DE102008029892B4

DE102008029892B4 - Steuereinrichtung und Überprüfungsverfahren für ein Shift-By-Wire-System

Info

Publication number: DE102008029892B4
Application number: DE102008029892.1A
Authority: DE
Inventors: Peter Knysch
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2018-02-22
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: DE102008029892A1

Abstract

Steuereinrichtung für eine Wählhebeleinheit (2) eines Shift-By-Wire-Systems (1) eines Kraftfahrzeugs, – mit einem Hauptcontroller (6) zum Erzeugen von Schaltsignalen in Abhängigkeit von Schaltstellungen eines Wählhebels (4) der Wählhebeleinheit (2), – mit einem Zusatzcontroller (10) zur Überwachung der Funktion des Hauptcontrollers (6), – wobei der Zusatzcontroller (10) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass er zumindest eine Zahl ermittelt und dem Hauptcontroller (6) übermittelt und mit einem vorbestimmten Algorithmus aus der wenigstens einen Zahl ein Soll-Ergebnis berechnet, – wobei der Hauptcontroller (6) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass er aus der wenigstens einen vom Zusatzcontroller (10) übermittelten Zahl mit dem vorbestimmten Algorithmus ein Ist-Ergebnis berechnet und dieses Ist-Ergebnis dem Zusatzcontroller (10) übermittelt, – wobei der Zusatzcontroller (10) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass er das vom Hauptcontroller (6) übermittelte Ist-Ergebnis mit dem Soll-Ergebnis vergleicht, wobei der Zusatzcontroller (10) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass er bei fehlender Übereinstimmung der Ergebnisse einen Resetbefehl an den Hauptcontroller (6) übermittelt, und/oder – dass der Zusatzcontroller (10) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass er bei Übereinstimmung der Ergebnisse erneut zumindest eine Zahl ermittelt und dem Hauptcontroller (6) übermittelt und mit dem vorbestimmten Algorithmus aus der wenigstens einen Zahl ein Soll-Ergebnis berechnet und – wobei zur Übermittlung des Reset-Befehls eine Resetsignalleitung (12) vorgesehen ist, die zusätzlich zu Signalleitungen (11) vorgesehen ist, die zur Übermittlung der jeweiligen wenigstens einen Zahl und des jeweiligen Ist-Ergebnisses dienen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Wählhebeleinheit eines Shift-By-Wire-Systems eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Überprüfen der ordnungsgemäßen Funktion eines Hauptcontrollers zum Erzeugen von Schaltsignalen bei einem Shift-By-Wire-System eines Kraftfahrzeugs.
Bei einem Shift-By-Wire-System werden Schaltbefehle zwischen einer Wählhebeleinheit und einem Getriebe des Fahrzeugs nicht mechanisch, sondern in Form elektrischer Signale übertragen. Hierzu kommuniziert ein Steuergerät der Wählhebeleinheit mit einem Steuergerät des Getriebes über entsprechende Signalleitungen, insbesondere ein Datenbussystem. Das Steuergerät der Wählhebeleinheit umfasst eine Steuereinrichtung, die einen Hauptcontroller zum Erzeugen von Schaltsignalen in Abhängigkeit von Schaltstellungen eines Wählhebels der Wählhebeleinheit aufweist. Da derartige Controller vergleichsweise komplexe integrierte Schaltungen sind, die einen Mikroprozessor und periphere Anwendungen umfassen können, besteht die Gefahr, dass ein solcher Controller von Zeit zu Zeit unsauber arbeitet, dadurch langsamer wird, Fehler erzeugt oder blockiert. Durch ein Reset des Controllers kann dieser in der Regel wieder in einen definierten Ausgangszustand gebracht werden, bis die nächste Fehlfunktion entsteht. Derartige Fehlfunktionen sind bei modernen Controllern, wie sie bei der Fahrzeugtechnik zum Einsatz kommen, vergleichsweise selten. Dennoch besteht der Wunsch, eine Fehlfunktion des Hauptcontrollers zu erkennen und – wenn möglich – zu beheben. Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Aus der DE 100 36 601 A1 ist eine Getriebesteuervorrichtung bekannt, bei welcher sich alle Komponenten, die an einen Bus angeschlossen sind, gegenseitig überwachen und wobei bei einem Fehlerfall eine intakte Komponente zusätzliche Aufgaben übernimmt und der Fahrer informiert wird.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art einen Weg aufzuzeigen, der eine Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion des Hauptcontrollers auf einfache Weise ermöglicht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Zusatzcontroller vorzusehen, mit dessen Hilfe zumindest eine Zahl ermittelt und mit einem vorbestimmten Algorithmus verarbeitet wird, um ein Soll-Ergebnis zu berechnen. Diese wenigstens eine Zahl wird außerdem vom Zusatzcontroller dem Hauptcontroller übermittelt, damit auch der Hauptcontroller aus dieser wenigstens einen übermittelten Zahl mit Hilfe des vorbestimmten Algorithmus ein Ist-Ergebnis berechnet. Dieses vom Hauptcontroller berechnete Ist-Ergebnis wird dann dem Zusatzcontroller übermittelt, damit dieser es mit dem selbst berechneten Soll-Ergebnis vergleichen kann. Durch diesen Soll-Ist-Vergleich kann der Zusatzcontroller entscheiden, ob der Hauptcontroller ordnungsgemäß arbeitet oder nicht. In Abhängigkeit dieses Soll-Ist-Vergleichs kann der Zusatzcontroller dann entsprechende Maßnahmen einleiten.
Entsprechend einer zweckmäßigen Ausführungsform kann der Zusatzcontroller bei fehlender Übereinstimmung der Ergebnisse, also bei negativem Soll-Ist-Vergleich einen Reset-Befehl an den Hauptcontroller übermitteln, wodurch dieser ein Reset durchführt. Durch den Neustart des Hauptcontrollers besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Hauptcontroller anschließend wieder ordnungsgemäß arbeitet. Ein derartiger Neustart lässt sich bei modernen Prozessoren bereits im Millisekundenbereich realisieren, so dass die Funktionsfähigkeit des Shift-By-Wire-Systems hierdurch nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigt ist.
Desweiteren ist es zweckmäßig, wenn der Zusatzcontroller bei vorliegender Übereinstimmung der Ergebnisse, also bei einem positiven Soll-Ist-Vergleich erneut zumindest eine Zahl ermittelt, daraus mit dem vorbestimmten Algorithmus ein neues Soll-Ergebnis berechnet und die wenigstens eine neue Zahl dem Hauptcontroller übermittelt. Mit anderen Worten, bei positivem Überprüfungsergebnis wird die Prozedur erneut gestartet. Dabei ist es grundsätzlich möglich, eine vorbestimmte Zeitspanne abzuwarten, bis nach einem positiven Überprüfungsergebnis die Überprüfungsprozedur erneut gestartet wird.
Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher zwei oder mehr Zahlen, insbesondere mittels eines Zufallsgenerators, ermittelt werden, wodurch die Berechnung des jeweiligen Ergebnisses mehr Rechenleistung vom jeweiligen Prozessor benötigt. Hierdurch kann mit erhöhter Zuverlässigkeit eine Aussage über die ordnungsgemäße Funktion des Hauptcontrollers getroffen werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung eines Shift-By-Wire-Systems eines Kraftfahrzeugs,
2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Überprüfungsverfahrens.
Entsprechend 1 umfasst ein Shift-By-Wire-System 1 eines im Übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeugs, eine Wählhebeleinheit 2 und ein Getriebe 3. Die Wählhebeleinheit 2 besitzt einen Wählhebel 4, mit dem unterschiedliche Schaltstellungen einstellbar sind. Diesen Schaltstellungen können Schaltstufen eines Automatikgetriebes oder konkrete Gänge eines manuell schaltbaren Getriebes zugeordnet sein. Die Wählhebeleinheit 2 umfasst außerdem ein Steuergerät 5, das einen Hauptcontroller 6 aufweist, der in Abhängigkeit der Schaltstellungen des Wählhebels 4 Schaltsignale generieren kann. Diese Schaltsignale können über eine entsprechende Signalleitung oder Datenleitung 7 einem Getriebesteuergerät 8 übermittelt werden, das entsprechend einem Pfeil 9 in Abhängigkeit der Schaltsignale sowie ggf. anderer Parameter, wie zum Beispiel Last und/oder Drehzahl einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs das Getriebe 3 betätigt.
Die Steuereinrichtung 2 ist außerdem mit einem Zusatzcontroller 10 ausgestattet, der zur Überwachung der Funktion des Hauptcontrollers 6 ausgestaltet ist. Hierzu ist der Zusatzcontroller 10 auf geeignete Weise mit dem Hauptcontroller 6 verbunden. Hierzu kann bspw. eine geeignete Schnittstelle 11 vorgesehen sein. Bei dieser Schnittstelle 11 kann es sich bevorzugt um eine serielle Schnittstelle handeln. Zweckmäßig handelt es sich um eine synchrone serielle Schnittstelle 11. Im Beispiel der 1 ist zusätzlich zur Schnittstelle 11 eine davon unabhängige, separate Signalleitung 12 vorgesehen, über welche der Zusatzcontroller 10 dem Hauptcontroller 6 ein Resetsignal bzw. einen Resetbefehl übermitteln kann. Aus Sicherheitsgründen ist diese Resetsignalleitung 12 unabhängig von der Schnittstelle 11 gestaltet. Grundsätzlich kann der Resetbefehl bzw. das Resetsignal auch über die Schnittstelle 11 übertragen werden, welche Signalleitungen repräsentiert, über welche die übrige Kommunikation zwischen den Controllern 6, 10 erfolgt. Üblicherweise umfasst die serielle Schnittstelle eine MISO-Leitung sowie eine MOSI-Leitung. Sofern es sich um eine synchrone serielle Schnittstelle handelt, ist zusätzlich eine CLK-Leitung vorgesehen.
Der Zusatzcontroller 10 und der Hauptcontroller 6 können zur Durchführung eines Überprüfungsverfahrens ausgestaltet bzw. programmiert sein, das im Folgenden anhand des in 2 wiedergegebenen Flussdiagramms näher erläutert wird. Dabei sind in 2 der Hauptcontroller 6 und der Zusatzcontroller 10 durch Rahmen angedeutet, die mit unterbrochener Linie gezeichnet sind.
In 2 ist mit 13 ein Start-Block bezeichnet, der den Start des Überprüfungsverfahrens symbolisiert. Nach dem Start des Verfahrens wird gemäß einem Block 14 im Zusatzcontroller 10 zunächst zumindest eine Zahl ermittelt. Dies kann bspw. mit Hilfe eines Zufallgenerators realisiert werden. Vorzugsweise werden mehrere Zahlen, also mindestens zwei Zahlen ermittelt. Der Zusatzcontroller 10 übermittelt die ermittelte wenigstens eine Zahl dem Hauptcontroller 6. Dort wird gemäß einem Block 15 mit Hilfe eines vorbestimmten Algorithmus aus der wenigstens einen ermittelten Zahl ein Ist-Ergebnis berechnet. Die im Block 14 ermittelte wenigstens eine Zahl wird auch im Zusatzcontroller 10 weiterverarbeitet. In einem Block 16 wird aus der wenigstens einen ermittelten Zahl mit Hilfe des vorbestimmten Algorithmus ein Soll-Ergebnis berechnet. Dieses Soll-Ergebnis des Zusatzcontrollers 10 wird in einem Block 17 im Zusatzcontroller 10 mit dem Ist-Ergebnis verglichen, das vom Hauptcontroller 6 berechnet worden ist und dem Zusatzcontroller 10 übermittelt worden ist. In Abhängigkeit dieses Soll-Ist-Vergleichs kann der Zusatzcontroller 10 entscheiden, ob der Hauptcontroller 6 ordnungsgemäß arbeitet oder nicht. Ein positives Vergleichsergebnis liegt vor, wenn das Ist-Ergebnis mit dem Soll-Ergebnis übereinstimmt. Ein negatives Vergleichsergebnis liegt vor, wenn das Ist-Ergebnis vom Soll-Ergebnis abweicht. Je nach Ergebnis kann dann eine geeignete Maßnahme vom Zusatzcontroller 10 initiiert werden. Bei fehlender Übereinstimmung kann in einem Block 18 ein Resetbefehl generiert und entsprechend einem Pfeil 19 dem Hauptcontroller 6 übermittelt werden. Der Hauptcontroller 6 führt dann einen Reset bzw. einen Neustart durch. Abgestimmt auf den Reset des Hauptcontrollers 6 kann der Block 18 außerdem zum Startblock 13 zurückführen, um die Prozedur des Zusatzcontrollers 10 erneut auszulösen.
Fällt die Überprüfung der Ergebnisse positiv aus, liegt also eine Übereinstimmung der Ergebnisse vor, kann von Block 17 aus direkt zum Startblock 13 zurückgeführt werden, um die Prozedur im Zusatzcontroller 10 erneut zu starten. Dabei ist klar, dass grundsätzlich zunächst eine vorbestimmte Zeitspanne abgewartet werden kann, bis über eine entsprechende Signalisierung die Prozedur erneut gestartet wird.
Desweiteren kann auch während der gesamten Prozedur eine Uhr mitlaufen, wodurch es bereits in Block 17 möglich ist, das rechtzeitige Eintreffen des Ist-Ergebnisses vom Hauptcontroller 6 festzustellen. Kommt das Ist-Ergebnis verspätet, deutet dies auf eine fehlerhafte Funktion des Hauptcontrollers 6 hin. Auch ein Ausbleiben des Ist-Ergebnisses deutet auf einen Fehler des Hauptcontrollers 6 hin und wird dementsprechend insbesondere in Block 17 überwacht. Zweckmäßig kann das verspätete Eintreffen des Ist-Ergebnisses und somit automatisch das Ausbleiben des Ist-Ergebnisses einem vom Soll-Ergebnis abweichenden Ergebnis gleichgesetzt werden, um gleich über den Block 18 einen Reset des Hauptcontrollers 6 zu initiieren.
Erkennbar handelt es sich bei den beiden Controllern 6, 10 um separate Bauteile, die insbesondere auch separat mit elektrischer Energie versorgt werden. Jeder Controller 6, 10 ist dabei zweckmäßig als Mikrocontroller ausgestaltet und umfasst somit als einen Prozessor, insbesondere einen Mikroprozessor, sowie Peripheriefunktionen. Insbesondere umfasst der jeweilige Controller 6, 10 Arbeits- und Programmspeicher.

Claims

Steuereinrichtung für eine Wählhebeleinheit (2) eines Shift-By-Wire-Systems (1) eines Kraftfahrzeugs, – mit einem Hauptcontroller (6) zum Erzeugen von Schaltsignalen in Abhängigkeit von Schaltstellungen eines Wählhebels (4) der Wählhebeleinheit (2), – mit einem Zusatzcontroller (10) zur Überwachung der Funktion des Hauptcontrollers (6), – wobei der Zusatzcontroller (10) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass er zumindest eine Zahl ermittelt und dem Hauptcontroller (6) übermittelt und mit einem vorbestimmten Algorithmus aus der wenigstens einen Zahl ein Soll-Ergebnis berechnet, – wobei der Hauptcontroller (6) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass er aus der wenigstens einen vom Zusatzcontroller (10) übermittelten Zahl mit dem vorbestimmten Algorithmus ein Ist-Ergebnis berechnet und dieses Ist-Ergebnis dem Zusatzcontroller (10) übermittelt, – wobei der Zusatzcontroller (10) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass er das vom Hauptcontroller (6) übermittelte Ist-Ergebnis mit dem Soll-Ergebnis vergleicht, wobei der Zusatzcontroller (10) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass er bei fehlender Übereinstimmung der Ergebnisse einen Resetbefehl an den Hauptcontroller (6) übermittelt, und/oder – dass der Zusatzcontroller (10) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass er bei Übereinstimmung der Ergebnisse erneut zumindest eine Zahl ermittelt und dem Hauptcontroller (6) übermittelt und mit dem vorbestimmten Algorithmus aus der wenigstens einen Zahl ein Soll-Ergebnis berechnet und – wobei zur Übermittlung des Reset-Befehls eine Resetsignalleitung (12) vorgesehen ist, die zusätzlich zu Signalleitungen (11) vorgesehen ist, die zur Übermittlung der jeweiligen wenigstens einen Zahl und des jeweiligen Ist-Ergebnisses dienen.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzcontroller (10) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass die jeweils wenigstens eine Zahl mittels eines Zufallsgenerators ermittelt wird, und/oder dass der Zusatzcontroller (10) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass jeweils zwei oder mehr Zahlen ermittelt werden und/oder übermittelt und mit dem vorbestimmten Algorithmus zur Berechnung des Soll-Ergebnisses verarbeitet werden.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzcontroller (10) ein vom Hauptcontroller (6) separates Bauteil ist, und/oder dass der Zusatzcontroller (10) und der Hauptcontroller (6) separat mit elektrischer Energie versorgt werden.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptcontroller (6) mit dem Zusatzcontroller (10) über eine synchrone serielle Schnittstelle (11) kommuniziert.
Verfahren zum Überprüfen der ordnungsgemäßen Funktion eines Hauptcontrollers (6) zum Erzeugen von Schaltsignalen bei einem Shift-By-Wire-System (1) eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Zusatzcontroller (10) wenigstens eine Zahl ermittelt und dem Hauptcontroller übermittel und daraus anhand eines vorbestimmten Algorithmus ein Soll-Ergebnis berechnet, bei dem der Hauptcontroller (6) aus der übermittelten wenigstens einen Zahl anhand des vorbestimmten Algorithmus ein Ist-Ergebnis berechnet und dem Zusatzcontroller (10) übermittelt, bei dem der Zusatzcontroller (10) das übermittelte Ist-Ergebnis mit dem berechneten Soll-Ergebnis vergleicht und wobei der Zusatzcontroller (10) bei fehlender Übereinstimmung der Ergebnisse einen Resetbefehl an den Hauptcontroller (10) übermittelt und bei vorliegender Übereinstimmung der Ergebnisse erneut zumindest eine Zahl ermittelt und dem Hauptcontroller (10) übermittelt und mit dem vorbestimmten Algorithmus aus der wenigstens einen Zahl ein Soll-Ergebnis berechnet, wobei die Übermittlung des Resetbefehls über eine Resetsignalleitung erfolgt, während die Übermittlung der jeweiligen wenigstens einen Zahl und des jeweiligen Ist-Ergebnisses über zumindest eine zusätzlich zur Resetsignalleitung (12) vorgesehene Signalleitung (11) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzcontroller (10) die jeweilige wenigstens eine Zahl mittels eines Zufallsgenerators ermittelt, und/oder dass der Zusatzcontroller (10) jeweils zwei oder mehr Zahlen ermittelt und übermittelt sowie daraus mit dem vorbestimmten Algorithmus das jeweilige Soll-Ergebnis berechnet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzcontroller (10) und der Hauptcontroller (6) separat mit elektrischer Energie versorgt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptcontroller (6) mit dem Zusatzcontroller (10) über eine synchrone serielle Schnittstelle kommuniziert.