DE10049526C2 - Emulationsmodul zur Generierung von Signalen zur Erfassung von Fahrsituationen - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Bereitstellen von Signalen für Fahrzeugsysteme, die unter Berücksichtigen äußerer Einflüsse Ansteuersignale für den Fahrzeugsystemen zugeordneten Aktoren generiert.

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.

Stand der Technik

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.

DE 196 00 734 A1 hat ein Verfahren zur Steuerung von Aggregaten und/oder Systemen eines Kraftfahrzeuges zum Gegenstand. Es werden Informationen verarbeitet unter Erfas­ sung der Fahrumgebung, des Fahrzustandes des Kraftfahrzeuges sowie Informationen zur Positionsbestimmung (Navigationssystem). Es werden aktuelle und/oder im Fahrzeug mit­ geführte und/oder vom Fahrer-Fahrzeug-System abgeleitete Daten miteinander verknüpft und zu einer Stellgröße aufbereitet, mit der zumindest ein einzelnen Aggregat und/oder ein System des Fahrzeuges in seiner Arbeitsweise beeinflußt werden kann. So können aktuelle Daten zur Positionsbestimmung mit im Fahrzeug mitgeführten, statischen Daten miteinan­ der verknüpft und zu einer Stellgröße aufbereitet werden, mit der zumindest ein Schaltpro­ gramm eines gestuften oder stufenlosen automatischen Getriebe eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens oder eines land- und/oder bauwirtschaftlich ge­ nutzten Kraftfahrzeuges adaptiert und/oder aktiviert und/oder variiert werden können. Aus den aktuellen und statischen Daten können Informationen dahingehend gewonnen werden, in welcher Fahrumgebung, ob Stadt, Land, Autobahn, Ebene oder Bergprogramm sich das Fahrzeug gerade befindet und daß, abhängig von dieser Information, ein Schaltprogramm für das automatische Getriebe selbsttätig adaptiert und/oder aktiviert und/oder variiert wird.

US 4,829,434 hat ein adaptives Fahrzeug zum Gegenstand, welches die Dynamik des Fahrverhaltens analysiert, wie zum Beispiel die Beibehaltung eines einmal eingeschlagenen Weges, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Umweltbedingungen (Niederschlagverhalten, Spurgenauigkeit Anhänger). Das Fahrzeug paßt das Schaltzeitpunktmuster eines automati­ schen Getriebes an die Fahrweise, den Fahrstil sowie zu erwartende Bewegungen des Fah­ rers an. Ein System zur adaptiven Steuerung eines Fahrzeugs umfaßt dazu zumindest Spei­ chereinrichtungen zum Speichern von Werten und Eigenschaften eines bestimmten Fahrers als Funktionen von Werten vorhergebbarer Umweltbedingungen und vorgebbarer Fahr­ zeugbedingungen, wobei die Speichereinrichtungen jeweils Speicherbereiche umfassen, welche die jeweiligen Fahrer-Kenngrößen abhängig und umweltbedingungsabhängig auf­ nehmen.

DE 42 01 146 A1 bezieht sich auf ein System für die Vorhersage des Verhaltens eines Kraftfahrzeuges und für die hierauf basierende Steuerung des Fahrzeugverhaltens. Das System für die Erfassung von physikalischen Größen, die dem Verhalten eines Kraftfahrzeu­ ges zugeordnet sind, umfaßt Beschleunigungssensoren. Diese sind an wenigstens zwei Achsen des Fahrzeugs wie zum Beispiel der Fahrzeuglängsachse, der durch den Schwer­ punkt des Fahrzeuges verlaufenden vertikalen Achse sowie die Querachse des Fahrzeugs aufgenommen und in diesem Fahrzeugkoordinatensystem so angeordnet, daß auf jeder der Achsen eine Mehrzahl dieser Sensoren liegt. Es ist eine Einrichtung für die Aufstellung von Transformationsgleichungen für die Bestimmung der Beschleunigungswerte der linea­ ren Bewegung an einem beliebigen Punkt des Fahrzeuges vorgesehen. Diese Einrichtung erfaßt die Beschleunigungen in Achsenrichtungen des beliebigen Koordinatensystems, an­ hand der die Beschleunigungswerte der Rotationsbewegung um die Achsen des beliebigen Koordinatensystems unter gleichzeitiger Verwendung der Beschleunigungswerte, die von den an mindestens zwei Achsen des Fahrzeugkoordinatensystems angeordneten Beschleu­ nigungssensoren erfaßt und ermittelt werden, eingesetzt werden. Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen für die Berechnung der Lösung von Transformationsgleichungen, um Be­ schleunigungswerte der linearen Bewegung in einem beliebigen Punkt des Fahrzeugs in Richtung einer jeden Achse des beliebigen Koordinatensystems und Beschleunigungswerte der Rotationsbewegung um jede Achse dieses beliebigen Koordinatensystems zu erhalten.

Je mehr Sensoren zur Erfassung von Signalen an Kraftfahrzeugen vorgesehen werden, de­ sto aufwendiger gestaltet sich die Architektur zur Verarbeitung der sich einstellenden Sen­ sorinformationsflut. 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 Fahrzeug­ geschwindigkeit 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 physi­ kalischen Größen von verschiedenen Fahrzeugsystemen wie den eben angesprochenen Fahrzeugsystemen ESP und ABS gleichzeitig mit unterschiedlichen Werten belegt sind. Innerhalb jedes einzelnen Systems werden die Sensoren daraufhin überprüft, ob deren Si­ gnale 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 er­ forderliche Rechenaufwand proportional, im vorliegenden Falle quadratisch zur Anzahl der Sensoren anwächst.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Datenfluß zwischen Fahrzeugsyste­ men, deren Aktoren und Fahrzustandsreglern zu verbessern.

Darstellung der Erfindung

Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile sind vor allem daran zu er­ blicken, daß eine mehrfache Berechnung relevanter physikalischer Größen, wie der tat­ sächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund nunmehr ausgeschlossen ist und Plausi­ bilitätsprüfungen in verschiedenen Fahrzeugsystemen nunmehr entfallen können. Durch die Integration eines Schätzmoduls kann die Fahrzeugbewegung nährungsweise beschrie­ ben werden, es lassen sich ferner äußere Störgrößen mittels der zur Verfügung stehenden Sensorik beschreiben, so daß diese Daten allen im Kraftfahrzeug vorhandenen Reglern der verschiedenen 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.

Zeichnung

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.

Ausführungsvarianten

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 ein 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 Datenübertragungsleitungen 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 Steilsignale 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.

Bezugszeichenliste

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 (9)

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) zugeordneten 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 Fährsituation charakterisierende Signale (8, 37) zur Verfügung stellt, wobei den Fahrzustandsreglern (9), die Ansteuersignale für fahrzeugsystemindividuelle Akto­ ren (29, 30, 31, 32) generieren, die Sollwertvorgabe von Regelgrößen (2, 34) direkt und die die augenblickliche Fahrsituation charakterisierende Regelgrößen (8, 37) über den Datenbus (20, 39, 40) an das Schätzmodul (7) und von dort weiter an die Fahrzustandsregler (9) übermittelt werden.

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 umfassen.

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 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schätzmodul (7) zur Abschätzung von den augenblicklichen Fahrzustand charakterisierenden Regel­ größen 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.

7. Einrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrokontroller in einer modifizeirten Sensierungseinheit (38) Signale der Einzelsensoren (22) dem Schätzmodul (7) als Eingangsgrößen übermittelt.

8. Einrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Fahrzeugsysteme (41, 42, 43) Kontrollereinheiten (44) enthalten und bidirektional Daten mit dem Steuer­ bus (40) austauschen.

9. Einrichtung gemäß Anspruch 8, 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.