendes Schätzmodul bestimmt werden. Das Schätzmodul (Kalman-Bucy-Filter, Zu
standsautomat), erfaßt die äußeren Stellgrößen über die im Kraftfahrzeug ohnehin bereits
vorhandene Sensorik, so daß Regelgrößen gebildet werden können, die allen Reglern aller
Fahrzeugsysteme zur Verfügung gestellt werden können. Das Schätzmodul generiert auch
solche Signale, die als Eingangssignale aller Regler dienen können und sichert so das Vor
liegen von Eingangssignalen für solche Regler, deren spezielle Sensorik fortgefallen sein
kann. Das Schätzmodul, welches den verschiedenen im Kraftfahrzeug vorgesehenen Fahr
zeugsystemen hierarchisch übergeordnet sein kann, übernimmt die Bereitstellung die aktu
elle Fahrsituation beschreibender Größen, so daß diese als Regelgrößen individuellen Fahr
zustandsreglern der einzelnen Fahrzeugsysteme vorgegeben werden können. Die jeweiligen
Fahrzustandsregler der individuellen Fahrzeugsysteme erhalten die Sollwerte der Regel
größen vom Fahrer des Fahrzeugs. Die Ausgangssignale der Fahrzustandsregler werden in
Ansteuersignale für Aktuatoren umgewandelt, die als Vorgaben des Fahrers unter Berück
sichtigung der aktuellen Fahrsituation, eingeschätzt durch das Schätzmodul, umsetzen.
In Sensierungseinheiten oder an den einzelnen Fahrzeugkomponenten aufgenommene Sen
soren sind beispielsweise Drehraten- und Beschleunigungen erfassende Sensoren, Rad
drehzahlsensoren, Lenkwinkelsensoren, Bremsvordrucksensoren, die ACC-Sensorik sowie
Radar- und Ultraschallsensoren zur Bestimmung des Abstandes zum vorausfahrenden
Fahrzeug beispielsweise. Als Fahrzeugsysteme sind zu nennen ABS, TCS und ESP sowie
weitere Systeme.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 Den Aufbau und die Funktionsweise heutiger Fahrzeugsysteme,
Fig. 2 die Funktionsweise von Fahrzeugsystemen mit Schätzmodulen in einer
ersten Ausbaustufe,
Fig. 3 die Funktionsweise von Fahrzeugsystemen, deren Sensierungseinheit ein
mit einem Datenbus zusammenarbeitendes Schätzmodul enthält,
Fig. 4 eine Signalübertragungsarchitektur mit einer einen Mikrokontroller auf
weisenden Sensierungseinheit, die ein Schätzmodul enthält, wobei Mik
rokontroller und Schätzmodul mit einem Mehrbussystem uni- und bidi
rektional Daten austauschen und
Fig. 5 eine mit in eine Sensierungseinheit integriertem Mikrokontroller und
Datenbus.
Fig. 1 zeigt Aufbau und Funktionsweise eines Fahrzeugsystemes, wie es bei heutigen
Kraftfahrzeugen Anwendung findet.
Die vom Fahrer 1 ausgehende Sollwertvorgabe 2 von Signalen für einen jeweils in einem
Fahrzeugsystem 14 aufgenommenen Fahrzeugregler 9 stehen dem in einem Steuergerät 6
aufgenommenen Fahrzustandsregler 9 als Eingangssignale zur Verfügung. Über externe
Sensoren 4, die Eingangssignale 3 erfassen, werden Ausgangssignale 5 generiert, die einem
im Steuergerät 6 des Fahrzeugsystems 14 enthaltenen Schätzmodul 7 zugeführt werden.
Daneben erhält das Schätzmodul Eingangssignale von Sensoren 16, die in das Steuergerät
6 integriert sein können. Deren Ausgangssignale werden im Steuergerät unmittelbar verar
beitet. Die Ausgangssignale 17 der im Steuergerät 6 integrierten Sensoren 16 werden aus
erfaßten Eingangssignalen 13 generiert. Steuergeräteseitig werden dem Fahrzeugsystem 14
zugeordnete Aktoren 11 beaufschlagt; dazu dienen die Ausgangssignale 10 des Fahrzu
standsreglers 9 des entsprechenden Fahrzeugsystemes 14. Der mit dem Ansteuersignal 10
des Fahrzustandreglers 9 beaufschlagte Aktor 11 generiert Aktorausgangssignale 12, wie
beispielsweise Ansteuersignale für einen Bremskraftverstärker oder eine hydraulische
Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug oder den Schlupf oder die Momentenverteilung im
Antriebsstrang an Haftung zur Fahrbahn aufweisende sowie an gerade durchdrehende Rä
der des Kraftfahrzeuges.
Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 geht die Funktionsweise von Fahrzeugsystemen mit
Schätzmodulen in einer ersten Ausbaustufe näher hervor.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Systemarchitektur werden vom Fahrer 1 durch sein Fahr
verhalten Sollwertvorgaben 34 generiert, die den einzelnen in einem Kraftfahrzeug aufge
nommenen Fahrzeugsystemen 25, 26, 27 bzw. 28 als separate Sollwertvorgaben zugeführt
werden. Solche Sollwerte können beispielsweise der Bremsdruck, der Lenkeinschlag Fahr
geschwindigkeit, Beschleunigungsverhalten oder dergleichen sein. In einem Kraftfahrzeug
als Fahrzeugsysteme 25, 26, 27 bzw. 28 vorhandene Systeme können beispielsweise ein
ABS-System, ein ESP-System oder eine Traktionskontrolle TCS sein. Jedes dieser ange
sprochenen Fahrzeugsysteme 25, 26, 27, 28 umfaßt eni Steuergerät, welches einen Fahrzu
standsregler 9 enthält. In jedem Steuergerät eines jeden der aufgestellten Fahrzeugsysteme
25, 26, 27, 28 ist darüber hinaus ein Schätzmodul 7 enthalten. Dem Schätzmodul werden
Eingangssignale 17 von unmittelbar am Steuergerät der einzelnen Fahrzeugsysteme 25, 26,
27, 28 untergebrachten Sensoren 16 zugeführt. Ferner werden dem Schätzmodul jeweils
Ausgangssignale 5 eines Sensors 4 zugeführt sowie Signale von Einzelsensoren 22, die in
einer Sensierungseinheit 21 aufgenommen sind.
Die in der Sensierungseinheit 21 aufgenommenen Einzelnsensoren 22 legen über eine Da
tenübertragungsleitung 23 die Ausgangssignale der Einzelsensoren 22 auf einen hier nur
schematisch wiedergegebenen Datenbus 20. Von diesem zweigen über individuell konfigu
rierte Datenabzweige 24 einzelne Datenübertragungsleitungen seien sie bidirektional oder
unidirektional konfiguriert zu den einzelnen Fahrzeugsystemen 25, 26, 27 und 28 ab. So
stehen sämtliche erfaßten Sensorsignale 23 der Sensierungseinheit 21 für alle Fahrzeug
systeme zur Verfügung, so daß von Fahrzeugsystem zu Fahrzeugsystem individuell auf den
Datenbus 20 zugegriffen werden kann und die einzelnen für die jeweiligen Schätzmodule 7
relevanten Informationen und Daten zur Bestimmung der augenblicklichen Fahrsituation in
das Schätzmodul 7 eingehen.
In diesem werden von Fahrzeugsystem zu Fahrzeugsystem unterschiedlich Regelgrößen-
Istwerte 8 ermittelt, die eingangsseitig den Fahrzustandsregler 9 eines jeden der Fahrzeug
systeme 25, 26, 27 oder 28 zugeführt werden. Je nach Konfiguration der einzelnen Fahr
zeugsysteme werden in den Fahrzustandsreglern 9 Aktoransteuersignale 33 generiert. Die
Ansteuersignale 33, die von Fahrzustandsregler zu Fahrzustandsregler 9 pro Fahrzeugsys
tem 25, 26, 27 bzw. 28 durchaus unterschiedlich sind, werden den Fahrzeugsystemen 25,
26, 27, 28 jeweils individuell zugeführten Aktoren 29, 30, 31 bzw. 32 zugeleitet. Die Akto
ren generieren ihrerseits Steilsignale oder Ansteuersignale für die Bremsanlage, die Mo
mentenverteilung im Antriebsstrang bei durchdrehenden Rädern, die Bremsintervalle an
steuernde Signale sowie Signale in Bezug auf die Lenkeinrichtung. Ferner können bei
spielsweise auch Warnsignale durch die Aktoren generiert werden wenn festgestellt wird,
daß bei einer bestimmten Geschwindigkeit der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug zu
gering geworden ist.
Mittels des in den Fahrzeugsystemen 25, 26, 27 bzw. 28 integrierten Schätzmoduls 7 läßt
sich eine Anpassung der einzelnen Fahrzeugsysteme an äußere Störungen verwirklichen.
Die äußeren Störeinflüsse sind durch das Auftreten von Aquaplaning, durch sich ändernde
Fahrbahnneigungen, Änderungen in der Fahrbahnbeschaffenheit, auftretenden Seitenwind,
den Abstand zum Vordermann sowie der Fahrspurerkennung zu sehen. Mittels des erfind
nugsgemäß konfigurierten Schätzmodules 7, welches diese äußeren Einflüsse sensiert und
bei der Ermittlung der augenblicklich vorliegenden Fahrsituation berücksichtigt, werden
Regelgrößen 8 generiert, die in hohem Maße mit den tatsächlichen Fahrzustand des betref
fenden Kraftfahrzeuges übereinstimmen.
Werden die Fahrzeugbewegung sowie die äußeren Störgrößen zentral mittels der zur Ver
fügung stehenden Sensorik 4, 16, 22 der Sensierungseinheit 21 zentral beschrieben, können
diesen Daten allen Fahrzeug aufgenommenen Fahrzustandsreglern 9 zur Verfügung gestellt
werden. Das Schätzmodul 7 trägt im hohem Maße dem Umstand Rechnung, daß in den
einzelnen Fahrzeugsystemen je nach Konfiguration Eingangsgrößen benötigt werden, die
von bestimmten Sensoren zur Verfügung gestellt werden. Bei Fortfall der entsprechenden
Sensoriken blieben diese Regler ohne Eingangssignal und wären nicht im Stande, die ihnen
zugedachten Aufgaben zuverlässig zu verrichten. Daher lassen sich über das Schätzmodul
7 in Kenntnis der äußeren Störungen und in Kenntnis der fahrerseitig vorgegebenen Soll
werte 2, 34 auch Ausgangssignale solcher Sensoriken generieren, die im Fahrzeug nicht
mehr vorhanden sind, so daß die entsprechenden Regler, die diese Ausgangssignale als
Eingangssignale benötigen, zuverlässig arbeiten.
Fig. 3 zeigt die Funktionsweise von Fahrzeugsystemen, deren Sensierungseinheit ein mit
einem Datenbus zusammenarbeitendes Schätzmodul enthält.
Auch bei der in Fig. 3 wiedergegebenen Konfiguration werden Fahrzustandsregler 9, die
in unterschiedlichen Fahrzeugsystemen 25, 26, 27 bzw. 28 aufgenommen sind, mit Soll
wertvorgaben 2 seitens des Fahrers belegt. Die einzelnen individuellen Fahrzustandsregler
9 generieren an Aktoransteuersignale 33 die jeweiligen Aktoren 29, 30, 31 und 32, die in
dividuell den einzelnen Fahrzeugsystemen zugeordnet sind, aufgegeben werden. Die ange
sprochenen Aktoren 29, 30, 31, 32 der verschiedenen Fahrzeugsysteme 25, 26, 27 und 28
generieren daraus Stellsignale für nachgeordnete Stelleinheiten. Eingangsseitig werden die
Fahrzeugsystem individuellen Fahrzustandsregler 9 über Datenübertragnugsleitnugen 24
mit Daten gefüttert, die auf einem Datenbus 20 zur Verfügung stehen.
Der Datenbus 20 seinerseits wird über von einer modifizierten Sensierungseinheit 35 er
haltene Regelgrößen-Istwerten 8 bzw. 37 belegt, welche von einem in der modifizierten
Sensierungseinheit 35 aufgenommenen Schätzmodul 36 generiert werden. Das in der modi
fizierten Sensierungseinheit 35 aufgenommene Schätzmodul 36 wiederum erhält seine äus
sere Einflüsse sensierenden, die Beschreibung der augenblicklichen Fahrsituation charakte
risierenden Signale von Sensoren 4, die außerhalb der Sensierungseinheit 35 angeordnet
sein können, sowie von in der Sensierungseinheit 35 aufgenommenen Sensoren 16. Die
jeweiligen Ausgangssignale 5 bzw. 17 der Sensoren 4 bzw. 16 dienen der dem in der modi
fizierten Sensierungseinheit 35 aufgenommenen Schätzmodul 36 jeweils als Eingangssignale.
Daraus ermittelt das Schätzmodul 36 die auf den Datenbus 20 zur Verfügung zu stel
lenden Regelgrößen-Istwerte 8 bzw. 37, die vom Datenbus 20 an individuellen Datenab
zweigen 24 zu den einzelnen auf den Datenbus 20 zugreifenden Fahrzeugsystemen 25, 26,
27 bzw. 28 zur Verfügung gestellt werden.
Die Ermittlung der den augenblicklichen Fahrzustand charakterisierenden äußeren
Einflußgrößen erfolgt demnach durch eine Vielzahl von Sensoren 4 bzw. 16, sei es intern
oder extern am Fahrzeug, so daß die diese Daten an einer zentralen Stelle, d. h. dem
Schätzmodul 36 verarbeitet werden können. In diesem werden physikalische Größen be
stimmt, welche als Regelgrößen-Istwerte 8 bzw. 37 den einzelnen Fahrzustandsreglern 9
der einzelnen Fahrzeugsysteme 25, 26, 27 bzw. 28 aufgegeben werden können. Damit er
folgt die Ermittlung von physikalischen Basiswerten lediglich einmal, so daß eine redun
dante Ermittlung der Größen in verschiedenen Fahrzeugsystemen 25, 26, 27 und 28, die
aus bisherigen Lösungen aus dem Stand der Technik mitunter gleichzeitig erfolgte, nun
mehr entfallen kann. Damit entfällt auch die Notwendigkeit der Zwischenschaltung von
Plausibilitätsabprüfungen, da eine physikalische Größe, die in einem den Fahrzeugsyste
men 25, 26, 27 und 28 hierarchisch übergeordneten Schätzmodul 36 ermittelt wird, ledig
lich mit einem aktuellen Wert belegt ist.
Der modifizierten Sensierungseinheit 35 lassen sie kinematische Sensoren wie beispiels
weise Drehraten- und Linearbeschleunigungssensoren mit Raddrehzahlsensoren, dem
Lenkwinkelsensor, dem Vordrucksensor, des Bremssystems sowie sonstigen Sensoren im
Fahrzeug, die Aussagenüber den Fahrerwunsch, die Fahrzeugbewegung und die Fahrzeug
umgebung ACC-Sensorik sowie Radar- und Ultraschallsensoren erlauben, zusammenfüh
ren. Die Informationen der angesprochenen Sensoren werden vom gemäß der Konfigurati
on in Fig. 3 übergeordneten Schätzmodul 36 verarbeitet und den einzelnen Fahrzeugsys
temen 25, 26, 27, 28 über individuell vom Datenbus 20 abzweigende Datenabzweige 24
zur Verfügung gestellt.
Die Konfiguration gemäß Fig. 4 zeigt eine Signalübertragungsarchitektur mit einer einen
Mikrokontroller umfassenden Sensierungseinheit, die ein Schätzmodul enthält, wobei Mik
rokontroller und Schätzmodul mit einem Mehrbussystem uni- und bidirektional datenaus
tauschend verbunden sind.
Die in der Konfiguration gemäß Fig. 4 dargestellte Sensierungseinheit 38, die einen Mik
rokontroller enthält, ist mit einer Anzahl von Einzelsensoren 22 versehen. Der Mikrokon
troller übernimmt die Ausgangssignale der einzelnen Einzelsensoren als Eingangssignale
und verarbeitet diese entsprechend. Am Ausgang des Mikrokontrollers stehen als Eingangssignale
einem Schätzmodul 7 zuzuleitende Signale an, wobei der Mikrokontroller
ebenfalls Daten auf einen Steuerbus 40 ausgibt. Eingangsseitig erhält der Mikrokontroller
der modifizierten Sensierungseinheit 38 Daten vom Sensorbus 39, die ebenfalls im Mikro
kontroller der modifizierten Sensierungseinheit 38 verarbeitet werden können.
Mit der modifizierten Sensierungseinheit 38 gemäß der Systemarchitektur nach Fig. 4
lassen sich in den augenblicklichen Fahrzustand beschreibende Regelgrößen auf den Steu
erbus 40 legen. Es können weitere externe Sensoren 46 vorgesehen werden, deren Aus
gangssignale 5 ebenfalls einem Sensorbus 39 auferlegt werden können, so daß sich weitere
Signale zur Charakterisierunng des augenblicklichen Fahrzustandes berücksichtigen lassen.
Der parallel zum Sensorbus 39 verlaufende Steuerbus 40 umfaßt Datenaustauschleitungen
45, mit denen in bidirektionaler Richtung Daten einzelnen Fahrzeugsystemen 41, 42, 43
zur Verfügung gestellt werden können.
Aus der Systemkonfiguration gemäß Fig. 4 geht hervor, daß die einzelnen Fahrzeugsys
teme 41, 42, 43 ihrerseits eigene Kontroller 44 enthalten können. Diesen Kontrollern 44
können optional Sensoren 16 zugeordnet sein, die die Kontroller mit einzelnen Fahrzeug
system imanenten Signalen beaufschlagen. Es ist denkbar, die von den Sensoren 16 der
einzelnen Fahrzeugsysteme 41 und 42 ausgehenden Ausgangssignale sowohl dem Kon
troller 44 als auch direkt dem Sensorbus 39 zuzuleiten. Die Datenleitungen, mit denen die
einzelnen Fahrzeugsysteme 41, 42, 43 mit dem Steuerbus 40 in Verbindung sind, können
entweder unidirektional oder auch bidirektional ausgestaltet werden. Daneben ist es auch
möglich, Aktoren 47 weitere Fahrzeugsysteme direkt mit dem Steuerbus 40 zu verbinden,
ohne Zwischenschaltung eines Kontrollers 44, so daß vom Mikrokontroller der modifi
zierten Sensierungseinheit 38 ausgehende Regelgrößen-Istwerte direkt einzelnen Aktoren
47 aufgegeben werden können, die entsprechende Stellsignale oder Stellimpulse generie
ren. Über enizelne direkt im Mikrokontroller der modifizierten Sensierungseinheit 38 er
folgende Verschlüsselungsoperationen, können die für die direkt zu bedienenden weiteren
Aktoren 47 weiterer Fahrzeugsysteme bestimmten Regelgrößen-Istwerte entsprechend ko
diert werden, sodaß diese sofort von den entsprechenden Aktoren 47 nach in geeigneter
Weise erfolgender Adressdekodierung erkannt werden.
Es ist auch möglich, über einzelne Kontrolle 44 von Fahrzeugsystemen 41 Aktoren 48 ge
mäß des Master Slave-Musters direkt anzusteuern. Neben einer Direktbedienung einzelner
Aktoren 47 weiterer Fahrwerksysteme über den Steuerbus 40, kann auch eine Beaufschla
gung der Aktoren 48 gemäß des Master Slave-Systems unter Zwischenschaltung eines
Mikrokontrollers 44 wie in Fig. 4 dargestellt, erfolgen. Der Mikrokontroller 44 wird über
die Ausgangssignale der Sensoren 16 sowie die am Datenbus 40 zur Verfügung stehenden
Daten beaufschlagt und generiert seinerseits Ausgangssignale beispielsweise Ansteue
rungssignale für einen Aktor 33 zur Ansteuerung des Aktors 48 der ausschließlich vom
Kontroller 44 des Fahrzeugsystems 41 angesteuert werden kann.
Die Fig. 5 zeigt eine vereinfachte Variante der Signalübertragungsarchitektur gemäß
Fig. 4 mit in einer Sensierungseinheit aufgenommenen Mikrokontroller und einem Daten
bus.
Aus der Ausführungsvariante gemäß Fig. 5 geht hervor, daß in diesem Falle die Sensie
rungseinheit 38 eine Anzahl von Einzelsensoren 22 enthält, deren Ausgangssignale einem
Mikrokontroller zuzuführen sind. Der Mikrokontroller legt seine ermittelten Ausgangssig
nale, die die aktuelle Fahrsituation weitestgehend beschreiben, unidirektional auf einen
Datenbus 20. Auf dem Datenbus stehen Daten zur Verfügnug, die physikalische Größen
repräsentieren, die für die einzelnen Fahrzeugsysteme 41, 42, 43 oder für einen direkt
beaufschlagbaren Aktor 47 eines weiteren Fahrzeugsystemes relevant sind. Die einzelnen
Fahrzeugsysteme 41, 42, 43 können mit bidirektional mit dem Datenbus 20 kommunizie
rende Datenleitungen 45 versehen sein; sie können allerdings auch wie exemplarisch am
Fahrzeugsystem 41 ausgeführt, unidirektional sein. Gemäß dieser in Fig. 5 dargestellten
einfacheren und kostengünstigeren Variante einer Systemarchitektur entfällt die Zweitei
lung eines Busses in einen Sensorbus 39 bzw. einen Steuerbus 40 gemäß der Konfiguration
aus Fig. 4. Ferner entfällt in der Variante der Systemarchitektur gemäß Fig. 4 die in
Fig. 5 dargestellten weiteren Sensoren 46, die an Ausgangssignale 5 auf den Sensorbus 39
gelegt werden könnten.
1
Fahrer
2
Sollwertvorgabe
3
Eingangssignal Sensor
4
Sensor
5
Ausgangssignal Sensor
6
Steuergerät
7
Schätzmodul
8
Regelgröße-Istwert
9
Fahrzustandsregler
10
Fahrzustandsregler Ausgangssignal
11
Aktor
12
Aktor Ausgangssignal
13
Eingangssignal
14
Fahrzeugsystem
15
Steuergerät-Sensor
16
Eingangssignal Steuergerät-Sensor
17
Eingangssignal Steuergerät vom Sensor
16
18
-
19
-
20
Datenbus
21
Sensierungseinheit
22
Einzelsensor
23
Übertragungsleitung
24
Datenabzweig
25
Erstes Fahrzeugsystem
26
Zweites Fahrzeugsystem
27
Weiteres Fahrzeugsystem
28
N-Fahrzeugsystem
29
Aktor von
25
30
Aktor von
26
31
Aktor von
27
32
Aktor von
28
33
Aktoransteuerungssignal
34
Fahrzeugsystemrelevante Sollwertvorgabe
35
Modifizierte Sensierungseinheit
36
Integriertes Schätzmodul für Fahrsituationsermittlung
37
Steuergerät externer Vorgabe von Regler-Istwerten
38
Sensierungseinheit Mikrokontroller
39
Sensorbus
40
Steuerbus
41
Fahrzeugsystem
42
Fahrzeugsystem
43
Fahrzeugsystem
44
Kontroller
45
Bidirektionaler Datenaustausch
46
Weiterer externer Sensor
47
Aktor zusätzliches Fahrzeugsystem
48
Slave-Aktor zu
41
Claims (10)
1. Einrichtung zum Bereitstellen von Signalen für Fahrzeugsysteme (25, 26, 27, 28),
die unter Berücksichtigung äußerer Einflüsse Ansteuerungssignale (33) für den
Fahrzeugsystemen (25, 26, 27, 28) zugeordnete Aktoren (29, 30, 31, 32) generiert,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Schätzmodul (7, 36) Eingangssignale (5, 33) von
Sensoren (4, 16, 22) für äußere Einflüsse erfaßt und den Fahrzustandsreglern (9)
aller Fahrzeugsysteme (25, 26, 27, 28) die daraus generierten, die augenblickliche
Fahrsituation charakterisierende Signale (8, 37) zur Verfügung stellt.
2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schätzmodul (7)
einem jeden Fahrzustandsregler (9) der Fahrzeugsysteme (25, 26, 27) zugeordnet ist
und über einen Datenbus (20) mit einer Einzelsensoren (22) enthaltenden Sensie
rungseinheit (21) kommuniziert.
3. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelsensoren
(4, 22) kinematische Sensoren zur Erfassung von Raddrehzahl, Lenkwinkel,
Bremsvordruck und Schlupf erfassen.
4. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzustandsreg
ler (9) der Fahrzeugsysteme (25, 26, 27, 28) mit Sollwertvorgaben (2, 34) des Fah
rers (1) beaufschlagt sind und Ansteuersignale (33) für den Fahrzeugsystemen (25,
26, 27, 28) zugeordnete Aktoren (29, 30, 31 und 32) generieren.
5. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schätzmodul (36)
in einer Sensierungseinheit (35) aufgenommen ist und via Datentransfer (24) für die
jeweiligen Fahrzeugsysteme (25, 26, 27, 28) Regelgrößen-Istwerte (8, 37) auf den
Datenbus (30; 39, 40) legt.
6. Einrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Fahrzustands
reglern (9), die Ansteuersignale (33) für Fahrzeugsystem individueller Aktoren (29,
30, 31, 32) generieren, die Sollwertvorgabe von Regelgrößen (2, 34) direkt und die
augenblickliche Fahrsituation charakterisierende Regelgröße (8, 37) über den Da
tenbus (20, 39, 40) übermittelt werden.
7. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schätzmodul (7)
zur Abschätzung von den augenblicklichen Fahrzustand charakterisierenden Regelgrößen
in einer einen Mikrokontroller enthaltenen Sensierungseinheit (38) aufge
nommen ist und der Mikrokontroller vom Sensorbus (39) Daten übernimmt und
Daten auf den Steuerbus (40) legt.
8. Einrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrokontroller
in einer modifizeirten Sensierungseinheit (38) Signale der Einzelsensoren (22) dem
Schätzmodul (7) als Eingangsgrößen übermittelt.
9. Einrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Fahrzeugsysteme (41,
42, 43) Kontrollereinheiten (44) enthalten und bidirektional Daten mit dem Steuer
bus (40) austauschen.
10. Einrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Aktoren (47) von
zusätzlichen Fahrzeugsystemen unter weitere Aktoren (48) Daten unmittelbar vom
Steuerbus (40) erhalten oder von Kontrollern (44) einzelner Fahrzeugsysteme (41,
42, 43) unmittelbar belegt werden.
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