DE102005039704A1

DE102005039704A1 - Verfahren zum Betreiben von mindestens zwei miteinander verbundenen Steuergeräten

Info

Publication number: DE102005039704A1
Application number: DE200510039704
Authority: DE
Inventors: Robert Griessbach
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2025-08-24
Also published as: DE102005039704B4

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben von mindestens zwei miteinander verbundenen Steuergeräten in einem Fahrzeug sind die Steuergeräte über einen System-Datenbus mit dem Bordnetz des Fahrzeugs verbunden und besitzen untereinander eine Datenbusverbindung, über die sie während ihres Betriebs Informationen untereinander weitergeben und/oder empfangen. Die Steuergeräte tauschen ihre Informationen über den System-Datenbus aus. Der System-Datenbus ist ein taktgesteuerter Datenbus, der durch seinen Aufbau und/oder seine Betriebsweise in jedem Takt mindestens je einen gegenseitigen Informationsaustausch zwischen den beiden Steuergeräten ermöglicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von mindestens zwei miteinander verbundenen Steuergeräten in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Bordnetz eines Fahrzeugs, mit mindestens zwei derartigen Steuergeräten nach den Merkmalen des Patentanspruchs 2.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art und ein derartiges Bordnetz ist aus den Fahrzeugen der Anmelderin bekannt. Die beiden Steuergeräte dienen bei einem Zwölf-Zylindermotor zur Steuerung jeweils von 6-Zylinder-Bänken des Motors. Eines der beiden Steuergeräte ist als Master-Steuergerät (i.f. Master genannt), das andere als Slave-Steuergerät (i.f. Slave genannt) definiert. Am Master sind neben den zylinder- oder bankspezifischen Bauteilen wie Zündkerzen und Einspritzventile sämtliche für den Gesamtmotor zuständigen Sensoren und Aktoren des Motors angeschlossen. Zu diesen Aktoren und Sensoren gehören z. B. ein Pedalwertgeber oder eine Kraftstoffpumpenregelung. Ebenso ist die Koordination der gesamtmotorischen Funktionen wie Momentensteuerung oder Kommunikation zum Bordnetz typischerweise im Master realisiert.

Diese Kommunikation zum Bordnetz erfolgt über den System-Datenbus. Informationen über die Drehzahl des Motors oder sein momentan bestehendes Motormoment werden vom Master ebenso auf den System-Datenbus ausgegeben wie der Wert der Motortemperatur oder Diagnoseinformationen z. B. zur Ansteuerung einer OBD-Lampe. Ausserdem empfängt der Master über den Systembus Informationen von anderen Steuergeräten, z. B. Momentenanforderungen vom Automatikgetriebe oder dem Klimakompressor. Ferner sind beide Steuergeräte am System-Datenbus für die Kommunikation mit einer Service-Diagnose-Einrichtung und für eine Programmierung im eingebauten Zustand angeschlossen.

Die Übertragung der relevanten Informationen vom Master zum Slave und umgekehrt wird beim bekannten Verfahren/Bordnetz über eine separate und exklusive Datenbusverbindung vorgenommen. Diese Übertragung unterliegt besonderen Bedingungen. Sie muß störungsfrei und möglichst verzögerungsfrei erfolgen.

Bekannt ist es beispielsweise, hierfür einen High-Speed-CAN vorzusehen. Auch bei Verwendung eines derartigen Datenbusses zur Kopplung der beiden Steuergeräte können bei einer ggf. auftretenden hohen Busauslastung und auf Grund der asynchronen Eigenschaft des CAN-Protokolls keine maximalen Telegrammverzögerungszeiten garantiert werden. Dadurch können aufgrund der zum Teil recht zeitkritischen Signale, die zwischen den beiden Steuergeräten ausgetauscht werden müssen, Abstimmungsprobleme zwischen den beiden Steuergeräten auftreten.

Auch ist bei Verwendung eines High-Speed-CAN zur Kopplung der beiden Steuergeräten eine jitterfreie Übertragung der zeitkritischen Daten nicht gewährleistet. Das Erreichen einer ausreichenden Übertragungsqualität und Störungsfreiheit macht zusätzliche Software-Aufwände in den beiden Steuergeräten erforderlich.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil ergibt sich ferner aus dem Umstand, dass für die Koppelung der beiden Steuergeräte ein separates Bussystem vorgesehen ist. Das führt zu erhöhten Kosten und verhindert, dass zum Betrieb des 12-Zylindermotors hardwareseitig zwei 6-Zylindersteuerungen verwendet werden können. Damit ist eine zusätzliche Hardwarevariante erforderlich, was wiederum zu weiter erhöhten Kosten führt.

Aus der DE 103 43 057 A1 ist es bekannt, zwischen zwei miteinander kommunizierenden Steuergeräten ebenfalls eine separate Datenbusverbindung vorzusehen. Obwohl für diese Verbindung vorzugsweise ein CAN-Datenbus angegeben ist, werden auch deterministische Datenbusse, wie der sog. ByteFlight- der sog. FlexRay- und der sog. TTP-Datenbus genannt. Dadurch wird zwar eine ausreichende Übertragungsqualität und Störungsfreiheit erzielt. Der bestehende Nachteil in Form der Notwendigkeit, einen separaten Datenbus und im o.g. Fall einen zusätzlichen Hardwareaufwand vorzusehen, bleibt aber nach wie vor bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich durch einen geringen Steuerungsaufwand auszeichnet und zu dessen Realisierung ein geringer Hard- und Software-Aufwand erforderlich ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Bordnetz zu schaffen.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln, für das Bordnetz mit den im Patentanspruch 2 angegebenen Mitteln gelöst.

Bei der Erfindung wird der System-Datenbus zusätzlich für die exklusive Kommunikation der beiden Steuergeräte untereinander verwendet. Durch die Eigenschaft des System-Datenbusses, ein taktgesteuerter Datenbus zu sein, in Verbindung mit der weiteren erfindungsgemäßen Eigenschaft, durch seinen Aufbau und/oder seine Betriebsweise in jedem Takt mindestens je einen gegenseitigen Informationsaustausch zwischen den beiden Steuergeräten zu ermöglichen, erfüllt der System-Datenbus selbst alle Bedingungen, die unter den Gesichtspunkten der Übertragungsqualität und Störungsfreiheit auch bei hoher Belastung an den Datenbus für die Kommunikation zwischen den beiden Steuergeräten gestellt werden. Diese Kommunikation eignet sich besonders für die o.g. Master-/Slave-Kopplung. Typisch dafür ist, dass der Datenaustausch zwischen den beiden Steuergeräten exklusiv erfolgt, d. h. dass diese Daten für die anderen System-Datenbus-Teilnehmer nicht von Bedeutung sind bzw. die sonstigen während des üblichen Fahrzeug-Betriebs auf dem System-Datenbus liegenden Daten zumindest für den Slave nicht von Interesse sind.

Beim System-Datenbus handelt es sich vorzugsweise um einen deterministischen Datenbus. Dieser gewährleistet eine jitterfreie Kommunikation seiner Teilnehmer.

Bei einem nach dem ByteFlight-Protokoll arbeitenden Datenbus (vgl. EP 0 923 466 B ) ist die Notwendigkeit, in jedem Takt einen gegenseitigen Informationsaustausch zwischen den beiden Steuergeräten zu ermöglichen, durch eine entsprechend hohe Priorisierung der Datentelegramme der beiden Steuergeräte erzielbar. Bei einem FlexRay-Datenbus, der sich gegenüber Byteflight durch einen zum sog. dynamischen Teil zusätzlichen statischen Teil unterscheidet, entweder durch Festlegung der Datentelegramme der beiden Steuergeräte im statischen Teil und/oder eine entsprechend hohe Priorisierung im dynamischen Teil.

Eine weitere deutliche Vereinfachung des Aufwands lässt sich erzielen, wenn die Taktsteuerung des System-Datenbusses zur Synchronisation der Steuergeräte verwendbar ist. Besondere Synchronisationsmaßnahmen sowie die oben genannten Zusatzaufwendungen in der Software können dadurch entfallen.

Durch die Erfindung können für den Betrieb des 12-Zylindermotors zwei hardwaremäßig identische Motorsteuerungen eingesetzt werden, wie sie für die Steuerung eines 6-Zylindermotors Verwendung finden. Ihr gegenseitiger Datenaustausch erfolgt über den System-Datenbus mit der Besonderheit, dass er durch die erfindungsgemäße Betriebsweise schnell und ungestört ist.

Claims

Verfahren zum Betreiben von mindestens zwei miteinander verbundenen Steuergeräten in einem Fahrzeug, wobei die Steuergeräte über einen System-Datenbus mit dem Bordnetz des Fahrzeugs verbunden sind und untereinander eine Datenbusverbindung besitzen, über die sie während ihres Betriebs Informationen untereinander weitergeben und/oder empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte ihre Informationen über den System-Datenbus austauschen, wobei der System-Datenbus ein taktgesteuerter Datenbus ist, der durch seinen Aufbau und/oder seine Betriebsweise in jedem Takt mindestens je einen gegenseitigen Informationsaustausch zwischen den beiden Steuergeräten ermöglicht.
Bordnetz eines Fahrzeugs, mit mindestens zwei Steuergeräten, die miteinander über eine Datenbusverbindung verbunden sind, über die sie während ihres Betriebs Informationen weitergeben und/oder empfangen, und mit einem die Steuergeräte mit dem übrigen Bordnetz verbindenden System-Datenbus, dadurch gekennzeichnet dass die Datenbusverbindung der Steuergeräte allein über den System-Datenbus besteht und dass der System-Datenbus ein taktgesteuerter Datenbus ist, der durch seinen Aufbau und/oder seine Betriebsweise in jedem Takt mindestens je einen gegenseitigen Informationsaustausch zwischen den beiden Steuergeräten ermöglicht.
Bordnetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der System-Datenbus ein deterministischer Datenbus ist.
Bordnetz nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktsteuerung des System-Datenbusses zur Synchronisation der Steuergeräte verwendbar ist.
Bordnetz nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der System-Datenbus den Datenbus-Zugriff über die Priorität der Datenbus-Teilnehmer steuert und der Informationsaustausch zwischen den beiden Steuergeräten durch eine hohe Priorität ihres Zugriffs sichergestellt ist.
Bordnetz nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der System-Datenbus den Datenbus-Zugriff über vorgegebene Zugriffs-Zeitfenster für die Datenbus-Teilnehmer steuert und für den Informationsaustausch zwischen den beiden Steuergeräten definierte Zugriffs-Zeitfenster vorgesehen sind.