DE10118300A1 - Verfahren zum Betreiben von elektronischen Steuereinrichtungen in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die unterschiedlichen Steuereinrichtungen in einem Kraftfahrzeug benötigen zum Teil eine Reihe gleichartiger Signalinformationen, insbesondere Sensormeßwerte fahrzeugrelevanter physikalischer Größen. Jeweils alle in einer Steuereinrichtung verfügbaren Signalinformationen allen anderen Steuereinrichtungen mitzuteilen ist aufgrund der begrenzten Signalübertragungskapazitäten nicht machbar. DOLLAR A Es wird ein Verfahren zum Betreiben von elektronischen Steuereinrichtungen in einem Kraftfahrzeug vorgestellt, bei dem Steuereinrichtungen, die Signalinformationen benötigen, diese anfordern und Steuereinrichtungen, die diese Signalinformation verfügbar haben, diese bedarfsgerecht zur Verfügung stellen. Die kann einseitig oder gegenseitig erfolgen und die zur Verfügung stehende Signalübertragungskapazität hinsichtlich der Wichtigkeit der jeweiligen Signalinformationen und/oder der erforderlichen Wiederholhäufigkeit optimiert werden. Für die physikalischen Größen der Signalinformationen wird vorzugsweise einheitliche Codierung verwendet und zusätzlich ein Normwert, der Wertebereich sowie die Signalauflösung der physikalischen Größe ausgetauscht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von elektronischen Steuer­ einrichtungen in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 41 07 330 C2 ist ein derartiges Verfahren zum Betreiben von elektronischen Steuereinrichtungen in einem Kraftfahrzeug zu entnehmen, bei dem eine erste Steuereinrichtung, dort eine ABS-Steuereinheit, von Sensoren Eingangs­ signale, also bestimmte Sensorsignalinformationen erhält, zu ersten Ausgangs­ signalen verarbeitet und diese ersten Ausgangssignale zur Steuerung der ersten Anwendungseinheit, dort eine ABS-Baugruppe, verwendet. Die erste Steuer­ einrichtung gibt über eine Übertragungsleitung die ersten Ausgangssignale an die zweite Steuereinrichtung weiter, dort beispielsweise eine Anti-Schlupf-Regelung, welche diese Signalinformationen weiterverarbeitet und zweite Ausgangssignale zur Steuerung einer zweiten Anwendungseinheit erzeugt. Dieser Signalinformations­ austausch wird im Falle einer Störung abgebrochen, erfolgt aber an sich im Normal­ betrieb permanent.

Die unterschiedlichen Steuereinrichtungen in einem Kraftfahrzeug benötigen zum Teil eine Reihe gleichartiger Signalinformationen, insbesondere Sensormeßwerte fahrzeugrelevanter physikalischer Größen. Jeweils alle in einer Steuereinrichtung verfügbaren Signalinformationen allen anderen Steuereinrichtungen mitzuteilen ist aufgrund der begrenzten Signalübertragungskapazitäten nicht machbar.

Aus diesem Grund werden zunehmend Sensorbussysteme eingesetzt, bei denen alle Steuereinrichtungen gemeinsam auf die auf dem Sensorbussystem übertragenen Sensorinformationen zugreifen können. Dabei stehen aber nur die jeweiligen Sensorrohdaten zur Verfügung und es müssen in allen Steuereinrichtungen komplexe Auswerteschaltungen vorgesehen werden, die zum Teil redundante Aus­ werteschritte durchführen. Zudem messen die Sensoren sehr unterschiedliche physikalische Größen und dies in zum Teil ganz unterschiedlichen Wertebereichen oder mit unterschiedlichen Anforderungen an die Auflösungsgenauigkeit, die Wieder­ holhäufigkeit bzw. den zeitlichen Abstand zwischen zwei Übertragungen u. s. w., weshalb ein Protokoll für einen solchen Sensorbus sehr komplex ist. Zudem sind Sensorbussysteme sehr störanfällig, insbesondere wegen der höhen Datenüber­ tragungsmengen und der damit hohen Taktfrequenz, aufgrund von Überbrechungen im Busstrang oder Störsignaleinkopplungen. Für sicherheitskritische Bereiche kann man daher nicht auf separate Sensoren für die einzelnen Anwendungseinheiten bzw. deren Steuereinrichtungen verzichten.

Die DE 38 11 127 C2 schlägt daher sogar einen Sensordatenbus allein für ein Fahrzeuginsassenschutzsystem vor, wobei die Sensoren darin redundante Signal­ informationen erzeugen. Neben den Sensorrohdaten stellen ausgelagerte Auswerte­ schaltungen der Sensoren auch bereits aufbereitete Signale zur Verfügung. Alle diese Signalinformationen werden permanent dem Fahrzeuginsassenschutzsystem zur Verfügung gestellt, wodurch sich zwar eine hohe Redundanz ergibt und selbst bei Ausfall eines Sensors dank der Signlinformationen von anderen Sensoren das Fahrzeuginsassenschutzsystem sicher gesteuert werden kann, jedoch der damit verbundene Aufwand, insbesondere die allein für diese eine Steuereinrichtung erforderliche Signalübertragungskapazität sehr hoch ist.

Alternativ wird auch eine Zusammenlegung von Steuereinrichtungen für unter­ schiedliche Anwendungseinheiten mit gleichartigen Signalinformationen betrachtet, bspw. in der DE 42 12 337 A1, DE 196 51 123 C1 oder der WO 00/13157, wobei dort die gemeinsame zeitversetzte Nutzung eines gemeinsamen Mikroprozessors durch die jeweiligen Auswertealgorithmen und die entsprechende Einsparung eines zweiten Mikroprozessors im Mittelpunkt steht. Die Signalinformationen der gemein­ samen Sensoren stehen dabei permanent am Mikroprozessor für beide Auswerte­ algorithmen zur Verfügung und werden nicht ausgetauscht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben von elektronischen Steuereinrichtungen in einem Kraftfahrzeug vorzustellen, bei dem das Potential an redundanten Signalinformationen bei einer begrenzten Signalübertragungskapazität bestmöglich ausgenutzt wird. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Zudem wird eine Steuereinrichtung für eine Anwendungseinheit zur Durchführung des Verfahrens und ein Kraftfahrzeug mit solchen untereinander verbundenen Steuerereinrichtungen vorgestellt.

Grundgedanke ist, dass nur diejenigen Steuereinrichtungen, die Signalinformationen tatsächlich aktuell benötigen, genau diese anfordern und Steuereinrichtungen, die diese Signalinformation verfügbar haben, diese entsprechend bedarfsgerecht zur Verfügung stellen. Dies kann einseitig oder gegenseitig erfolgen und die zur Verfügung stehende Signalübertragungskapazität hinsichtlich der Wichtigkeit der jeweiligen Signalinformationen und/oder der erforderlichen Wiederholhäufigkeit optimiert werden. Für die physikalischen Größen der Signalinformationen wird vorzugsweise einheitliche Codierung verwendet und zusätzlich ein Normwert, der Wertebereich sowie die Signalauflösung der physikalischen Größe ausgetauscht. In Abhängigkeit von den einerseits benötigten und andererseits auch verfügbaren Signalinformationen wird ein angepasstes, also die benötigten und auch verfügbaren Signalinformationen enthaltendes Datenübertragungsprotokoll aktiviert und die Signalinformationen entsprechend diesem aktivierten Datenübertragungsprotokoll übertragen. Insbesondere kann auch die Häufigkeit der Übertragung einer Signalinformation bedarfsgerecht angepasst werden.

Welche Signalinformationen eine Steuereinrichtung benötigt, wird vorzugsweise anhand eines Steuersignals ermittelt, welches beispielsweise von einer Funktions­ überwachungseinheit bei einem erkannten Ausfall eines Sensors oder beim Eintritt bestimmter Betriebszustände erzeugt wird. Gerade im Kraftfahrzeug ändert sich aufgrund von bestimmten Betriebszuständen der Bedarf an Signalinformationen erheblich, wie beispielsweise bei Regen die ASR, ABS, wie auch Scheibenwischer- Steuereinrichtung die Regenmenge als Signalinformation nutzen können, bei einem drohenden Zusammenstoß die Abstandsinformation und Eigen- und Relativ­ geschwindigkeit nützlich ist sowohl für das Insassenschutzsystem als auch für den Abstandsregler (ADC) und den Bremsassistenten.

Die Datenverarbeitung der Eingangssignale zu den Ausgangssignalen in den Steuer­ einrichtungen erfolgt in mehreren Schritten, wobei es unerheblich ist, ob die Daten­ verarbeitung hardwaretechnisch in unterschiedlichen Stufen einer Auswerte­ schaltung oder softwaretechnisch in Schritten eines Algorithmus realisiert ist. Die in den Zwischenschritten auftretenden Zwischenergebnisse werden als zusätzliche Signalinformationen für die andere Steuereinrichtung bereitstellt, vorzugsweise sogar die Datenverarbeitung gerade erst auf derartige nutzbringende Zwischen­ schritte optimiert, indem die Datenverarbeitung der Eingangssignale zu den Ausgangssignalen in den anderen Steuereinrichtungen derart in Zwischenschritte mit Zwischenergebnissen unterteilt ist, dass zumindest eine der anderen Steuer­ einrichtungen eine benötigte Signalinformation als Zwischenergebnis zur Verfügung stellen kann.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert werden. Kurze Beschreibung der Figuren:

Fig. 1 bedarfsgerechte Übertragung von benötigten Signalinformationen von einer ersten Steuereinrichtung zu einer zweiten Steuer­ einrichtung

Fig. 1a Detailansicht des Steuerinformationsaustauschs über die benötigten und verfügbaren Signalinformationen

Fig. 2 Bussystem für die Übertragung von Signalinformationen zwischen den Steuereinrichtungen

Die Fig. 1 zeigt zwei Steuereinrichtungen 1 und 2 für jeweils eine Anwendungs­ einheit 3.1 und 3.2 in einem Kraftfahrzeug, die jeweils eine Datenübertragungs­ steuereinheit C1 und C2 zur Steuerung eines Austauschs von Signalinformationen und Steuerinformationen aufweisen und miteinander über einen Übertragungskanal verbunden sind.

Als Übertragungskanal zwischen den Steuereinrichtungen kommt dabei anstelle einer üblichen Übertragungsleitung auch ein Bussystem oder ein drahtloses Übertragungsmedium in Frage.

Wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist, gibt es gerade im Kraftfahrzeug eine nicht unerhebliche Anzahl an sich eigenständiger Steuereinrichtungen, bspw. das Antiblockiersystem-System (ABS), das Antischlupfsystem (ASR), die aktive Fahr­ werkssteuerung, das Insassenschutzsystem zur Auslösung von Rückhaltemitteln sowie Überrollbügeln ect.. Dabei werden gerade auch in Kraftfahrzeugen eine Reihe physikalischer Größen von Sensoren für eine Steuereinrichtung erfasst, die auch für die Steuerung der Anwendungseinheit einer anderen Steuereinrichtung signifikant sein können. Insbesondere Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsinformationen, Informationen über den Abstand oder Annäherungsgeschwindigkeit zu anderen Objekten werden für mehrere Steuereinrichtungen benötigt, wobei die meisten Steuereinrichtungen zur Steuerung ihrer jeweiligen Anwendungseinheit die Signalinformationen der Sensoren individuell aufbereiten müssen. Hierzu sei auf den eingangs genannten Stand der Technik verwiesen.

Fig. 1 zeigt eine Steuereinrichtung 1 der ersten Art für eine erste Anwendungs­ einheit 3.1. Die Steuereinrichtung 1 der ersten Art erhält von Sensoren S1 Eingangs­ signale e1, die sie zu ersten Ausgangssignalen a1 verarbeitet und diese ersten Ausgangssignale a1 zur Steuerung der ersten Anwendungseinheit 3.1 verwendet.

Der Begriff Anwendungseinheit ist hierbei weit zu fassen und zielt letztlich nur eine spezifische Aufbereitung der Eingangssignale e1 zu Ausgangssignalen a1.

Darüber hinaus ist eine Steuereinrichtung 2 der zweiten Art für eine zweite An­ wendungseinheit 3.2 vorgesehen, die von der Steuereinrichtung 1 der ersten Art Signalinformationen erhält, welche die Steuereinrichtung 2 weiterverarbeitet und zweite Ausgangssignale a2 zur Steuerung der zweiten Anwendungseinheit 3.2 erzeugt.

Die Steuereinrichtung 2 der zweiten Art ist also der Nachfrager von Signal­ informationen, während die Steuereinrichtung 1 der ersten Art Signalinformationen anbietet. Für das nachfolgend beschriebene Verfahren können dabei sowohl mehrere Nachfrager von Signalinformationen, also Steuereinrichtungen der zweiten Art, als auch Anbieter von Signalinformationen, also Steuereinrichtungen der ersten Art vorhanden sein, insbesondere auch wechselseitig Signalinformationen austauschen, so dass ein Anbieter einer Signalinformation zugleich Nachfrager für bestimmte andere Signalinformationen sein kann.

Die Datenverarbeitung der Eingangssignale e1 zu den Ausgangssignalen a1 in der Steuereinrichtung 1 erfolgt dabei in Zwischenschritten ZS1.1, ZS 2.1, . . . mit Zwischenergebnissen Z1.1, Z.2.1, . . ., so dass neben den Eingangssignalen e1 und Ausgangssignalen a1 die Steuereinrichtung 1 auch diese Zwischenergebnisse Z1.1, Z.2.1, . . . als Signalinformationen für die andere Steuereinrichtung 2 bereitstellt. Vorzugsweise ist die Datenverarbeitung der Eingangssignale e1 zu den Ausgangssignalen a1 in der Steuereinrichtung 1 sogar gezielt derart in Zwischenschritte ZS1.1, ZS 2.1, . . . mit Zwischenergebnissen Z1.1, Z.2.1, . . . unterteilt, dass diese Signalinformationen den Bedarf an benötigten Signalinformationen der anderen Steuereinrichtung 2 gezielt befriedigen können.

Grundlegend ist nun, dass vor Beginn der Übertragung von Signalinformationen die Steuereinrichtung 2 der Steuereinrichtung 1 mitteilt, welche Signalinformationen, (in Fig. 1a z1.1, z2.1 sowie y) von der Steuereinrichtung 2 benötigt werden. Die Steuereinrichtung 1 bestätigt daraufhin, welche der benötigten Signalinformationen (z1.1, z2.1, y) bei ihr zur Verfügung stehen. Dieser Steuersignalaustausch ccd wird skizzenhaft in Fig. 1a näher dargestellt (verfügbar nur z1.1, z2.1, nicht jedoch y) und erfolgt über die gleichen oder aber gesonderte Signalleitungen.

Das erste Bit signalisiert dabei, ob eine bestimmte Signalinformation benötigt wird (0. . . .), oder verfügbar ist (1. . . .).

In Fig. 1 wird die Verfügbarkeit der Menge der Signalinformationen e1, z1.1, z2.1, . . ., a1 in der Steuereinrichtung 1 skizzenhaft anhand von gestrichelten Pfeilen dargestellt, wobei dies bedeutet, dass diese Signalinformationen verfügbar sind, jedoch nicht benötigt und daher auch nicht übertragen werden und nur die benötigten Signalinformationen z.1.1, z2.1 übertragen werden, wie als durchgehender Pfeil illustriert wird.

Es werden also aus der Menge verfügbarer Signalinformationen der Steuereinrichtung 1 bedarfsgerecht nur die benötigten Signalinformationen z1.1, z2.1 von der Steuereinrichtung 1 zu einer zweiten Steuereinrichtung übertragen.

Die Steuereinrichtungen 1 und 2 aktivieren darauf hin in Abhängigkeit von den benötigten und auch verfügbaren Signalinformationen ein Datenübertragungs­ protokoll, d. h. sie rufen aus einem Speicher ein entsprechendes Datenübertragungs­ protokoll ab oder stellen dieses selbst anhand vorgegebener Regeln automatisch zusammen, tauschen es ggfs. aus bzw. gleichen es ab. Dann werden die Signalinformationen z1.1, z2.1 entsprechend diesem aktivierten Datenübertragungs­ protokoll übertragen.

Die Mitteilung der benötigten Signalinformationen und die Bestätigung der verfügbaren Signalinformationen erfolgt dabei über die Datenübertragungssteuer­ einheit C1 und C2 in Form von Steuerinformationen (communication control data), wie in Fig. 1a noch mal im Detail illustriert wird. Weitere Details der Steuerinformationen werden nachfolgend für ein Bussystem in Fig. 2 beschrieben.

Es wird vorzugsweise auch mitgeteilt, wie oft bzw. in welchem zeitlichen Abstand die Steuereinrichtung 2 eine bestimmte Signalinformation von der Steuereinrichtung 1 benötigt und in Abhängigkeit davon ein Datenübertragungsprotokoll mit entsprechenden zeitlichen Abständen zur Übertragung der bestimmten Signal­ information aktiviert. So werden beispielsweise Daten hoher Änderungsrate häufiger ausgetauscht, indem diese in dem aktivierten Datenübertragungsprotokoll mehrere Zeitfenster bekommen, während Signalinformationen, die sich weniger dynamisch ändern, auch entsprechend seltener übertragen werden.

Die bedarfsgerechte Aktivierung eines Datenübertragungsprotokolls zwischen den Steuereinrichtungen 1 und 2 erfolgt dabei vorzugsweise nicht nur auf den Betriebs­ beginn, bspw. ein Power On - Signal, oder in der Initialisierungsphase bei der Fahrzeugendmontage, sondern auch während des Betriebs auf ein Steuersignal hin.

So ist vorzugsweise eine Funktionsüberwachungseinheit für die Sensoren vor­ gesehen ist, die bei einem erkannten Ausfall eines Sensors ein den Ausfall dieses Sensors anzeigendes Steuersignal FS1, FS2 an die Steuereinrichtung 1 bzw. 2 gibt und diese prüft, ob und welche Signalinformationen von der anderen Steuer­ einrichtung ersatzweise für die Steuerung der eigenen Anwendungseinheit verwendet werden können und diese entsprechend anfordert.

Zudem ist eine Anpassung in Abhängigkeit von Betriebszustandsparametersignalen denkbar, beispielsweise bei Erkennen eines unfallkritischen Zustands mittels eines Precrashsensors, für sich einen Betriebszustand ableitet und in Abhängigkeit von diesem Betriebszustand feststellt, welche Signalinformationen benötigt werden und daraufhin prüft, welche dieser benötigten Signalinformationen bei der Steuer­ einrichtung 1 verfügbar sind. Als Betriebszustandsparametersignale können externe Signale 6 oder aber Signalinformationen der Sensoren S1, S2 selbst verwendet werden.

Die benötigten Signalinformationen werden dabei vorzugsweise mit einem Parameter für deren Wichtigkeit versehen, um eine Priorisierung dieser anhand der Wichtigkeit insbesondere bei nicht ausreichender Signalübertragungskapazität für alle benötigten Signalinformationen zu ermöglichen. Die Steuereinrichtungen aktivieren dann ein Datenübertragungsprotokoll, bei dem von den benötigten und verfügbaren Signalinformationen zumindest die Signalinformationen mit hoher Wichtigkeit übertragen werden.

Wie bereits eingangs erwähnt, besteht ein besonderer Vorteil darin, wenn eine Mehrzahl von Steuereinrichtungen 1 und 2 untereinander verbunden sind und jede der Steuereinrichtungen 1 und 2 Sensoren S1, S2) aufweist, so dass die Steuereinrichtungen 1 und 2 untereinander gegenseitig austauschen können, welche Signalinformationen benötigt und welche verfügbar sind und in Abhängigkeit davon ein Datenübertragungsprotokoll aktiviert wird. Ziel ist dabei vor allem die Erhöhung der Funktionssicherheit durch gezielten Austausch redundant verfügbarer Signalinformationen im Bedarfsfall.

Gerade für den wechselseitigen Austausch von Signalinformationen bietet sich die Verwendung eines digitalen Datenbusses 4 an, wie der in Fig. 2 skizziert ist. An diesem Datenbus 4 sind eine Mehrzahl von Steuereinrichtungen angeschlossen, von denen hier wieder nur beispielhaft die Steuereinrichtungen 1 und 2 näher gezeigt werden, wobei jede der Steuereinrichtungen im Prinzip sowohl Anbieter als auch Nachfrager für bestimmte Signalinformationen sein kann.

Für das Datenübertragungsprotokoll der Signalinformationen ist eine vorgegebene Anzahl fester Zeitfenster verfügbar und jede Steuereinrichtung verfügt über ein Register für diese Zeitfenster, in dem registriert ist, ob ein Zeitfenster frei oder belegt ist, vorzugsweise für welche Signalinformation es belegt ist. Gerade im Hintergrund der damit klar begrenzten Signalübertragungskapazität ist die bedarfs­ gerechte Anfrage und Bereitstellung von Signalinformationen von entscheidender Bedeutung, da anderenfalls bei der Menge an potentiell verfügbaren Signal­ informationen in einem Kraftfahrzeug der Datenbus eine technisch wie auch kostenmäßig nicht vertretbare Dimension annehmen würde.

Jede Steuereinrichtung, die nun eine Anfrage von benötigten Signalinformationen erhält und diese verfügbar hat, prüft in ihrem Register, ob noch ein Zeitfenster frei ist und teilt mit der Bestätigung der Verfügbarkeit der benötigten Signalinformation auch allen anderen Steuereinrichtungen mit, dass sie dieses zuvor noch freie Zeitfenster für die Übertragung der benötigten Signalinformation beansprucht. Dabei wird vorzugsweise auch berücksichtigt, wie häufig die nachfragende Steuer­ einrichtung die bestimmte Signalinformation benötigt und gegebenenfalls innerhalb eines Protokollrahmens mehrere Zeitfenster in einem vorgegebenen zeitlichen Abstand für die Übertragung der Signalinformation reserviert.

Vorzugsweise wird bei der Vergabe der Zeitfenster an die Signalinformationen deren Wichtigkeit berücksichtigt, wobei auch denkbar ist, dass bei innerhalb eines Protokollrahmens mehrfach zu übertragenden Signalinformationen die Wichtigkeit der Wiederholungen differenziert, insbesondere abgestaffelt wird, d. h. eine erste Übertragung im Protokollrahmen hohe Wichtigkeit besitzt, eine zweite wiederholte Übertragung der sich zwar zwischenzeitlich leicht veränderten Signalinformation jedoch geringere Wichtigkeit aufweist.

Sind bereits alle Zeitfenster vergeben, wird nachfolgend anhand der Wichtigkeit der benötigten und verfügbaren Signalinformation geprüft, ob eines der bereits vergebenen Zeitfenster bisher für eine Signalinformation niedrigerer Wichtigkeit beansprucht wird und dieses Zeitfenster dann für die Übertragung der Signalinformation höherer Wichtigkeit reserviert wird.

Die Organisation des Steuerinformationsaustauschs, also welches Steuereinrichtung wann welche Anfragen oder Verfügbarkeitsanzeigen sendet, sowie die Generierung des bedarfsgerechten Datenübertragungsprotokolls erfolgt dabei im Datenbus 4 vorzugsweise mittels einer Zentraleinheit 5.

Ein besonderer Aspekt bei diesem Verfahren ist auch, dass als Signalinformationen von den Sensoren gewonnene physikalische Größen übertragen werden, die von unterschiedlichen Steuereinrichtungen oft in unterschiedlichen Wertebereichen benötigt werden und daher die den Steuereinrichtungen direkt zugeordneten Sensoren, vgl. Fig. 1 die Sensoren S1 und S2 für die Steuereinrichtungen 1 und 2, unterschiedliche Empfindlichkeit oder Signalauflösung aufweisen.

Für jede verfügbare physikalische Größe wird daher zunächst ein einheitliches Codesignal verwendet, wobei die Steuereinrichtungen vorzugsweise auch den erforderlichen Wertebereich der physikalischen Größe und/oder die Signalauflösung austauschen und prüfen. Erforderlichenfalls können auch für eine physikalische Größe entsprechend mehrere Codesignale verwendet werden.

Für jede Signalinformation ist zudem ein einheitlicher Normwert der zugehörigen physikalischen Größe vorgegeben und es wird die Signalinformation in Einheiten dieses Normwerts übertragen, so dass die empfangende Steuereinrichtung eine Skalierung auf den für ihre Datenverarbeitungsschritte durchführen kann. So tauschen die Steuereinrichtungen einen Verstärkungsfaktor aus, der das Verhältnis der benötigten bzw. verfügbaren Signalinformation zu diesem Normwert angibt.

Ein Datensatz einer Steuerinformation besteht daher in einem Ausführungsbeispiel für einen Datenbus aus folgenden Komponenten:

• - einem Bit zur Codierung, ob eine nachfolgend beschriebene Signalinformation benötigt wird oder verfügbar ist (0 = benötigt, 1 = verfügbar)
• - dem Codewort für die physikalische Größe (bspw. für die Beschleunigung 1, für die Geschwindigkeit 2, für den Drehwinkel um die Zentralachse 3 u. s. w.), wobei dabei immer ein Normwert von 1, also 1 g, 1 m/s, u. s. w. vereinbart ist
• - der Bitbreite bzw. Auflösung (bspw. ob die Beschleunigung als 8- oder 16-Bit- Datenwort benötigt wird bzw. verfügbar ist)
• - der Position des ersten Zeitfensters, wobei dies für die Anfrage einer benötigten Signalinformation bspw. immer defaultmäßig auf 0000 steht und erst von der Steuereinrichtung, welche die benötigte Signalinformation verfügbar hat, entsprechend ihrem Register auf ein freies oder niedriger gewichtetes Zeitfenster gesetzt wird, wobei die anderen Steuereinrichtungen dann diese Zeitfensterinformation mit registrieren.
• - der Häufigkeit bzw. dem Abstand der Übertragung dieser Signalinformation im Protokollrahmen (bspw. 1 für 1 mal je Rahmen, 2 für 2mal im Rahmen, also im Abstand von 1/2 des Rahmens nochmals. . . .), wobei alternativ auch das Zeitfenster für die wiederholte Übertragung direkt angegeben werden kann
• - der Wichtigkeit der benötigten Signalinformation (0 für unkritische und in der Steuereinrichtung noch redundant vorhandene Signalinformationen bis hin zu 3 für absolut sicherheitskritische Signalinformationen, bspw. aufgrund des Komplettausfalls eines sicherheitsrelevanten Sensors).

Dies ist selbstverständig nur ein Beispiel und kann für jeden Anwendungsfall angepasst werden, insbesondere auf Zusatzinformationen wie Häufigkeit oder Wichtigkeit gegebenenfalls verzichtet oder weitere Details ergänzt werden. Wird anstelle eines Bussystems eine direkte Verbindung zwischen genau zwei Steuereinrichtungen gewählt, kann die Steuerinformation entsprechend einfacher gehalten werden.

Claims (18)

1. Verfahren zum Betreiben von elektronischen Steuereinrichtungen (1, 2) in einem Kraftfahrzeug,

• a) mit zumindest einer Steuereinrichtung (1) der ersten Art für zumindest eine erste Anwendungseinheit (3.1) und
• b) zumindest einer Steuereinrichtung (2) der zweiten Art für zumindest eine zweite Anwendungseinheit (3.2),
• c) wobei zumindest die Steuereinrichtung (1) der ersten Art von Sensoren (51) Eingangssignale (e1) erhält, zu ersten Ausgangssignalen (a1) verarbeitet und diese ersten Ausgangssignale (a1) zur Steuerung der ersten Anwendungseinheit (3.1) verwendet,
• d) die Steuereinrichtung (1) der ersten Art Signalinformationen, beispielsweise die ersten Ausgangssignale (a1), an die Steuereinrichtung (2) der zweiten Art weitergibt, welche diese Signalinformationen weiterverarbeitet und zweite Ausgangssignale (a2) zur Steuerung der zweiten Anwendungseinheit (3.2) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß
• e) vor Beginn der Übertragung von Signalinformationen (e1, z1.1, z2.1, . . ., a1) eine der Steuereinrichtungen der zweiten Art (2) zumindest einer der Steuer­ einrichtungen (1) der ersten Art mitteilt, welche Signalinformationen (z1.1, z2.1, y) von der Steuereinrichtung (2) der zweiten Art benötigt werden,
• f) die Steuereinrichtung (1) der ersten Art bestätigt, welche der benötigten Signalinformationen (z1.1, z2.1) bei ihr zur Verfügung stehen und
• g) die Steuereinrichtungen (1, 2) darauf hin in Abhängigkeit von den benötigten und auch verfügbaren Signalinformationen ein Datenübertragungsprotokoll aktivieren und die Signalinformationen (z1.1, z2.1) entsprechend diesem aktivierten Datenübertragungsprotokoll übertragen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ einrichtung (2) der zweiten Art der Steuereinrichtung (1) der ersten Art mitteilt, wie oft bzw. in welchem zeitlichen Abstand die Steuereinrichtung (2) der zweiten Art eine bestimmte Signalinformation von der ersten benötigt und in Abhängigkeit davon ein Datenübertragungsprotokoll mit entsprechenden zeitlichen Abständen zur Übertragung der bestimmten Signalinformation aktiviert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) der zweiten Art ein Steuersignal empfängt und in Abhängigkeit von diesem Steuersignal (FS2) prüft, welche Signalinformationen der Steuereinrichtung der ersten Art benötigt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (2) der zweiten Art ebenfalls Sensoren (S2) aufweist, zusätzlich mittels einer Funktionsüberwachungseinheit für diese Sensoren vorgesehen ist, die Funktionsüberwachungseinheit bei einem erkannten Ausfall eines Sensors (S2) ein den Ausfall dieses Sensors anzeigendes Steuersignal (FS2) an deren Steuereinrichtung (2) gibt und diese prüft, ob und welche Signalinformationen von der Steuereinrichtung (1) der ersten Art ersatzweise für die Steuerung der zweiten Anwendungseinheit (3.2) verwendet werden können und diese entsprechend anfordert.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (2) der zweiten Art Betriebszustandsparametersignale (6) empfängt und in Abhängigkeit von diesen Betriebszustandsparametersignalen für sich einen Betriebszustand ableitet und in Abhängigkeit von diesem Betriebszustand feststellt, welche Signalinformationen benötigt werden und daraufhin prüft, welche dieser benötigten Signalinformationen bei der Steuereinrichtung (1) der ersten Art verfügbar sind.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) der zweiten Art die benötigten Signalinformationen mit einem Parameter für deren Wichtigkeit versieht und die Steuereinrichtungen ein Datenübertragungsprotokoll aktivieren, bei dem von den verfügbaren Signalinformationen zumindest die Signalinformationen mit hoher Wichtigkeit übertragen werden.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Steuereinrichtungen (1, 2) untereinander verbunden sind, jede der Steuereinrichtungen (1, 2) Sensoren (S1, S2) aufweist und die Steuereinrichtungen (1, 2) untereinander gegenseitig austauschen, welche Signalinformationen benötigt und welche verfügbar sind und in Abhängigkeit davon ein Datenübertragungsprotokoll aktiviert wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Steuereinrichtungen (1, 2) die Datenverarbeitung der Eingangssignale (e1, e2) zu den Ausgangssignalen (a1, a2) in Zwischenschritten (ZS1.1, ZS 2.1, . . .) mit Zwischenergebnissen (Z1.1, Z.2.1, . . .) erfolgt und die Steuereinrichtungen (1/2) auf Anfrage einer anderen Steuereinrichtung (2/1) auch diese Zwischenergebnisse (Z1.1, Z.2.1, . . .) als Signalinformationen für die andere Steuereinrichtung (2/1) bereitstellt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass

• a) für die Steuereinrichtungen (1, 2) eine Menge von benötigten Signal­ informationen vorgegeben ist und
• b) die Datenverarbeitung der Eingangssignale (e1, e2) zu den Ausgangssignalen (a1, a2) in den Steuereinrichtungen (1, 2) derart in Zwischenschritte (ZS1.1, ZS 2.1, . . .) mit Zwischenergebnissen (Z1.1, Z.2.1, . . .) unterteilt ist, dass zumindest eine der Steuereinrichtungen (1, 2) die benötigte Signalinformation als Ausgangssignal (a1, a2) oder Zwischenergebnis (Z1.1, Z.2.1, . . .) zur Verfügung stellen kann.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Steuereinrichtungen (1, 2) über einen digitalen Datenbus (4) zum Austausch der Signalinformationen verbunden werden und

• a) für das Datenübertragungsprotokoll der Signalinformationen eine vorgegebene Anzahl fester Zeitfenster verfügbar ist,
• b) jede Steuereinrichtung (1, 2) ein Register für die Zeitfenster verfügt und darin registriert, ob ein Zeitfenster frei oder belegt ist,
• c) jede Steuereinrichtung, die eine Anfrage von benötigten Signalinformationen erhält und diese verfügbar hat, in ihrem Register prüft, ob noch ein Zeitfenster frei ist und mit der Bestätigung der Verfügbarkeit der benötigten Signalinformation auch allen anderen Steuereinrichtungen mitteilt, dass sie dieses zuvor noch freie Zeitfenster für die Übertragung der benötigten Signalinformation beansprucht.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Vergabe der Zeitfenster an eine bestimmte Signalinformation deren Wichtigkeit berücksichtigt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Steuereinrichtung prüft, ob bereits alle Zeitfenster vergeben sind,
• b) nachfolgend anhand der Wichtigkeit der benötigten und bei ihr verfügbaren Signalinformation prüft, ob eines der bereits vergebenen Zeitfenster bisher für eine Signalinformation niedrigerer Wichtigkeit beansprucht wird und
• c) dieses Zeitfenster dann für die Übertragung der Signalinformation höherer Wichtigkeit beansprucht.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Signalinformationen von den Sensoren gewonnene physikalische Größen übertragen werden und für jede verfügbare physikalische Größe ein einheitliches Codesignal verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen auch den erforderlichen Wertebereich der physikalischen Größe und/oder die Signalauflösung austauschen und prüfen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Signalinformation ein einheitlicher Normwert der zugehörigen physikalischen Größe vorgegeben ist und die Signalinformation in Einheiten dieses Normwerts übertragen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen einen Verstärkungsfaktor austauschen, der das Verhältnis der benötigten bzw. verfügbaren Signalinformation zu diesem Normwert angibt.

17. Steuereinrichtung für eine Anwendungseinheit in einem Kraftfahrzeug mit einer Datenübertragungssteuereinheit zur Steuerung eines Austauschs von Signalinformationen und Steuerinformationen gemäß dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer anderen Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs.

18. Kraftfahrzeug mit zumindest zwei Steuereinrichtungen für zumindest zwei unterschiedliche Anwendungseinheiten, wobei die Steuereinrichtungen untereinander über eine Übertragungsleitung zum Austausch von Signalinformationen und Steuerinformationen gemäß dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche verbunden sind.