DE102009002900A1

DE102009002900A1 - Verfahren zum Konfigurieren eines Steuergeräts

Info

Publication number: DE102009002900A1
Application number: DE200910002900
Authority: DE
Inventors: Martin Hilliges; Klaus Schwarze
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-05-07
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2010-11-11
Also published as: WO2010128130A1

Abstract

Es werden ein Verfahren zum Konfigurieren eines Steuergeräts (10), ein solches Steuergerät (10), ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt vorgestellt. In dem Steuergerät (10) kommt in einer Funktionsebene (16) eine Anwendungssoftware zur Ausführung, die durch eine Überwachungssoftware, die in einer Sicherheitsebene (18) ausgeführt wird, überwacht wird. Dabei wird zum Konfigurieren zunächst die Sicherheitsebene (18) durch Eingabe von Daten parametriert. Diese Daten werden zur Parametrierung der Funktionsebene (16) übernommen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konfigurieren eines Steuergeräts, ein solches Steuergerät sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt.
Stand der Technik
In Kraftfahrzeugen werden zur Steuerung und Regelung der Abläufe Steuergeräte eingesetzt, wobei einzelnen Komponenten des Kraftfahrzeugs dafür eingerichtete Steuergeräte zugeordnet sind. So ist bspw. für die Motorsteuerung ein Steuergerät vorgesehen, das den vom Fahrer am Gaspedal eingestellten Winkel erfasst und daraus ein Fahrerwunschmoment ermittelt, woraus sich ein Vortriebsmoment und daraus eine erforderliche Einspritzmenge ergeben.
Zur Realisierung der vorgegebenen Funktionen kommt in einem Steuergerät Software zur Ausführung, die auf Basis erfasster Größen zur Ansteuerung von Aktoren berechnete Steuer- bzw. Ausgangsgrößen ausgibt. Zur Erkennung von Fehlfunktionen und damit zur Vermeidung von Gefahrensituationen ist es unumgänglich, die in einem Steuergerät zur Ausführung kommende Software und damit die Funktionsweise des Steuergeräts zu überwachen, um ggf. erforderliche (Gegen-)Maßnahmen zu ergreifen.
Hierzu ist es bekannt, zusätzlich zu der im Steuergerät eingesetzten Software bzw. Anwendungssoftware, die in einer Funktionsebene ausgeführt wird, eine Überwachungssoftware einzusetzen, die in einer Sicherheitsebene ausgeführt wird. Dabei sollen die beiden Ebenen, nämlich die Funktionsebene bzw. erste Ebene und die Sicherheitsebene bzw. zweite Ebene, voneinander unabhängig funktionsfähig sein. In Betrieb überwacht dann die Sicherheitsebene die Funkti onsebene, indem diese bspw. von der Funktionsebene ermittelten Ausgangsgrößen kontrolliert bzw. plausibilisiert. So können Fehlfunktionen der Funktionsebene und damit des Steuergeräts erkannt und ggf. notwendige Maßnahmen ergriffen werden.
Bei der Konfiguration des Steuergeräts ist es erforderlich, die Funktionsebene durch Eingabe von Daten bzw. Datensätzen einzustellen bzw. zu parametrieren. Dies ist auch bei der Sicherheitsebene erforderlich, wobei zu beachten ist, dass bei dieser ggf. weniger Daten notwendig sind. So werden bspw. in der Funktionsebene Kennlinien bzw. Kennfelder repräsentierende Datensätze eingegeben, wohingegen in der Sicherheitsebene Daten ausreichend sein können, die lediglich Maximal- und/oder Minimalwerte dieser Kennlinien bzw. Kennfelder repräsentieren.
Derzeit werden die Funktionsebene und die Sicherheitsebene voneinander getrennt parametriert. Diese getrennte Parametrierung bzw. Bedatung stellt einen hohen Aufwand dar, der insbesondere bei einer hohen Variantenvielfalt der Steuergeräte mit einem hohen Zeitaufwand und erheblichen Kosten verbunden ist.
Offenbarung der Erfindung
Das vorgestellte Verfahren dient zum Konfigurieren eines Steuergeräts, in dem in einer Funktionsebene eine Anwendungssoftware zur Ausführung kommt, die durch eine Überwachungssoftware, die in einer Sicherheitsebene ausgeführt wird, überwacht wird. Bei der Konfiguration wird zunächst die Sicherheitsebene durch Eingabe von Daten parametriert. Diese Daten werden zur Parametrierung der Funktionsebene übernommen.
Es erfolgt somit, zumindest für die Daten, die für die Funktionsebene und die Sicherheitsebene identisch oder vergleichbar sind, nur eine einzige Eingabe der Daten, was die Parametrierung bzw. Bedatung und damit die Konfiguration des Steuergeräts erheblich vereinfacht.
In Ausgestaltung wird ein gemeinsamer Speicherbereich für die Funktionsebene und die Sicherheitsebene verwendet. in diesen gemeinsamen Speicherbereich werden dann die Daten zur Parametrierung eingegeben.
Alternativ können die Daten mittels einer Nachrichtenübertragung (message passing) übergeben werden.
In einer möglichen Ausführung erfolgt im Fehlerfall eine gestufte Fehlerreaktion. Dies bedeutet, dass bei Auftreten eines Fehlers bei einem Motorsteuergerät zunächst eine Momentenreduktion erfolgt und erst in einem nächsten Schritt ggf. die Einspritzung ausgestellt oder der Motor abgestellt wird. Eine weitere mögliche Reaktion kann ein Rücksetzen (Reset) des Steuergeräts umfassen. Diese unterschiedlichen Reaktionen können in Abhängigkeit des Abweichens eines erfassten Werts von einem Sollwert und der Dauer des Fehlverhaltens gewählt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, nur einzelne oder einige der genannten Fehlerreaktionen vorzusehen, die in einer vorgegebenen, eventuell von Abweichen und Dauer abhängigen zeitlichen Abfolge ausgeführt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät zur Berechnung einer Einspritzmenge eingesetzt wird. In diesem Fall erfasst das Steuergerät den von Fahrer eingestellten Winkel des Gaspedals und ermittelt anhand einer Kennlinie ein Fahrerwunschmoment. Hieraus ergibt sich ein Vortriebsmoment, für das eine erforderliche Einspritzmenge ermittelt und eingestellt wird. Weitere Eingangsgrößen können die Temperatur, die Kraftstofftemperatur, der Luftdruck, die Luftmasse und der Ladedruck sein.
In der Sicherheitsebene wird der Wert für die errechnete Einspritzmenge plausibilisert, indem in einer inversen Berechnung das Vortriebsmoment rückgerechnet wird. Es erfolgt typischerweise ein Vergleich zwischen Fahrerwunschmoment, das unabhängig in der Sicherheitsebene ermittelt wird, und dem rückgerechneten Vortriebsmoment. Ein Abweichen dieser beiden Momente weist auf eine Fehlfunktion des Steuergeräts hin.
Üblicherweise sind zur Bedatung der Sicherheitsebene weniger Daten als für die Funktionsebene erforderlich, so dass zusätzlich zu den Daten zur Parametrie rung der Sicherheitsebene weitere Daten zur Parametrierung der Funktionsebene eingegeben werden müssen.
Es wird weiterhin ein Steuergerät vorgestellt, das insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschrieben Verfahrens geeignet ist. Dieses Steuergerät umfasst eine Funktionsebene und eine Sicherheitsebene, wobei zunächst die Sicherheitsebene durch Eingabe von Daten zu parametrieren ist und diese Daten zur Parametrierung der Funktionsebene übernommen werden.
Hierzu kann das Steuergerät über einen gemeinsamen Speicherbereich für die Funktionsebene und die Sicherheitsebene verfügen.
Das beschriebene Computerprogramm umfasst Programmcodemittel, um alle Schritte eines vorstehend erörterten Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einem beschriebenen Steuergerät, ausgeführt wird.
Das Computerprogrammprodukt weist diese Programmcodemittel auf, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind.
Ggf. ist es erforderlich, die zur Bedatung der Sicherheitsebene erforderlichen Daten für die Funktionsebene zu konvertieren. Dies kann online im Steuergerät oder offline mit einem dafür vorgesehenen Werkzeug erfolgen. Die Konvertierung muss folgenende Randbedingungen erfüllen:

– die Ebene 2 darf nicht restriktiver als die Ebene 1 sein (Verfügbarkeitsproblem)
– die Ebene 2 darf durch Fehler in der Ebene 1 nicht ”ausgehebelt” werden

Mögliche Einsatzgebiete sind in der Motorenentwicklung, der Motorenfertigung und der Fahrzeugentwicklung bei Motorenherstellern und in Werkstätten gegeben. Zu beachten ist, dass für die Ebene 2 erforderliche Sicherheitsstandards erreicht werden müssen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine Ausführungsform des vorgestellten Steuergeräts.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
In 1 ist eine mögliche Ausführung des erfindungsgemäßen Steuergeräts, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet, dargestellt. Dieses Steuergerät 10 ist als Motorsteuergerät zur Ansteuerung eines Motors eines Kraftfahrzeugs ausgebildet.
Die Darstellung zeigt weiterhin ein Gaspedal 12, mit dem der Fahrer den Vortrieb des Kraftfahrzeugs steuert. Ein den vom Fahrer eingestellten Winkel (Doppelpfeil 14) repräsentierendes Signal wird zu dem Steuergerät 10 übergeben bzw. von dem Steuergerät 10 erfasst. Das Steuergerät 10 weist zwei Ebenen auf, nämlich eine erste Ebene bzw. Funktionsebene 16 und eine zweite Ebene bzw. Sicherheitsebene 18. In der Funktionsebene 16 kommt eine Anwendungssoftware zur Ausführung. In der Sicherheitsebene 18 wird eine Überwachungssoftware ausgeführt.
In der Funktionsebene 16 wird mittels eines Berechnungsverfahrens, bspw. eines Kennfelds 20, aus dem den eingestellten Winkel repräsentierenden Signal ein Fahrerwunschmoment ermittelt, aus dem in einem weiteren Schritt ein Vortriebsmoment errechnet wird. Hieraus ergibt sich (Block 22) ein Wert für eine Einspritzmenge bzw. ein Verlauf 24 des Ansteuerstroms oder der Ansteuerspannung, der an einen Injektor 26 weitergegeben wird.
Parallel zu den Berechnungen in der Funktionsebene 16 erfolgt eine Überwachung in der Sicherheitsebene 18. Hierzu wird der in der Funktionsebene 16 ermittelte Verlauf 24 des Ansteuersignals herangezogen und in einer inversen Berechnung (Block 28) ein Vortriebsmoment errechnet. Dieses errechnete Vortriebsmoment wird in einer Vergleichseinheit 30 mit einem Fahrerwunschmoment verglichen, das in der Sicherheitsebene 18 auf Grundlage des Winkels am Gaspedal 12 in einem Kennfeld 32 ermittelt wird.
Ein Abweichen kann in Abhängigkeit der zeitlichen Dauer und des Betrags des Abweichens zu bestimmten Fehlerreaktionen führen.
Zur Konfiguration des Steuergeräts 10 wird zunächst die Sicherheitsebene 18 parametriert, wozu Daten in einen gemeinsamen Speicherbereich 34 geschrieben werden. Es kann bspw. das Kennfeld 32 über den gemeinsamen Speicherbereich 34 auch in der Berechnung 20 genutzt werden. Auf diesen gemeinsamen Speicherbereich 34 kann auch von der Funktionsebene 16 zur Bedatung bzw. Parametrierung zugegriffen werden.

Claims

Verfahren zum Konfigurieren eines Steuergeräts (10), in dem in einer Funktionsebene (16) eine Anwendungssoftware zur Ausführung kommt, die durch eine Überwachungssoftware, die in einer Sicherheitsebene (18) ausgeführt wird, überwacht wird, wobei zunächst die Sicherheitsebene (18) durch Eingabe von Daten parametriert wird und diese Daten zur Parametrierung der Funktionsebene (16) übernommen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein gemeinsamer Speicherbereich (34) für die Funktionsebene (16) und die Sicherheitsebene (18) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Daten mittels einer Nachrichtenübertragung übergeben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem im Fehlerfall eine gestufte Fehlerreaktion erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Steuergerät (10) zur Berechnung einer Einspritzmenge eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem weitere Daten zur Parametrierung der Funktionsebene (16) eingegeben werden.
Steuergerät, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das eine Funktionsebene (16) und eine Sicherheitsebene (18) umfasst, wobei zunächst die Sicherheitsebene (18) durch Eingabe von Daten zu parametrieren ist und diese Daten zur Parametrierung der Funktionsebene (16) übernommen werden.
Steuergerät nach Anspruch 7, das über einen gemeinsamen Speicherbereich (34) für die Funktionsebene (16) und die Sicherheitsebene (18) verfügt.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einem Steuergerät (10) nach Anspruch 7 oder 8, ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einem Steuergerät (10) nach Anspruch 7 oder 8, ausgeführt wird.