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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synchronisieren von Komponenten
eines Kraftfahrzeugbremssystem mit einer elektronischen Hauptsteuereinrichtung
mit einem dieser zugeordneten Hauptzeitgeber, mindestens einer der
Hauptsteuereinrichtung untergeordneten Untersteuereinrichtung mit
einem dieser zugeordneten Zeitgeber, wobei die Hauptsteuereinrichtung
mit der wenigstens einen Untersteuereinrichtung zyklusweise kommuniziert,
und wobei ferner die Hauptsteuereinrichtung und die mindestens eine
Untersteuereinrichtung jeweils einen diesen zugeordneten Zykluszähler hochzählen.
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In
modernen Fahrzeugsystemen, insbesondere bei Bremssystemen, werden
zunehmend wichtige Steuerfunktionen von elektronischen Einrichtungen übernommen.
Dabei wirken verschiedene elektronische Komponenten, wie beispielsweise
Sensoren zur Erfassung von Fahrzeugparametern, und Stellglieder
sowie Aktuatoren zusammen. Diese zusammenwirkenden Komponenten sind
jeweils mit Taktgebern (Zeitgebern) versehen, die meist auf Quarzbasis
ausgeführt
sind. Dies macht die Komponenten in der Anschaffung verhältnismäßig teuer. Ferner
können
durch unterschiedliche Betriebsfrequenzen der miteinander zusammenwirkenden
elektronischen Komponenten unerwünschte
Verzögerungen
bei der Steuerung von bremssystemgebundenen Fahrassistenzsystemen
auftreten. Auch dies ist unerwünscht,
da Fahrassistenzsysteme möglichst
zeitverzögerungsfrei
nach Erfassung relevanter Fahrzeugparameter in den Fahrzeugbetrieb
eingreifen sollen.
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Es
besteht daher Bedarf für
ein Verfahren zur Synchronisierung elektronischer Komponenten eines Kraftfahrzeugbremssystems
und für
ein elektronisches Bremssteuersystem, das unter Vermeidung der vorstehend
geschilderten Nachteile zuverlässig funktioniert
und den Einsatz kostengünstiger
Komponenten ermöglicht.
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Dazu
ist erfindungsgemäß das eingangs
erwähnte
Verfahren vorgesehen, wobei die Hauptsteuereinrichtung Synchronisierungsdaten
an die mindestens eine Untersteuereinrichtung sendet, die einen
Wert des Zykluszählers
der Hauptsteuereinrichtung umfassen, und die mindestens eine Untersteuereinrichtung
diese Synchronisierungsdaten empfängt und ihren Zykluszähler auf
den empfangenen Wert des Zykluszählers
der Hauptsteuereinrichtung setzt, sofern sich der empfangene Wert
des Zykluszählers
der Hauptsteuereinrichtung von dem Wert des Zykluszählers der
Untersteuereinrichtung unterscheidet. So kann mit wenig Aufwand
und geringem Datendurchsatz eine Synchronisierung von Hauptsteuereinrichtung
und der wenigstens einen Untersteuereinrichtung erreicht werden.
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Durch
diese Synchronisierung lässt
sich die wenigstens eine Untersteuereinrichtung hinsichtlich ihres
Arbeitstaktes auf die Hauptsteuereinrichtung abstimmen, so dass
zeitliche Verzögerungen
beim Ansprechen des Fahrzeugbremssystems, beispielsweise im Rahmen
einer Aktivierung eines Fahrassistenzprogramms, weitgehend minimiert
werden können.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in
dem Fall, in dem sich der empfangene Wert des Zykluszählers der
Hauptsteuereinrichtung von dem Wert des Zykluszählers der mindestens einen
Untersteuereinrichtung unterscheidet, die mindestens eine Untersteuereinrichtung
ein Fehlersignal erzeugt, speichert und/oder an die Hauptsteuereinrichtung
sendet. Aus diesem Fehlersignal kann die Hauptsteuereinrichtung
ableiten oder erkennen, ob eine weitergehende Fehlerdiagnose hinsichtlich
der Funktionsweise der Untersteuereinrichtung durchgeführt werden
muss, und diese gegebenenfalls einleiten.
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In
einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Takt des der
mindestens einen Untersteuereinrichtung zugeordneten Zeitgebers
eingestellt werden kann. Dadurch kann – falls erforderlich – der Zeitgeber
der Untersteuereinrichtung im Hinblick auf den Zeitgeber der Hauptsteuereinrichtung nachsynchronisiert
werden. Insbesondere kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein,
dass die Hauptsteuereinrichtung in regelmäßigen Zeitintervallen vorbestimmter
Länge Steuersignale
an die mindestens eine Untersteuereinrichtung sendet und dass die
mindestens eine Untersteuereinrichtung das Zeitintervall zwischen
aufeinanderfolgenden Steuersignalen erfasst und den ihr zugeordneten
Zeitgeber nach Maßgabe
des erfassten Zeitintervalls nachsynchronisiert, wenn sich das erfasste
Zeitintervall von dem Zeitintervall vorbestimmter Länge unterscheidet.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine Untersteuereinrichtung
den Takt des ihr zugeordneten Zeitgebers reduziert, wenn das erfasste Zeitintervall
größer ist
als das Zeitintervall vorbestimmter Länge; andererseits erhöht die mindestens eine
Untersteuereinrichtung den Takt des ihr zugeordneten Zeitgebers,
wenn das erfasste Zeitintervall kleiner ist als das Zeitintervall
vorbestimmter Länge. Ein
solches Verfahren ermöglicht
eine zusätzliche Feinsynchronisierung,
sollte im Hinblick auf eine sehr zeitempfindliche Wechselwirkung
elektronischer Komponenten ein erhöhter Bedarf für eine noch
exaktere Synchronisierung bestehen, den das oben beschriebene Verfahren
allein nicht befriedigen kann.
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In
einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
kommunizieren die Hauptsteuereinrichtung und die mindestens eine
Untersteuereinrichtung über
ein Bussystem miteinander. Bevorzugt handelt es sich bei diesem
Bussystem um ein LIN-Bussystem
(LIN=Local Interconnect Network) oder um ein Bussystem, das auf
einem LIN-Bus basiert. Ein solches Bussystem ist in der Fahrzeugtechnik
weit verbreitet und kann kostengünstig
verwendet werden. Insbesondere kann bei Verwendung eines Bussystems
vorgesehen sein, dass die Hauptsteuereinrichtung der mindestens
einen Untersteuereinrichtung Zugriffsrechte auf den Bus zuteilt.
Dadurch liegt die Kontrolle über
die Kommunikation bei der Hauptsteuereinrichtung und die Kommunikation
zwischen den Komponenten kann unter kontrollierten und genau definierten
Umständen
durchgeführt
werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung kann die Hauptsteuereinrichtung Daten an die mindestens
eine Untersteuereinrichtung versenden, wobei die Daten ein Identifizierungszeichen
enthalten, das diejenige Untersteuereinheit identifiziert, der die
Hauptsteuereinrichtung Schreibzugriffsrechte und/oder Lesezugriffsrechte
auf dem Bus zugeteilt hat. Dadurch wird die betreffende Untersteuereinrichtung über ihren
Zugriffsrechtsstatus informiert und kann einen Zugriff auf den Bus
lokal ansteuern. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Hauptsteuereinrichtung
zu jedem Zeitpunkt nur einer Untersteuereinrichtung Schreibzugriffsrechte
auf den Bus zuteilt. Dadurch werden Kollisionen beim Schreibzugriff
sowie Datenverluste und Verzögerungen
beim Schreiben auf den Bus vermieden.
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Vorzugsweise
teilt die Hauptsteuereinrichtung einer Mehrzahl der mindestens einen
Untersteuereinrichtung und der Hauptsteuereinrichtung Lesezugriffsrechte
auf den Bus zu. Dies ermöglicht
ein effizientes Verwenden der Busbandbreite und ermöglicht einer
Mehrzahl von Steuereinrichtungen, Informationen von dem Bus auszulesen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das erfindungsgemäße Synchronisierungsverfahren bei
einem elektronischen Steuerungssystem mit wenigstens zwei Untersteuereinrichtungen
angewendet. Bei bestimmten Anwendungen in der Fahrzeugtechnik, zum
Beispiel bei EPB-Systemen (Elektronische Park-Bremsen-System), ist
es wünschenswert, dass
zwei Untersteuereinrichtungen zum Ansteuern von Hinterradbremsaktuatoren
vorgesehen sind, nämlich
für jedes
Hinterrad eine separate Untersteuereinrichtung zum Ansteuern jeweils
eines dem Hinterrad zugeordneten Parkbremsaktuators. Dabei kann
erfindungsgemäß die Hauptsteuereinrichtung so
ausgebildet sein, dass sie bei einem geraden Wert ihres Zykluszählers Synchronisie rungsdaten
an eine erste der Untersteuereinrichtungen verschickt und bei einem
ungeraden Wert ihres Zykluszählers
Synchronisierungsdaten an eine zweite der Untersteuereinrichtungen.
Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung
der Kommunikationszyklen.
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Vorzugsweise
umfasst der Hauptzeitgeber der Hauptsteuereinrichtung einen Quarzkristall.
Derartige Kristalle sind für
ihre große
Genauigkeit und Zuverlässigkeit
bekannt und daher gut als Basiszeitgeber für eine Synchronisierung geeignet.
Für den der
wenigstens einen Untersteuereinrichtung zugeordneten Zeitgeber kann
vorgesehen sein, dass dieser einen RC-Schaltkreis umfasst. Derartige RC-Schaltkreise
sind günstig
in der Anschaffung und ihr Takt lässt sich leicht auch während des
Betriebes einstellen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die mindestens
eine Untersteuereinrichtung als ein Sensor mit einer Mikrokontrollereinrichtung
ausgebildet ist, zum Beispiel als ein Gierratensensor.
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Wie
vorstehend bereits angedeutet ist es auch möglich, dass die mindestens
eine Untersteuereinrichtung einem Aktuator zugeordnet ist, der zum Beispiel
bei einem EPB-System Verwendung findet.
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Als
Hauptsteuereinrichtung kann im Rahmen der Erfindung zum Beispiel
eine ECU (Electronic Control Unit, elektronische Steuereinrichtung)
Verwendung finden, die derart ausgelegt ist, dass auf ihr die Software
für ein
EPB-Überwachungs-
und Steuersystem läuft.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein,
dass die Hauptsteuereinrichtung eine Fehleranfrage an die mindestens eine
Untersteuereinrichtung senden kann, woraufhin die Untersteuereinrichtung
in einem Diagnosemodus Daten an die Hauptsteuereinrichtung sendet,
die Informationen über
aufgetretene Fehler enthalten. Dadurch wird eine genauere Fehlerdiagnose
möglich, insbesondere
können
Rückschlüsse auf
die Zeitstabilität
der Zeitgeber der Untersteuereinrichtung geschlossen werden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner ein elektronisches Steuersystem
für ein
Kraftfahrzeugbremssystem mit einer Hauptsteuereinrichtung mit einem
dieser zugeordneten Hauptzeitgeber, mindestens einer der Hauptsteuereinrichtung
untergeordneten Untersteuereinrichtung mit einem dieser zugeordneten
Zeitgeber, wobei die Hauptsteuereinrichtung mit der wenigstens einen
Untersteuereinrichtung zyklusweise kommuniziert, und wobei ferner
die Hauptsteuereinrichtung und die mindestens eine Untersteuereinrichtung
jeweils einen diesen zugeordneten Zykluszähler inkrementieren, und die
Hauptsteuereinrichtung und die mindestens eine Untersteuereinrichtung
durch ein Verfahren synchronisiert sind, wie es oben beschrieben
ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Computerprogrammprodukt
zur Durchführung
der beschriebenen Verfahrensschritte gelöst, wobei das Computerprogrammprodukt
auf einer Verarbeitungseinheit abläuft.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im
Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
anhand einer beispielhaften Ausführungsform
beschrieben. Es stellen dar:
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1 ein
erfindungsgemäßes elektronisches
Steuersystem;
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2 ein
Ablaufdiagramm einer Hauptschleife einer Untersteuereinrichtung;
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3 ein
Ablaufdiagramm für
eine Takteinstellung des Zeitgebers einer Untersteuereinrichtung;
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4 den
zeitlichen Ablauf einer Signalabfolge;
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5 ein
Beispiel für
eine Synchronisation.
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DETAILLIERTE FIGURENBESCHREIBUNG
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform der
Erfindung anhand der Figuren detaillierter dargestellt. Bei der
in 1 dargestellten Ausführungsform sind die elektronischen
Komponenten Teil einer EPB (Elektronische Park-Bremse) 10.
Das EPB-System 10 umfasst
eine Hauptsteuereinrichtung 12 mit einem dieser zugeordneten
Hauptzeitgeber 22. Ferner umfasst das EPB-System 10 die
Untersteuereinrichtungen 14 und 16, die jeweils
einen Zeitgeber 24 bzw. 26 aufweisen. Der Hauptzeitgeber 22 weist
einen Quarzkristall auf und ist mit einer Taktfrequenz von 4 MHz
getaktet. Die Zeitgeber 24, 26 verfügen über einstellbare
RC-Glieder zur Vorgabe einer Taktfrequenz von ebenfalls 4 MHz.
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Die
Hauptsteuereinrichtung 12 kommuniziert darüber hinaus über eine
separate Verbindung (nicht gezeigt), beispielsweise einen CAN-Bus,
mit anderen Komponenten der Fahrzeugelektronik und kann z.B. von
den Untersteuereinrichtungen 14, 16 gelieferte Fehlersignale
an einen Hauptprozessor (ebenfalls nicht gezeigt) weiterleiten.
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Die
Untersteuereinrichtungen 14 und 16 sind jeweils
mit Aktuatoren 34, 36 des EPB-Systems 10 verbunden und steuern
diese an. Dabei ist vorgesehen, dass der Aktuator 34 am
linken Hinterrad und der Aktuator 36 am rechten Hinterrad
eines Kraftfahrzeuges angebracht und zur Aktivierung bzw. Deaktivierung
der Parkbremsfunktion vorgesehen sind. Daher wird die Untersteuereinrichtung 14 auch
als linke Untersteuereinrichtung 14 und die Untersteuereinrichtung 16 als
rechte Untersteuereinrichtung 16 bezeichnet. Die Aktuatoren 34, 36 erzeugen
eine von den Untersteuereinrichtungen 14, 16 gesteuerte,
auf die Hinterräder
wirkende Feststell-Bremskraft.
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Die
Steuereinrichtungen 12, 14 und 16 kommunizieren über ein
Bussystem 18 miteinander. In der vorliegenden Ausführungsform
ist dieses Bussystem als LIN-Bussystem
realisiert. Dabei steht LIN-Bus für Local Interconnect Network-Bus
(lokales Verbindungsnetz) und folgt dem LIN-Protokoll. Dieses Protokoll
wurde für
die kostengünstige
Kommunikation für
intelligente Sensoren und Aktuatoren in Kraftfahrzeugen entwickelt.
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Ein
LIN-Netzwerk umfasst einen LIN-Master, in diesem Fall die Hauptsteuereinrichtung 12,
und einen oder mehrere LIN-Slaves, in diesem Fall die Untersteuereinrichtungen 14 und 16.
Die Hauptsteuereinrichtung 12 steuert die zeitliche Abfolge
der zu übertragenden
Daten. Dabei übertragen
die Untersteuereinrichtungen 14, 16 Daten nur
dann, wenn sie dazu von der Hauptsteuereinrichtung 14 aufgefordert bzw.
autorisiert werden.
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm der Hauptschleife, die von den Untersteuereinrichtungen 14, 16 durchlaufen
wird. Dabei sind nur Arbeitsschritte dargestellt, die mit der Kommunikation
und Synchronisierung der Steuereinrichtungen 12, 14, 16 verbunden
sind; mit einer Ansteuerung der Aktuatoren 34, 36 durch
die Untersteuereinrichtungen 14, 16 verbundene
Prozesse sind nicht gezeigt.
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Nach
einem Start wird eine Untersteuereinrichtung 14, 16 im
Schritt M0 initialisiert. Dieser Schritt kann unter anderem das
Beschreiben von Registern, Überprüfen der
Funktionsfähigkeit
der Untersteuereinrichtung 14, 16 und des Busses 18 umfassen.
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Danach
beginnt die Untersteuereinrichtung 14, 16 mit
dem Schritt M10 das Durchlaufen eines Zyklus ihrer Hauptschleife.
In diesem Schritt inkrementiert die Untersteuereinrichtung 14, 16 den
Wert ihres Zykluszählers.
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Im
Falle des LIN-Busses werden nur 4 Bit für die Übertragung des Zählers zur
Verfügung
gestellt, weswegen der Zähler
Werte von 0 bis 15 annehmen kann und von 15 bei einer weiteren Erhöhung auf
0 zurückgesetzt
wird. Daher ist im gesamten Rahmen dieser Beschreibung mit Erhöhen des
Wertes eines Zykluszählers
auch gemeint, dass ein Schwellenwert des Zykluszählers erreicht wird und der
Zykluszähler wieder
auf 0 gesetzt wird; dies gilt auch für andere mögliche Ausführungsformen als der hier beschriebenen.
Dabei kann der Schwellenwert von der für eine Zykluszählerübertragung
bereitgestellten Bitzahl abhängen.
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Im
Schritt M20 empfängt
die Untersteuereinrichtung 14, 16 einen Steuerbefehlssatz
von der Hauptsteuereinrichtung 12. Gemäß diesen Befehlen kann die
Untersteuereinrichtung 14, 16 zum Beispiel den
Aktuator 34, 36 ansteuern. Der Steuerbefehlssatz
enthält
unter anderem der Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung 12.
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Darauf
folgend empfängt
die Untersteuereinrichtung 14, 16 im Schritt M30
einen Statusbefehlssatz von der Hauptsteuereinrichtung 12.
In diesem Statusbefehlssatz kann die Hauptsteuereinrichtung 12 beispielsweise
nach dem Status der Untersteuereinrichtung 14, 16 oder
nach einem Diagnosestatus fragen. Der Statusbefehlssatz enthält ein Identifizierungszeichen,
das einer der Untersteuereinrichtungen 14, 16 Schreibzugriffsrecht
auf den Bus 18 einräumt.
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Sollte
die Hauptsteuereinrichtung eine Diagnose anfordern, wird im Schritt
M40 in einen Diagnosemodus verzweigt. In dem Schritt M40 überträgt die zum
Schreiben auf den Bus 18 berechtigte Untersteuereinrichtung 14, 16 dann
gespeicherte Fehlerwerte an die Hauptspeichereinrichtung 12.
Nach M40 wird dann der Schritt M60 ausgeführt und die Hauptschleife erneut
durchlaufen.
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Fordert
die Hauptsteuereinrichtung keine Diagnose an, so wird in Schritt
M40 zu Schritt M50 verzweigt. In diesem Schritt übersendet die zum Schreiben
auf den Bus 18 berechtigte Untersteuereinrichtung 14, 16 einen
Statusbericht an die Hauptsteuereinrichtung 12. Dieser
Statusbericht enthält
unter anderem Informationen über
den Zustand des der Untersteuereinrichtung 14, 16 zugeordneten
Aktuators 34, 36. Auch nach M50 wird zu Schritt
M60 übergegangen.
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Schritt
M60 führt
dazu, dass ein erneuter Zyklus der Hauptschleife bei M10 beginnend
durchlaufen wird. Die Hauptschleife der Untersteuereinrichtung 14, 16 umfasst
also im wesentlichen die Schritte M10 bis M60 und wird jeweils in
20ms andauernden Zyklen durchlaufen.
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Nach
jedem der Schritte der Hauptschleife können ein oder mehrere Schritte
eingefügt
sein, in dem oder denen eine Zykluszähler-Synchronisierung erfolgt.
Dabei wird der Wert des von der Hauptsteuereinrichtung 12 empfangenen
Zykluszählers
mit dem Wert des Zykluszählers
der Untersteuereinrichtung 14, 16 verglichen.
Sofern sich diese Werte voneinander unterscheiden, setzt die Untersteuereinrichtung 14, 16 ihren
Zykluszähler
auf den von der Hauptsteuereinrichtung 12 empfangenen Wert.
Sollten die Werte gleich sein, ist keine Zykluszählersynchronisierung erforderlich.
In der hier beschriebenen Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Untersteuereinrichtung 14, 16 nach
einer Synchronisierung ihres Zykluszählers ein Fehlersignal erzeugt und
speichert. Diese Synchronisierung kann zum Beispiel als weiterer
Schritt zwischen den Schritten M20 und M30 durchgeführt werden,
während
die Untersteuereinrichtung 14, 16 nicht mit einem
Buszugriff beschäftigt
ist.
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Die
Hauptsteuereinrichtung 12 durchläuft ebenfalls eine Hauptschleife
von 20ms Dauer, deren durchlaufene Schritte zu denen der Hauptschleife
der jeweiligen Untersteuereinrichtung 14, 16 zumindest teilweise
komplementär
sind. Abhängig
von der genauen Verwendung eines hier beschriebenen Systems kann
es notwendig sein, noch weitere Unterprozesse neben den Diagnosebericht
und dem Statusbericht in Verzweigungen der Hauptschleife auszuführen.
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Das
LIN-Bussystem verfügt über eine
Datenübertragungsrate
von maximal etwa 20KBit/s (wobei für die Nutzdaten in einem von
einer Untersteuereinrichtung abgesendeten Paket nur 8 Byte vorgesehen sind).
Daher kann die Hauptsteuerschleife der Hauptsteuereinrichtung 12 in
dieser Ausführungsform
nicht beide Untersteuereinrichtungen 14, 16 innerhalb
eines Hauptschleifenzyklus ansprechen. Deswegen spricht die Hauptsteuereinrichtung 12 die
Untersteuereinrichtungen 14, 16 abwechselnd an,
wobei sie bei geradem Zykluszählerstand
einen Hauptschleifenzyklus durchläuft, in dem sie mit der rechten
Untersteuereinrichtung 16 kommuniziert, und wobei sie bei
ungeradem Zykluszählerstand
mit der linken Untersteuereinrichtung 14 kommuniziert.
Selbstverständlich
kann bei anderen Ausführungsformen
auch ein anderer Verteilungsmodus für die Kommunikationszyklen
entsprechend den Erfordernissen der jeweiligen Anwendung verwendet
werden.
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3 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
eine Einstellung des Takts des Zeitgebers einer der Untersteuereinrichtungen 14, 16.
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Dabei
wird in einem ersten Schritt S10 ein erstes Datenpaket mit Steuersignalen
von der Hauptsteuereinrichtung 12 (in den Figuren mit HS
abgekürzt)
empfangen. Diese Steuersignale signalisieren der Untersteuereinrichtung 14, 16,
den Schritt S20 auszulösen,
mit dem eine Zeitmessung bis zum Empfang eines erneuten Steuersignals
von der Hauptsteuereinrichtung 12 begonnen wird.
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Sobald
in einem Schritt S30 ein zweites Datenpaket mit Steuersignalen von
der Hauptsteuereinrichtung 12 empfangen wurde, wird in
einem Schritt S40 die Zeitmessung gestoppt. Dabei wird ein Wert
t für die
vergangene Zeit zwischen dem Empfang der beiden von der Hauptsteuereinrichtung 12 abgesandten
Datenpakete erfasst.
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In
einem Schritt S50 wird nun überprüft, ob diese
Zeit t, die die Untersteuereinrichtung 14, 16 erfasst
hat, mit einem vorgegebenen Intervall von 20 ms übereinstimmt, das als Zeitabstand
zwischen dem Aussenden der beiden Datenpakete mit Steuersignalen
von der Hauptsteuereinrichtung 12 festgelegt ist. Anstelle
von 20 ms kann selbstverständlich jeder
andere geeignete Wert für
das Zeitintervall angesetzt werden; bei der Einrichtung eines Systems muss
dafür Sorge
getragen werden, dass sowohl die Untersteuereinrichtung 14, 16 als
auch die Hauptsteuereinrichtung 12 denselben vorbestimmten
Wert verwenden.
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Falls
der Wert t einer Zeit von 20 ms entspricht, ist keine Nachsynchronisierung
durch Verändern
der Taktfrequenz des RC-Oszillators des Zeitgebers 24, 26 der
Untersteuereinrichtung 14, 16 notwendig und die
Synchronisationsprozedur wird beendet.
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Sollte
t nicht gleich 20 ms sein, wird in einem nächsten Schritt S60 überprüft, ob die
erfasste Zeit t größer als
20 ms ist. Ist dies der Fall, ist der RC-Oszillator der Untersteuereinrichtung 14, 16 zu
schnell getaktet und wird in einem Schritt S70 verlangsamt. Danach
kann der unten beschriebene Schritt S90 ausgeführt werden oder die Takteinstellprozedur
wird beendet. Ist hingegen die erfasste Zeitspanne t kleiner als
20 ms, so ist die Taktfrequenz des RC-Oszillators zu klein und in
einem Schritt S80 wird die Taktfrequenz des RC-Oszillators erhöht. Auch
nach diesem Schritt kann der Schritt S90 ausgeführt werden, der ein Fehlersignal
erzeugt, welches feststellt, dass ein Taktfehler vorliegt oder die
Takteinstellprozedur beendet werden. Nach dem Schritt S90 wird der
Takteinstellvorgang beendet.
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Ein
solcher Feinsynchronisierungsschritt durch Takteinstellung kann
beispielsweise durch eine Verzweigung in der Hauptschleife der Hauptsteuereinrichtung 12 ausgelöst werden.
Dabei kann die Hauptsteuereinrichtung 12 ein Signal an
die Untersteuereinrichtung 14, 16 senden, das
angibt, dass eine Feinsynchronisierung durchgeführt wird. Daraufhin gehen die
Hauptsteuereinrichtung 12 und die Untersteuereinrichtung 14, 16 in
den Feinsynchronisierungsmodus über.
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Es
ist allerdings auch möglich,
die Feinsynchronisierung ohne spezielles Auslösen durch die Hauptsteuereinrichtung 12 durchzuführen: Die Hauptsteuereinrichtung 12 schickt
in jedem Zyklus ihrer Hauptschleife einen Datensatz über den
Bus, der von beiden Untersteuereinrichtungen 14, 16 ausgelesen
werden kann, auch wenn aufgrund des alternierenden Adressierens
immer nur eine Untersteuereinrichtung 14, 16 antworten
darf. Es stehen also alle 20 ms Signale der Hauptsteuereinrichtung 12 zur Verfügung, nach
denen die Untersteuereinrichtungen 14, 16 ihre
Zeitgeber synchronisieren können.
Dazu kann z.B. in die Hauptschleife in 2 zwischen
den Schritten M10 und M20 ein weiterer Schritt eingefügt werden,
der zyklisch alternierend eine Zeitmessung startet oder beendet.
Ferner kann zwischen den Schritten M20 und M30 ein weiterer Schritt
vorgesehen sein, der eine Verzweigung in einen Prozess analog zu
Schritten S50 bis S90 wie oben beschrieben vorsieht.
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In 4 ist
ein Diagramm zur Erläuterung der
in 3 gezeigten Feinsynchronisierungsprozedur dargestellt.
Hier wird vereinfacht die zeitliche Abfolge des Datenaustausches
zwischen der Untersteuereinrichtung 14, 16 und
der Hauptsteuereinrichtung 12 dargestellt.
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Zwischen
den gestrichelten Linien findet ein 20ms andauernder Kommunikationszyklus
statt. Dabei versendet die Hauptsteuereinrichtung 12 ein Steuersignal
(Synch. Signal), das zur Synchronisierung der Untersteuereinrichtung 14, 16,
in der Zeichnung mit US abgekürzt,
verwendet wird. Beim Eintreffen des Synchronisierungssignal startet
die Untersteuereinrichtung 14, 16 eine Zeitmessung
unter Verwendung des ihr zugeordneten Zeitgebers 24, 26. Die
Hauptsteuereinrichtung 12 versendet nachfolgend ein Datenpaket
an die Untersteuereinrichtung 14, 16, das ein
Identifizierungszeichen ID enthält
und eine Anfrage, im Normalfall eine Statusanfrage umfasst. Daraufhin
antwortet die Untersteuereinrichtung 14, 16 zum
Beispiel gemäß Schritt
M50. Bis zum Ende dieses Zyklus der Hauptschleife, das durch die rechte
gestrichelte Linie in 4 gekennzeichnet ist, werden
keine Signale mehr zwischen der Hauptsteuereinrichtung 12 und
der Untersteuereinrichtung 14, 16 ausgetauscht.
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Mit
dem Versenden eines weiteren Synchronisierungssignals beginnt ein
neuer Zyklus der Hauptschleife der Hauptsteuereinrichtung 12.
Bei Erhalt dieses weiteren Synchronisierungssignals oder Steuersignals
beendet die Untersteuereinrichtung 14, 16 die
Zeitmessung. Zwischen dem Empfang der beiden Synchronisierungssignale
sollten von der Untersteuereinrichtung 14, 16 20ms
gemessen worden sein; ist dies nicht der Fall, wird eine Synchronisierung
des Takts des Zeitgebers 24, 26 wie oben beschrieben
durchgeführt.
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5 stellt
eine Synchronisierung zwischen der Hauptsteuereinrichtung 12 und
den Untersteuereinrichtungen 14, 16 nach dem in 3 und 4 gezeigten
Verfahren dar. Die Hauptsteuereinrichtung erzeugt Zyklen mit der
Dauer von 20 ms, deren Zeitintervall aufgrund des hochwertigen Quarzkristalls im
Hauptzeitgeber 24 sehr stabil ist. In dem in 5 gezeigten
Beispiel hat die Untersteuereinrichtung 16 anfänglich eine
zu hohe Taktung; die von ihr durchlaufenen Zyklen weisen eine Zeitspanne
von weniger als 20 ms (20 ms – Δ t) auf.
Die Untersteuereinrichtung 14 hingegen weist Anfangs eine
zu kleine Taktung auf; bei ihr vergehen zwischen zwei Zyklen 20 ms
+ Δ t. Die
Pfeile in 5 stellen das Empfangen von
Steuersignalen zur Takteinstellung von der Hauptsteuereinrichtung 12 an
die Untersteuereinrichtung 16 bzw. die Untersteuereinrichtung 14 dar. Nachdem
eine Untersteuereinrichtung 14, 16 jeweils zwei
aufeinanderfolgende derartige Steuersignale empfangen hat, wird
eine Synchronisation nach den Schritten S50 bis S90 durchgeführt. Dies
führt dazu, dass
nach einer derartigen Synchronisation die Zyklen in einem Abstand
von 20 ms sowohl bei der Untersteuereinrichtung 16 als
auch bei der Untersteuereinrichtung 14 durchlaufen werden.
In dieser 5 ist die Zykluszählersynchronisation,
wie sie oben beschrieben ist, nicht berücksichtigt.
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Selbstverständlich lässt sich
eine Synchronisierung wie sie in dieser Beschreibung aufgeführt wird,
bei einer Vielzahl verschiedener elektronischer Komponenten durchführen.
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Dabei
wirkt sich das erfindungsgemäße Verfahren
insbesondere dahingehend vorteilhaft aus, dass eine schnelle und
zuverlässige
Synchronisierung möglich
wird, ohne dass dazu eine Vielzahl teurer Taktgeber notwendig sind.
Auch lässt
sich das erfindungsgemäße Verfahren
auf Komponenten eines elektronischen Bremssystems mit beliebigen
Zeitgebern anwenden.