DE102023100668A1

DE102023100668A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung eines Kurzschlusses zwischen Teil-Systemen in einem Verteilungssystem und Verteilungssystem mit dieser Vorrichtung

Info

Publication number: DE102023100668A1
Application number: DE102023100668.1A
Authority: DE
Inventors: Dae Hun Hwang
Original assignee: HL Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2023-01-12
Publication date: 2023-12-07
Also published as: CN117194120A; KR20230168349A; US20230391347A1

Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines Kurzschlusses zwischen Teilsystemen in einem Verteilungssystem und ein Verteilungssystem, das diese Vorrichtung enthält, werden offenbart. Eine Vorrichtung zur Erfassung eines Kurzschlusses kann einen ersten Sensor, eine erste elektronische Steuereinheit (ECU), die elektrisch mit dem ersten Sensor verbunden ist, und eine erste Signalleitung, die den ersten Sensor und die erste ECU verbindet, umfassen. Die erste ECU kann eine Initialisierung für eine anfängliche Konfigurationseinstellung durchführen, wenn sie ein erstes Sensorsignal über die erste Signalleitung empfängt, und kann, wenn sie eine spezifische periodische Funktion ausführt, eine Kurzschlusserfassung mit einem zweiten Teilsystem durchführen, das ein anderes Teilsystem ist, das in dem Verteilungssystem enthalten ist, indem sie einen Differenzwert zwischen einem aktuellen Systemzeitgeberwert, wenn sie ein aktuelles Sensorsignal empfängt, und einem vorherigen Systemzeitgeberwert, wenn sie ein vorheriges Sensorsignal empfängt, mit einem Schwellenwert oder Bereich vergleicht.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 07. Juni 2022 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2022-0068710, die hiermit für alle Zwecke durch Verweis eingegliedert wird, ohne hier vollständig aufgeführt zu werden.
TECHNISCHES GEBIET
Verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beziehen sich im Allgemeinen auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines Kurzschlusses zwischen Teilsystemen in einem Verteilungssystem sowie auf ein Verteilungssystem, das diese Vorrichtung enthält. Insbesondere beziehen sich einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines Kurzschlusses zwischen Signalleitungen, die jedes Teilsystem mit einem entsprechenden Sensor in einem Verteilungssystem verbinden, das zwei oder mehr Teilsysteme für die Fahrzeugsteuerung umfasst.
HINTERGRUND
In letzter Zeit haben die Verbraucher ein großes Interesse an der Leistung und Sicherheit von Fahrzeugen. Da die Nachfrage nach Fahrzeugleistung, Fahrerkomfort und Sicherheit steigt, wird kontinuierlich an der Erforschung und Entwicklung fortschrittlicher Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) gearbeitet, die den Fahrer oder den Fahrzeugbetreiber beim Führen des Fahrzeugs durch Steuern des Fahrzeugs unterstützen. In diesem Fall kann das ADAS dem Fahrer ermöglichen, auf der Grundlage der von den Fahrzeugsensoren und -kameras erfassten externen Umgebungsinformationen geeignete Maßnahmen zu ergreifen, oder es kann das Fahrzeug automatisch steuern und so die durch Unfälle verursachten Schäden minimieren oder verhindern, indem es eine sicherere Fahrumgebung schafft.
Im Allgemeinen kann ein Steuersystem für verschiedene Erfassungen und Aktuatorsteuerungen im Zusammenhang mit der Fahrzeugsteuerung im Fahrzeug vorgesehen werden. Beispiele für das Steuersystem können ein automatisches Lenksystem und ein automatisches Bremssystem für die Lenk- oder Bremssteuerung während des autonomen oder teilautonomen Fahrens sein. Ein weiteres Beispiel ist ein Fahrerassistenzsystem (DAS) zur Steuerung des Fahrzeugverhaltens unter bestimmten Bedingungen, wie z. B. ein Spurhalteassistenzsystem (LKAS), ein automatisches Notbremssystem (AEB) und ähnliches.
Da ein solches Steuersystem für die Fahrstabilität eines Fahrzeugs wichtig ist, werden in Normen wie ISO 26262 spezifische Anforderungen an die funktionale Sicherheit für diese Fahrzeugsteuersysteme festgelegt.
Um auch bei einem Ausfall eines Fahrzeugsteuersystems, das eine bestimmte Funktion ausführt, eine Stabilität über einem bestimmten Niveau zu gewährleisten, kann es erforderlich sein, ein Fahrzeugsteuersystem zu duplizieren oder zu multiplexen. Beispielsweise kann ein Fahrzeugsteuersystem für eine bestimmte Funktion mit zwei oder mehr Teilsystemen konfiguriert sein und wenn in einem Teilsystem ein Fehler oder ein Ausfall auftritt, können die übrigen Teilsysteme arbeiten.
Ein solches Doppel-/Multiplex-Steuersystem kann als Redundanzsystem, Verteilungssystem oder ähnliches bezeichnet werden.
Derweil kann in diesem Verteilungssystem ein Kurzschluss in einer Signalleitung in jedem Teilsystem auftreten. Da außerdem zwei oder mehr Teilsysteme im Verteilungssystem unmittelbar nebeneinander angeordnet/realisiert sind, kann es auch zu einem Kurzschluss zwischen den Signalleitungen der Teilsysteme kommen.
Auch wenn in einem Verteilungssystem ein Kurzschluss in einer Signalleitung zwischen Teilsystemen auftritt, kann es in einigen Fällen zu dem Problem kommen, dass ein fehlerhaftes Signal mit einem Kurzschluss als normales Signal erkannt wird, da die Referenz zwischen den Teilsystemen unterschiedlich ist.
Wenn daher ein falsches (oder fehlerhaftes) Sensorsignal aufgrund eines Kurzschlusses zwischen Teilsystemen im Verteilungssystem als normales Sensorsignal erkannt wird, kann es zu einem Fehler in der Fahrzeugsteuerungsfunktion durch das Verteilungssystem kommen, und dementsprechend kann die Fahrstabilität des Fahrzeugs nicht gewährleistet sein.
Daher ist es notwendig, einen Kurzschluss einer Signalleitung zwischen Teilsystemen in einem Verteilungssystem für ein Fahrzeug genau zu erfassen.
ABRISS
Um die oben genannten Probleme zu lösen, können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines Kurzschlusses einer Signalleitung zwischen Teilsystemen in einem Verteilungssystem vorsehen, das zwei oder mehr Teilsysteme mit der gleichen Funktion umfasst.
Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung können eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines Kurzschlusses einer Signalleitung vorsehen, die zwischen Teilsystemen in einem Verteilungssystem für ein Fahrzeug verläuft.
Bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung können eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines Kurzschlusses zwischen einer ersten Sensorsignalleitung, die eine Verbindung zwischen einer ersten ECU und einem ersten Sensor in einem ersten Teilsystem herstellt, und einer zweiten Sensorsignalleitung, die eine Verbindung zwischen einer zweiten ECU und einem zweiten Sensor in einem zweiten Teilsystem herstellt, in einem Verteilungssystem mit mehreren Teilsystemen vorsehen.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kurzschlusses eines ersten Teilsystems in einem Verteilungssystem vorgesehen sein, das zwei oder mehr Teilsysteme enthält, die dieselbe Funktion zur Fahrzeugsteuerung ausführen, einschließlich eines ersten Sensors, einer ersten elektronischen Steuereinheit (ECU), die elektrisch mit dem ersten Sensor verbunden ist, und einer ersten Signalleitung, die den ersten Sensor und die erste ECU verbindet, wobei die erste ECU konfiguriert ist, eine Initialisierung für eine anfängliche Konfigurationseinstellung durchführt, wenn ein erstes Sensorsignal über die erste Signalleitung empfangen wird, und dass sie, wenn sie eine spezifische periodische Funktion ausführt, eine Kurzschlusserfassung mit einem zweiten Teilsystem durchführt, bei dem es sich um ein anderes Teilsystem handelt, das in dem Verteilungssystem enthalten ist, indem sie einen Differenzwert zwischen einem aktuellen Systemzeitgeberwert, wenn ein aktuelles Sensorsignal empfangen wird, und einem vorherigen Systemzeitgeberwert, wenn ein vorheriges Sensorsignal empfangen wird, mit einem Schwellenwert vergleicht.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Verteilungssystem vorgesehen sein, das ein erstes Teilsystem mit einer ersten ECU, einem ersten Sensor und einer ersten Sensorsignalleitung, die die erste ECU und den ersten Sensor verbindet, umfasst und konfiguriert ist, eine erste Funktion in Bezug auf die Fahrzeugsteuerung auszuführen, und ein zweites Teilsystem, das eine zweites ECU, einen zweiten Sensor und eine zweite Sensorsignalleitung, die die zweite ECU und den zweiten Sensor verbindet, umfasst und konfiguriert ist, die erste Funktion in Verbindung mit dem ersten Teilsystem auszuführen. In diesem Fall kann die erste ECU konfiguriert sein, bei der Ausführung einer bestimmten periodischen Funktion einen Differenzwert zwischen einem aktuellen Systemzeitgeberwert beim Empfang eines aktuellen Sensorsignals über die erste Sensorsignalleitung und einem vorherigen Systemzeitgeberwert beim Empfang eines vorherigen Sensorsignals über die erste Sensorsignalleitung mit einem Schwellenwert zu vergleichen und auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses eine Kurzschlussbestimmung zwischen der ersten Sensorsignalleitung und der zweiten Sensorsignalleitung durchzuführen.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Erfassen eines Kurzschlusses zwischen Teilsystemen in einem Verteilungssystem vorgesehen sein, das ein erstes Teilsystem zum Ausführen einer ersten Funktion in Bezug auf die Fahrzeugsteuerung und ein zweites Teilsystem zum Ausführen der ersten Funktion in Verbindung mit dem ersten Teilsystem umfasst, einschließlich des Ausführens einer Initialisierung für eine anfängliche Konfigurationseinstellung durch das erste Teilsystem, wenn ein erstes Sensorsignal von einem ersten Sensor über eine erste Sensorsignalleitung, die mit dem ersten Sensor verbunden ist, empfangen wird, und des Vergleichens durch das erste Teilsystem, beim Ausführen einer spezifischen periodischen Funktion einen Differenzwert zwischen einem aktuellen Systemzeitgeberwert beim Empfangen eines aktuellen Sensorsignals von dem ersten Sensor und einem vorherigen Systemzeitgeberwert beim Empfangen eines vorherigen Sensorsignals von dem ersten Sensor mit einem Schwellenwert, und Durchführen einer Bestimmung eines Kurzschlusses einer Signalleitung zwischen dem ersten Teilsystem und dem zweiten Teilsystem durch das erste Teilsystem.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann ein Kurzschluss in einem Signal (Leitung) zwischen Teilsystemen eines Verteilungssystems, das zwei oder mehr Teilsysteme mit derselben Funktion umfasst, erfasst werden.
Darüber hinaus ist es nach bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung möglich, einen Kurzschluss zwischen einer ersten Sensorsignalleitung, die eine Verbindung zwischen einer ersten ECU und einem ersten Sensor in einem ersten Teilsystem herstellt, und einer zweiten Sensorsignalleitung, die eine Verbindung zwischen einer zweiten ECU und einem zweiten Sensor in einem zweiten Teilsystem herstellt, zu erfassen.
Dementsprechend ist es möglich, durch die Erfassung eines Kurzschlusses zwischen mehreren Teilsystemen in einem Verteilungssystem für ein Fahrzeug einen stabilen Betrieb des Verteilungssystems sicherzustellen und eine für ein Fahrzeug erforderliche funktionale Sicherheitsanforderung zu erfüllen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt ein fahrzeuginternes Verteilungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt Beispiele von Sensorsignalen für den Fall, dass ein Kurzschluss zwischen zwei Teilsystemen im Verteilungssystem der 1 auftritt.
3 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugverteilungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
4 ist ein detailliertes Konfigurationsdiagramm eines Verteilungssystems für ein Fahrzeug und der darin enthaltenen ersten und zweiten Teilsysteme gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Erfassung eines Kurzschlusses in einem Verteilungssystem für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
6 ist ein Flussdiagramm eines Initialisierungsprozesses eines Kurzschlusserfassungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
7 ist ein Flussdiagramm zur Erfassung eines Kurzschlusses in einem Verfahren zur Erfassung eines Kurzschlusses gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
8 ist eine Blockdarstellung eines Steer-by-Wire-Lenksystems, zu dem ein Verteilungssystem gehört, das in der Lage ist, einen Kurzschluss gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zu erfassen.
9 zeigt ein Beispiel für Informationen, die in einem ECU-Speicher in einer Vorrichtung zur Kurzschlusserfassung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung gespeichert sind.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen bzw. -formen der vorliegenden Offenbarung wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, in denen zur Veranschaulichung bestimmte Beispiele oder Ausführungsbeispiele, die implementiert werden können, dargestellt sind und in denen die gleichen Bezugszahlen und -zeichen verwendet sein können, um gleiche oder ähnliche Komponenten zu bezeichnen, auch wenn diese in voneinander verschiedenen begleitenden Zeichnungen gezeigt sind. Ferner sind in der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen bzw. -formen der vorliegenden Offenbarung detaillierte Beschreibungen hierin enthaltener bekannter Funktionen und Komponenten bei manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung weggelassen worden, wenn befunden wurde, dass die Beschreibung den Gegenstand möglicherweise eher verunklaren würde. Die Begriffe wie „einschließen“, „aufweisen“, „enthalten“, „bestehen aus“, „gefertigt aus“ und „gebildet aus“, die hierin verwendet werden, sollen im Allgemeinen die Hinzufügung anderer Komponenten zulassen, sofern die Begriffe nicht mit dem Ausdruck „nur“ verwendet werden. Wie hierin verwendet, sollen Singularformen Pluralformen einschließen, solange der Kontext nicht klar etwas anderes angibt.
Ausdrücke wie „erste“, „zweite“, „A“, „B“, „(A)“ oder „(B)“ können hierin verwendet werden, um Elemente der Offenbarung zu beschreiben. Jeder der Ausdrücke dient nicht dazu, das Wesen, die Reihenfolge, Abfolge oder Anzahl von Elementen usw. zu definieren, sondern nur dazu, das entsprechende Element von anderen Elementen zu unterscheiden.
Wenn angegeben wird, dass ein erstes Element mit einem zweiten Element „verbunden oder gekoppelt“ ist, mit diesem „in Kontakt steht“ oder dieses „überlappt“ usw., ist dies so zu verstehen, dass die erste Element mit dem zweiten Element nicht nur „direkt verbunden oder gekoppelt“ sein kann oder mit diesem „direkt in Kontakt stehen“ oder dieses „direkt überlappen“ kann, sondern dass auch ein drittes Element zwischen dem ersten und dem zweiten Element „dazwischen angeordnet“ sein kann oder dass das erste und die zweite Element über ein viertes Element miteinander „verbunden oder gekoppelt“ sein können oder miteinander „in Kontakt stehen“ oder einander „überlappen“ können. Hier kann die zweite Element in mindestens einem von zwei oder mehr Elementen beinhaltet sein, die miteinander „verbunden oder gekoppelt sind“, sich „kontaktieren oder überlappen“ usw.
Wenn auf Zeit bezogene Ausdrücke, wie etwa „nach“, „danach kommend“, „als nächstes“, „vor“ und dergleichen verwendet werden, um Prozesse oder Betätigungen von Elementen oder Konfigurationen oder Abläufe oder Schritte von Betätigungs-, Verarbeitungs-, Herstellungsverfahren zu beschreiben, können diese Begriffe verwendet werden, um Prozesse oder Betätigungen zu beschreiben, die sich nicht aneinander anschließen oder nicht aufeinander folgen, solange in Verbindung damit nicht der Ausdruck „direkt“ oder „unmittelbar“ verwendet wird.
Wenn Abmessungen, relative Größen usw. genannt werden, ist außerdem zu beachten, dass numerische Werte für ein Element oder Merkmale oder entsprechende Informationen (z. B. Grad, Bereich usw.) eine Toleranz oder einen Fehlerbereich einschließen, der von verschiedenen Faktoren (z. B. Prozessfaktoren, von innen oder von außen kommenden Einflüssen, Rauschen usw.) verursacht werden kann, auch wenn eine relevante Beschreibung nicht spezifiziert wird. Ferner kann der Ausdruck „könnte“ alle Bedeutungen des Ausdrucks „kann“ umfassen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
1 zeigt ein Beispiel für ein bordeigenes Verteilungssystem, auf das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann. 1 zeigt insbesondere Beispiele von Sensorsignalen in einem normalen Zustand in einem bordeigenen Verteilungssystem, auf das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann.
Wie in 1 dargestellt, kann ein Verteilungssystem für die Fahrzeugsteuerung, auf das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, ein erstes Teilsystem 10 und ein zweites Teilsystem 20 umfassen, die eine bestimmte Steuerfunktion in Bezug auf ein Fahrzeug ausführen.
Das erste Teilsystem 10 und das zweite Teilsystem 20 können redundante Steuervorrichtungen sein, die dieselbe Fahrzeugsteuerungsfunktion erfüllen. Das erste Teilsystem 10 kann eine erste elektronische Steuereinheit (ECU) 11 (ECU1), einen ersten Sensor 12 (Sensor 1) und eine erste Sensorsignalleitung 13 umfassen, die die erste ECU 11 und den ersten Sensor 12 verbindet. In ähnlicher Weise kann das zweite Teilsystem 20 eine zweite ECU 21 (ECU2), einen zweiten Sensor 22 (Sensor2) und eine zweite Sensorsignalleitung 23 umfassen, die die zweite ECU und den zweiten Sensor verbindet.
Die erste ECU 11 und die zweite ECU 21 können über eine ECU-Signalleitung miteinander verbunden sein, und mindestens eine von beiden, die erste ECU 11 oder die zweite ECU 21, führt eine Fahrzeugsteuerfunktion aus. Wie oben beschrieben, können die erste ECU 11 und die zweite ECU 21 so konfiguriert werden, dass sie die gleiche Funktion der Fahrzeugsteuerung erfüllen wie das jeweils andere.
Wenn das in 1 gezeigte Verteilungssystem normal arbeitet, erzeugen der erste Sensor 12 und der zweite Sensor 22 jeweils ein erstes bzw. ein zweites Sensorsignal, um sie an die erste ECU 11 bzw. die zweite ECU 21 zu übertragen.
In diesem Fall können sich das erste Teilsystem 10 und das zweite Teilsystem 20 in einem asynchronen Zustand befinden.
Dementsprechend können das erste Sensorsignal und das zweite Sensorsignal jeweils zu unterschiedlichen Zeiten Impulse aufweisen. Das heißt und wie auf der rechten Seite von 1 gezeigt, kann das erste Sensorsignal ein Impulssignal während 0 bis t1 sein, und das zweite Sensorsignal kann ein Impulssignal während t2 bis t3 sein. Das heißt, das erste Sensorsignal ist ein Impulssignal für die erste Dauer t1 und hat einen niedrigen Wert (z. B. einen niedrigeren Spannungspegel) für die restliche Zeit nach t1. Das zweite Sensorsignal ist ein Impulssignal für die zweite Dauer t3-t2 und hat einen niedrigen Wert (z. B. einen niedrigeren Spannungspegel) während 0 bis t2 und nach t3.
In dem in 1 dargestellten Normalzustand kann das erste Sensorsignal in die erste ECU 11 und das zweite Sensorsignal in die zweite ECU 21 eingegeben werden, um normal verwendet zu werden.
2 zeigt ein Beispiel eines Sensorsignals für den Fall, dass ein Kurzschluss zwischen zwei Teilsystemen im Verteilungssystem für die Fahrzeugsteuerung von 1 auftritt.
Wie in 2 dargestellt, können das erste und das zweite Teilsystem 10 und 20 sehr nahe beieinander liegen, so dass ein Kurzschluss zwischen dem ersten und dem zweiten Teilsystem 10 und 20 auftreten kann.
Insbesondere kann es zu einem Kurzschluss zwischen der ersten Sensorsignalleitung 13, die die erste ECU 11 und den ersten Sensor 12 verbindet, und der zweiten Sensorsignalleitung 23, die die zweite ECU 21 und den zweiten Sensor 22 verbindet, kommen.
Kommt es zu einem Kurzschluss zwischen der ersten Sensorsignalleitung 13 und der zweiten Sensorsignalleitung 23, können sich das erste und das zweite Sensorsignal überlappen, so dass ein überlappendes Sensorsignalmuster entsteht.
Wie in 2 gezeigt, kann das überlappende Sensorsignal einen Impuls während einer Zeitspanne zwischen 0 und t1, der das erste Sensorsignal ist, und einen Impuls während einer Zeitspanne zwischen t2 und t3, der das zweite Sensorsignal ist, enthalten, und dieses überlappende Sensorsignal kann an die erste ECU 11 und die zweite ECU 21 angelegt oder eingegeben werden.
In diesem Fall können die erste ECU 11 und die zweite ECU 21 feststellen, dass eine Anomalie im Sensorsignal (überlappendes Sensorsignal) vorliegt, das von dem ersten Sensor 12 und dem zweiten Sensor 22 empfangen wird, indem sie das Impulsmuster des überlappenden Sensorsignals analysieren.
Wenn beispielsweise das erste Sensorsignal und das zweite Sensorsignal die gleiche Impulsbreite und -periode aufweisen, kann eine Anomalie des Sensorsignals durch Überprüfung der Ungleichmäßigkeit der Impulsperiode der in dem überlappenden Sensorsignal enthaltenen Impulse detektiert werden.
Wenn jedoch das erste Sensorsignal und das zweite Sensorsignal unterschiedliche Pulsbreiten haben oder unterschiedliche Pulsbreitenmodulationssignale (PWM) sind, kann es schwierig sein, die Anomalie des überlappenden Sensorsignals zu bestimmen.
In diesem Fall können die erste ECU 11 und die zweite ECU 21 das anormale überlappende Sensorsignal als normales erstes und zweites Sensorsignal erfassen und darauf basierend eine Steuerung durchführen. Dementsprechend sind die erste ECU 11 und die zweite ECU 21 möglicherweise nicht in der Lage, eine normale Steuerung durchzuführen, wodurch die Stabilität des Fahrzeugs gefährdet wird.
Dementsprechend kann in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zur Erfassung eines Kurzschlusses eines Signals (einer Leitung) zwischen Teilsystemen in einem Fahrzeugverteilungssystem mit zwei oder mehr Teilsystemen, die die gleiche Funktion ausführen können, vorgesehen werden.
3 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugverteilungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
Wie in 3 dargestellt, kann das Verteilungssystem für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel ein erstes Teilsystem 1000 und ein zweites Teilsystem 2000 umfassen, die gemeinsam eine erste Funktion im Zusammenhang mit der Fahrzeugsteuerung ausführen. Das erste Teilsystem 1000 und das zweite Teilsystem 2000 können miteinander verbunden sein, und eines des ersten und zweiten Teilsystems 1000 und 2000 kann als Master-Steuereinheit und das andere der ersten und zweiten Teilsysteme 1000 und 2000 kann als Slave-Steuereinheit arbeiten, ist aber nicht darauf beschränkt.
Tritt beispielsweise ein Fehler oder eine Anomalie im ersten Teilsystem 1000 auf, während das erste Teilsystem 1000 eine erste Funktion als Hauptsteuereinheit ausführt, kann das zweite Teilsystem 2000 die mit einem Fahrzeug verbundene Steuerung sofort übernehmen und die erste Funktion, die vom ersten Teilsystem 1000 ausgeführt wurde, kontinuierlich ausführen.
Das erste Teilsystem 1000 kann eine erste ECU 1100, einen ersten Sensor 1200 und eine erste Sensorsignalleitung 1300 umfassen, die die erste ECU 1100 und den ersten Sensor 1200 verbindet, und kann eine erste Funktion im Zusammenhang mit der Fahrzeugsteuerung ausführen. Außerdem kann das erste Teilsystem 1000 einen ersten Aktuator 1400 (Akt. 1), der unter der Steuerung der ersten ECU 1100 arbeitet, umfassen.
In ähnlicher Weise kann das zweite Teilsystem 2000 eine zweite ECU 2100, einen zweiten Sensor 2200 und eine zweite Sensorsignalleitung 2300 umfassen, die die zweite ECU 2100 und den zweiten Sensor 2200 verbindet, und kann die erste Funktion im Zusammenhang mit der Fahrzeugsteuerung durch Zusammenwirken mit dem ersten Teilsystem 1000 ausführen. Außerdem kann das zweite Teilsystem 2000 einen zweiten Aktuator 2400 (Akt. 2), der unter der Steuerung der zweiten ECU 2100 arbeitet, umfassen.
Das Verteilungssystem in der vorliegenden Offenbarung kann auch mit anderen Begriffen bezeichnet werden, wie Redundanzsystem, ausfallsicheres System oder Redundanz-/Multiplexsystem.
Die erste Funktion im Zusammenhang mit der Fahrzeugsteuerung, die vom Verteilungssystem eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung ausgeführt wird, kann verschiedene Steuerfunktionen umfassen, die beispielsweise in einem Fahrerassistenzsystem (DAS), einem automatischen Lenksystem und einem automatischen Bremssystem enthalten sind, die für das autonome oder teilautonome Fahren erforderlich sind.
Unter den verschiedenen oben aufgeführten Systemen können im Vergleich zur DAS-Funktion ein automatisches Lenksystem, ein automatisches Bremssystem für das autonome oder teilautonome Fahren für die funktionelle Sicherheit eines Fahrzeugs wichtiger sein. Dementsprechend kann das Verteilungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung die erste Funktion der automatischen Lenkung und/oder des automatischen Bremsens erfüllen, die für das autonome oder teilautonome Fahren erforderlich ist.
Zusätzlich zu der Funktion, die erste Funktion auszuführen, kann die erste ECU 1100, die in dem ersten Teilsystem 1000 enthalten ist, eine Kurzschlusserfassungsfunktion zur Erfassung eines Kurzschlusses mit dem zweiten Teilsystem 2000 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausführen.
Dementsprechend kann die erste ECU 1100, die die Kurzschlusserfassungsfunktion gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausführt, als Kurzschlusserfassungseinheit definiert oder bezeichnet werden.
Da das Verteilungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsbeispiel ein redundantes System ist, kann die zweite ECU 2100, die in dem zweiten Teilsystem 2000 enthalten ist, zusätzlich zu der ersten Funktion auch die Kurzschlusserfassungsfunktion zur Erfassung eines Kurzschlusses mit dem ersten Teilsystem ausführen, und die zweite ECU 2100 kann auch als Kurzschlusserfassungseinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel definiert oder bezeichnet werden.
Beim Ausführen einer spezifischen periodischen Funktion zur Durchführung der oben beschriebenen ersten Funktion, die mit der Fahrzeugsteuerung zusammenhängt, kann die erste ECU 1100 als Kurzschlusserfassungseinheit einen Differenzwert zwischen einem aktuellen Systemzeitgeberwert, wenn sie ein aktuelles Sensorsignal über die erste Sensorsignalleitung 1300 empfängt, und einem vorherigen Systemzeitgeberwert, wenn sie ein vorheriges Sensorsignal über die erste Sensorsignalleitung 1300 empfängt, mit einem Schwellenwert vergleichen und eine Bestimmung durchführen, ob ein Kurzschluss zwischen der ersten Sensorsignalleitung 1300 und der zweiten Sensorsignalleitung 2300 auftritt, basierend auf dem Vergleichsergebnis.
In der vorliegenden Offenbarung kann ein Kurzschluss zwischen dem ersten Teilsystem 1000 und dem zweiten Teilsystem 2000 auch einen Kurzschluss zwischen der ersten Sensorsignalleitung und der zweiten Sensorsignalleitung umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Darüber hinaus kann die erste ECU 1100 als Kurzschlusserfassungseinheit eine Initialisierung zur anfänglichen Konfigurationseinstellung durchführen, wenn das erste Sensorsignal vom ersten Sensor 1200 über die erste Signalleitung 1300 empfangen wird.
Bei der Initialisierung kann es sich um eine Konfiguration zur Einstellung verschiedener Parameter handeln, die erforderlich sind, damit die erste ECU 1100 eine Kurzschlusserfassungsfunktion ausführen kann. In diesem Fall können die Initialisierungsparameter, die für die anfängliche Konfigurationseinstellung verwendet werden, mindestens eines der folgenden Elemente enthalten: 1) einen ersten Systemzeitgeberwert oder dessen Speicherplatz (z.B. die Registeradresse des Systemzeitgebers), wenn das erste Sensorsignal empfangen wird, 2) Einstellungsinformationen einer Übertragungsperiode eines Sensorauslösesignals, das von der ersten ECU 1100 an den ersten Sensor 1200 übertragen wird, 3) Verarbeitungsprioritätsinformationen eines Interrupt-Router-Moduls (IR), das in der ersten ECU 1100 enthalten ist, 4) Speicherzielinformationen, die in einem ECU Datenspeicher (ECU-Hauptspeicher) durch ein Direktspeicherzugriffsmodul (DMA), das in der ersten ECU 1100 enthalten ist, gespeichert werden sollen, und 5) Speicherplatzinformationen in dem ECU Hauptspeicher zum Speichern der Speicherzielinformationen.
Diese Initialisierungskonfiguration wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 näher beschrieben.
Derweil kann die erste ECU 1100 als Kurzschlusserfassungseinheit ein Sensorauslösesignal in einer bestimmten Periode erzeugen und an den ersten Sensor 1200 übertragen, und der erste Sensor 1200 kann als Reaktion auf den Empfang des Sensorauslösesignals Erfassungsdaten erzeugen und die Erfassungsdaten an die erste ECU 1100 übertragen.
Die Sendeperiode des Sensorauslösesignals kann dieselbe Bedeutung haben wie die Sende-/Empfangsperiode eines Sensorsignals, das die Erfassungsdaten enthält.
Der Schwellenwert für die Kurzschlusserfassung kann die Sendeperiode des Sensorauslösesignals oder die Sende-/Empfangsperiode des Sensorsignals des ersten Sensors sein. Alternativ kann der Schwellenwert durch Addieren oder Subtrahieren eines bestimmten Toleranzwertes als Fehlerbereich zur Sendeperiode des Sensorauslösesignals oder der Sende-/Empfangsperiode des Sensorsignals des ersten Sensors festgelegt werden.
Darüber hinaus kann eine Ausführungsperiode der periodischen Funktion der ersten ECU 1100 als Kurzschlusserfassungseinheit ein ganzzahliges Vielfaches der Sende-/Empfangsperiode des Sensorsignals des ersten Sensors 1200 oder der Sendeperiode des Sensorauslösesignals sein.
Beispielsweise kann die Ausführungsperiode der periodischen Funktion zur Durchführung der ersten Funktion im Zusammenhang mit der Fahrzeugsteuerung 1 ms betragen, und die Sende-/Empfangsperiode des Sensorsignals oder die Sende- bzw. Übertragungsperiode des Sensorauslösesignals kann 200 um oder 125 um betragen.
Wenn die Ausführungsperiode der periodischen Funktion 1 ms beträgt und die Sende-/Empfangsperiode des Sensorsignals oder die Sendeperiode des Sensorauslösesignals 200 um beträgt, werden während der Ausführungsperiode der periodischen Funktion fünf Sensorsignale gesendet/empfangen. Dementsprechend können vier Kurzschlusserfassungsfunktionen während einer Ausführungsperiode der periodischen Funktion ausgeführt werden. Das heißt, während einer Ausführungsperiode der periodischen Funktion kann der Differenzwert zwischen dem aktuellen Systemzeitgeberwert und dem vorherigen Systemzeitgeberwert insgesamt viermal berechnet werden, und ein Kurzschluss kann durch Vergleich eines oder mehrerer der vier Differenzwerte mit einem Schwellenwert detektiert werden.
Wenn in diesem Fall der Differenzwert zwischen dem aktuellen Systemzeitgeberwert und dem vorherigen Systemzeitgeberwert im Wesentlichen nicht gleich dem Schwellenwert ist, kann bestimmt werden, dass ein Kurzschluss zwischen dem ersten Teilsystem 1000 und dem zweiten Teilsystem 2000 aufgetreten ist.
Darüber hinaus kann das Verteilungssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für eine Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung zur automatischen Lenksteuerung beim autonomen Fahren verwendet werden. In diesem Fall können der erste Sensor 1200 und der zweite Sensor 2200 ein Lenkmomentsensor oder ein Motorpositionssensor eines Lenkmotors sein.
Wie oben beschrieben, können durch die Verwendung des Verteilungssystems für die automatische Lenksteuerung, die für die Fahrsicherheit des Fahrzeugs wichtig ist, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Anforderungen an die funktionale Stabilität des Fahrzeugs gemäß ISO 26262 oder dergleichen erfüllt werden.
Darüber hinaus kann die erste ECU 1100 als Kurzschlusserfassungseinheit so konfiguriert sein, dass es zusätzlich zu der ersten Kurzschlusserfassung, die auf der Grundlage des Intervalls des Systemzeitgeberwerts durchgeführt wird, eine oder mehrere der folgenden Erfassungen durchführt: eine zweite Kurzschlusserfassung durch Überprüfen eines Protokollfehlers zwischen dem ersten Sensor 1200 und der ersten ECU 1100, eine dritte Kurzschlusserfassung durch Überprüfen eines Empfangsfehlers, bei dem die erste ECU 1100 kein Sensorsignal vom ersten Sensor 1200 empfangen kann, und eine vierte Kurzschlusserfassung durch Analyse des Empfangssignalmusters.
Die erste ECU 1100 und die zweite ECU 1200 als Kurzschlusserfassungseinheiten können Hardware- oder Softwarekomponenten sein und können einen Sensor-Transceiver, einen Systemzeitgeber, eine Zentraleinheit (CPU), einen ECU-Transceiver und ähnliches umfassen. Darüber hinaus können die erste ECU 1100 und die zweite ECU 1200 ein Interrupt-Router-Modul (IR), einen ECU Datenspeicher (oder ECU Hauptspeicher) und ein Direktspeicherzugriffsmodul (DMA) zur Verwaltung des Speichers enthalten, um das Sensorsignal zu senden und zu empfangen und den Systemzeitgeberwert zu speichern.
Die detaillierte Konfiguration der ersten ECU 1100 und der zweiten ECU 1200 als Kurzschlusserfassungseinheiten wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 näher beschrieben.
4 ist ein detailliertes Konfigurationsdiagramm, das schematisch ein Verteilungssystem für ein Fahrzeug mit einem ersten und einem zweiten Teilsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Bezugnehmend auf 4 kann das erste Teilsystem 1000 als Kurzschlusserfassungsvorrichtung, die in dem Verteilungssystem für ein Fahrzeug gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthalten ist, einen ersten Sensor 1200 zum Erzeugen und Ausgeben eines Sensorsignals, das Erfassungsdaten enthält, eine erste ECU 1100, die elektrisch mit dem ersten Sensor 1200 verbunden ist, um eine erste Funktion in Bezug auf die Fahrzeugsteuerung auszuführen, und eine erste (Sensor-)Signalleitung 1300, die den ersten Sensor 1200 und die erste ECU 1100 verbindet, umfassen.
Das heißt, in der vorliegenden Offenbarung kann jedes Teilsystem des Verteilungssystems oder jede darin enthaltene elektronische Steuereinheit (ECU) als Kurzschlusserfassungsvorrichtung bzw. -einheit definiert oder bezeichnet werden.
In diesem Fall kann die erste ECU 1100 eine Initialisierungsfunktion zur anfänglichen Konfigurationseinstellung durchführen, wenn das erste Sensorsignal über die erste Signalleitung 1300 empfangen wird.
Darüber hinaus kann die erste ECU 1100 bei der Ausführung einer spezifischen periodischen Funktion zur Durchführung der ersten Funktion, die mit der Fahrzeugsteuerung zusammenhängt, einen Differenzwert zwischen einem aktuellen Systemzeitgeberwert, wenn sie ein aktuelles Sensorsignal empfängt, und einem vorherigen Systemzeitgeberwert, wenn sie ein vorheriges Sensorsignal empfängt, mit einem Schwellenwert vergleichen, wodurch die Erfassung eines Kurzschlusses mit dem zweiten Teilsystem durchgeführt wird, das ein weiteres Teilsystem ist, das im Verteilungssystem enthalten ist.
Bezugnehmend auf 4 kann die erste ECU 1100 für eine solche Initialisierungsfunktion und eine Kurzschlusserfassungsfunktion einen Sensortransceiver 1110, einen Systemzeitgeber 1120, eine Zentraleinheit (CPU) 1130, einen ECU-Transceiver 1140 und dergleichen enthalten. Zusätzlich kann die erste ECU 1100 ein Interrupt-Router (IR)-Modul 1150, einen ECU Datenspeicher 1160 und ein Modul für den direkten Speicherzugriff (DMA) 1170 zur Verwaltung des Speichers enthalten, um Sensorsignale zu senden und zu empfangen und Systemzeitgeberwerte zu speichern.
Die Konfigurationen der ersten ECU 1100 können als ein bestimmtes Hardware- oder Softwaremodul in einem Fahrzeugsteuerchip implementiert sein.
Der Sensortransceiver 1110 kann Signalübertragung und -empfang mit dem ersten Sensor 1200 durchführen. Insbesondere erzeugt die erste ECU 1100 periodisch ein Sensorauslösesignal und überträgt es über den Sensortransceiver 1110 an den ersten Sensor 1200. Der erste Sensor 1200 sendet ein Sensorsignal mit Mess- bzw. Erfassungsdaten an die erste ECU 1100 als Reaktion auf den Empfang eines Sensorauslösesignals.
Das Sensorauslösesignal kann ein SPC-Trigger-Impulssignal sein, das einen kurzen Pulsweitenmodulationscode (SPC) enthält. Die Erfassungsdaten können auf der Grundlage eines SENT-Protokolls (Single Edge Nibble Transmission) erzeugt werden, das von einem von der ersten ECU 1100 unterstützten SENT-Modul verwendet wird, und können einen SENT-Rahmen enthalten.
Die Kommunikation zwischen dem ersten Sensor 1200 und der ersten ECU 1100 kann beispielsweise auf der Grundlage eines SAE J2716 SENT-Protokolls (Single Edge Nibble Transmission) erfolgen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Der Systemzeitgeber 1120 kann einen Systemzeitgeberwert zum Zeitpunkt des Empfangs eines Sensorsignals erzeugen und ausgeben, wenn das Sensorsignal empfangen wird.
Die Zentraleinheit (CPU) 1130 kann für die Gesamtsteuerung von Komponenten verantwortlich sein, die in der ersten ECU 1100 enthalten oder mit ihr verbunden sind.
Der ECU-Transceiver 1140 kann Signale an und von ECU(s) eines anderen oder anderer Teilsysteme des Verteilungssystems senden oder empfangen. In diesem Fall kann das Übertragungssignal unter anderem Statusinformationen enthalten, die einen anormalen Zustand jeder ECU anzeigen, Informationen, die eine Haupt- oder Nebenfunktion jeder ECU angeben, sowie Informationen über ein Steuerrecht oder eine Priorität des Verteilungssystems.
Das Interrupt-Router (IR)-Modul 1150 kann eine Funktion zur Erzeugung eines Interrupts bzw. einer Unterbrechung für den Empfang des Sensorsignals ausführen.
Der ECU Datenspeicher oder der ECU Hauptspeicher 1160 kann ein in die ECU eingebauter Pufferspeicher sein, der verschiedene Zeitgeberwerte und Mess- bzw. Erfassungsdaten gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel speichern kann.
Das DMA-Modul 1170 (Direct Memory Access) kann ein Modul zur Verwaltung von Daten in einem Datenspeicher sein. Wenn eine Empfangsunterbrechung eines Sensorsignals durch das Interrupt-Router-Modul 1160 erzeugt wird, kann das DMA-Modul 1170 die Funktion der Speicherung eines Systemzeitgeberwerts zum Zeitpunkt des Empfangs des Sensorsignals und der Erfassungsdaten (d. h. des SENT-Rahmens), die in dem vom Sensor empfangenen Sensorsignal enthalten sind, an einem bestimmten Ort in einem Speicherpuffer steuern.
Darüber hinaus kann die Zentraleinheit (CPU) 1130 oder ein SENT-Modul über die Treiberfunktion des DMA-Moduls 1170 auf die im Speicherpuffer gespeicherten Daten zugreifen.
Das SENT-Modul kann ein Modul zur Verwaltung von Übertragung, Empfang und Speicherung von Daten innerhalb der ersten ECU 1100 sein.
Mit Hilfe des DMA-Moduls 1170 kann die Zentraleinheit (CPU) 1130 oder das SENT-Modul die in der ECU-Speichereinheit 1160 gespeicherten Systemzeitgeberwerte extrahieren und einen Kurzschluss zwischen Teilsystemen anhand der extrahierten Systemgeberwerte erfassen.
Wenn beispielsweise die Übertragungsperiode des Sensorauslösesignals 200us und die Ausführungsperiode der spezifischen periodischen Funktion 1ms beträgt, kann die Zentraleinheit (CPU) 1130 oder das SENT-Modul eine Anzahl von Systemzeitgeberwerten extrahieren, die im ECU-Datenspeicher 1160 vor der Ausführung einer spezifischen periodischen Funktion gespeichert sind. Die zentrale Verarbeitungseinheit 1130 oder das SENT-Modul kann einen Differenzwert zwischen den extrahierten Systemgeberzeitwerten berechnen und vergleicht den Differenzwert mit einem voreingestellten Schwellenwert.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 1130 oder das SENT-Modul kann feststellen, dass ein Kurzschluss zwischen dem ersten Teilsystem 1000 und dem zweiten Teilsystem 2000 aufgetreten ist, wenn mindestens einer der Differenzwerte zwischen den Systemzeitgeberwerten vom Schwellenwert abweicht.
Insbesondere kann die zentrale Verarbeitungseinheit 1130 oder das SENT-Modul bestimmen, dass ein Kurzschluss zwischen der ersten Sensorsignalleitung 1300 und einer anderen Sensorsignalleitung, die in einem anderen Teilsystem enthalten ist, aufgetreten ist und somit das empfangene Sensorsignal einen Fehler aufweist oder anormal ist.
Wenn die erste ECU 1100 das Auftreten eines Kurzschlusses mit mindestens einem der anderen Teilsysteme detektiert, kann die Funktionsstabilität des Fahrzeugs nicht gewährleistet werden, wenn das Fahrzeug mit einem Sensorsignal gesteuert wird, in dem die Anomalie aufgetreten ist.
Dementsprechend kann in diesem Fall das gesamte Verteilungssystem abgeschaltet werden. Wenn die erste ECU 1100 einen Kurzschluss in einem anderen Teilsystem detektiert, kann alternativ ein spezielles Warnsignal an den Fahrer oder den Fahrzeugbetreiber ausgegeben werden.
Derweil kann die erste ECU 1100 eine Initialisierungsfunktion für die anfängliche Konfigurationseinstellung durchführen, wenn das erste Sensorsignal vom ersten Sensor 1200 über die erste Signalleitung 1300 empfangen wird.
Die Initialisierungsparameter, die für solche anfänglichen Konfigurationseinstellungen verwendet werden, können mindestens eines der folgenden Elemente enthalten: 1) einen ersten Systemzeitgeberwert oder dessen Speicherplatz (z.B. die Registeradresse des Systemzeitgebers) beim Empfang des ersten Sensorsignals, 2) Einstellungsinformationen einer Übertragungsperiode eines Sensorauslösesignals, 3) Verarbeitungsprioritätsinformationen eines Interrupt-Router (IR)-Moduls, 4) Speicherzielinformationen, die in einem ECU Datenspeicher (ECU-Hauptspeicher) durch ein Direktspeicherzugriff (DMA)-Modul zu speichern sind, und 5) Speicherplatzinformationen im ECU Hauptspeicher zum Speichern der Speicherzielinformationen.
Diese Initialisierungsparameter können als Einstellwert definiert oder bezeichnet werden, der für die Durchführung eines Vorgangs erforderlich ist, der für die Kurzschlusserfassung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erforderlich ist.
Der erste Systemzeitgeberwert zum Zeitpunkt des Empfangs des ersten Sensorsignals oder seines Speicherorts kann ein Parameter sein, der so eingestellt ist, dass er jedes Mal einen Systemzeitgeberwert erfasst, wenn das Sensorsignalempfangsereignis oder der Vorgang abgeschlossen ist.
Die Einstellinformation der Übertragungsperiode des Sensorauslösesignals kann ein Parameter zur Einstellung des Übertragungsperiodenwerts des Sensorauslösesignals sein. Die Übertragungsperiode des Sensorauslösesignals kann kleiner sein als die Ausführungsperiode der periodischen Funktion zur Durchführung der Funktion zur Fahrzeugsteuerung. Beispielsweise kann die Ausführungsperiode der periodischen Funktion 1 ms betragen, und die Sendezeit des Sensorauslösesignals oder die Sende-/Empfangsperiode des Sensorsignals kann eine der folgenden Zeiten sein: 125us, 200us und 250us.
Darüber hinaus kann in einem Ausführungsbeispiel die Ausführungsperiode der periodischen Funktion ein ganzzahliges Vielfaches der Sende-/Empfangsperiode des Sensorsignals des ersten Sensors sein.
Je kürzer die Sendezeit des Sensorauslösesignals oder je kürzer die Sende-/Empfangsperiode des Sensorsignals ist, desto häufiger wird das Sensorsignal empfangen, so dass das Sensorsignal schnell beschafft werden kann.
Unter den Initialisierungsparametern kann die Information über die Verarbeitungspriorität des Interrupt-Router-Moduls ein Parameter zur Bestimmung der Reihenfolge sein, in der das Interrupt-Router-Modul 1150 den Interrupt zum Empfang des Sensorsignals gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verarbeitet.
Im Allgemeinen verarbeitet das Interrupt-Router-Modul 1150 eine Reihe von Interrupt-Erzeugungsanforderungen von der CPU 1130 oder ähnlichem.
Die Unterbrechung des Sensorsignalempfangs zur Erfassung eines Kurzschlusses zwischen Teilsystemen gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann im Vergleich zu anderen Unterbrechungen eine relativ geringe Bedeutung oder Priorität haben. Daher kann in einem Ausführungsbeispiel die Verarbeitungspriorität des Interrupt-Router-Moduls auf eine niedrige Priorität gesetzt werden. Dementsprechend ist es möglich, die Beeinträchtigung des Gesamtbetriebs des Verteilungssystems zu verhindern, indem zunächst eine weitere Unterbrechung durchgeführt wird.
Unter den Initialisierungsparametern können die im ECU Hauptspeicher zu speichernden Speicherzielinformationen einen Sensorregisterwert zum Übertragen eines Sensorsignals, Speicherplatzinformationen eines ECU Datenspeichers 1160 zum Speichern von Daten, einen Systemzeitgeberwert beim Empfangen eines Sensorsignals und im Sensorsignal enthaltene Erfassungsdaten (z. B. SENT-Frame usw.) umfassen.
Ein Beispiel für eine spezifische Konfiguration der Initialisierung und Kurzschlusserfassung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird im Folgenden beschrieben.
Zunächst kann im Initialisierungsprozess eine Registeradresse eines Systemzeitgebers, in dem ein Systemzeitgeberwert gelesen werden soll, wenn ein Sensorsignal-Empfangsereignis eintritt, als Quellenadresse eingestellt werden. Zusätzlich kann eine bestimmte Adresse des ECU Datenspeichers 1160 zur Speicherung des extrahierten Systemzeitgeberwertes als Zieladresse eingestellt werden. Darüber hinaus kann bei der Initialisierung auch die Übertragungsperiode des Sensorauslösesignals eingestellt werden.
Wenn die periodische Funktion ausgeführt wird, kann das Interrupt-Router-Modul 1150 das Sensorauslösesignal in jeder vorbestimmten Übertragungsperiode des Sensorauslösesignals an den ersten Sensor 1200 übertragen.
Wenn das Sensorsignal vom ersten Sensor 1200 empfangen wird, kann das SENT-Modul in der ersten ECU 1100 das Interrupt-Router-Modul 1150 über den Empfangsabschluss benachrichtigen, und das Interrupt-Router-Modul 1150 kann das DMA-Modul 1170 über das Ereignis des Empfangsabschlusses benachrichtigen.
Das DMA-Modul 1170, das das Empfangsabschlussereignis bestätigt, kann einen Systemzeitgeberwert im Systemzeitgeberregister lesen oder extrahieren, was die Quellenadresse ist, ohne dass die CPU 1130 des ersten ECUs 1100 eingreift, und kann an einem bestimmten Ort (d.h. einem bestimmten Puffer) des ECU Datenspeichers 1160 speichern, was die Zieladresse ist. Dadurch ist es möglich, die Rechenlast der CPU 1130 der ersten ECU 1100 zu reduzieren.
Durch diesen Prozess kann der Systemzeitgeberwert für jede Übertragungsperiode des Sensorauslösesignals im ECU-Hauptspeicher abgelegt werden. Wenn als Ergebnis die periodische Funktion einmal ausgeführt wird, werden daher mehrere Systemzeitgeberwerte in verschiedenen Speicherpuffern (z. B. im ECU-Hauptspeicher) gespeichert.
Um derweil die Kurzschlusserfassungsfunktion gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchzuführen, kann das DMA-Modul 1170 eine Vielzahl von Systemzeitgeberwerten, die im ECU-Hauptspeicher 1160 gespeichert sind, ohne Eingreifen der CPU 1130 extrahieren und die Systemzeitgeberwerte an die CPU 1130 übertragen.
Die CPU 1130 kann einen Differenzwert zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Systemzeitgeberwerten ermitteln und vergleicht den Differenzwert mit einem Schwellenwert, um einen Kurzschluss zwischen Teilsystemen zu erfassen.
Wie oben beschrieben, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Systemzeitgeberwert jedes Mal gespeichert, wenn ein Sensorsignal empfangen wird, indem das Interrupt-Router-Modul und das Modul für direkten Speicherzugriff (DMA), die in der ECU des Teilsystems enthalten sind, weiter verwendet werden, und der Differenzwert wird mit einem Schwellenwert verglichen, wodurch ein Kurzschluss zwischen den Teilsystemen detektiert wird.
Im Vorstehenden wurden das erste Teilsystem 1000 und die erste ECU 1100 im Verteilungssystem beschrieben, aber das zweite Teilsystem 2000 und die darin enthaltene zweite ECU 2100 können ebenfalls die oben erwähnte Initialisierungsfunktion und Kurzschlusserfassungsfunktion ausführen.
Das heißt, das Verteilungssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann zwei oder mehr Teilsysteme umfassen, die dieselbe Funktion ausführen, und jedes Teilsystem und die darin enthaltene ECU können die Kurzschlusserfassungsfunktion gemäß der vorliegenden Offenbarung ausführen.
Währenddessen kann die erste ECU 1100 als Kurzschlusserfassungsvorrichtung konfiguriert sein, um zusätzlich zu der ersten Kurzschlusserfassung, die auf der Grundlage des Intervalls des Systemzeitgeberwerts durchgeführt wird, eine zweite Kurzschlusserfassung durch Überprüfen eines Protokollfehlers zwischen dem ersten Sensor 1200 und der ersten ECU 1100, eine dritte Kurzschlusserfassung durch Überprüfen eines Empfangsfehlers, bei dem die erste ECU 1100 kein Sensorsignal von dem ersten Sensor 1200 empfangen kann, und eine vierte Kurzschlusserfassung durch Analyse des Empfangssignalmusters durchzuführen.
Bei der zweiten Kurzschlusserfassung kann ein Kurzschluss zwischen den Teilsystemen durch die Erfassung eines Fehlers im SENT-Protokoll detektiert werden, das ein Protokoll zwischen dem ersten Sensor 1200 und der ersten ECU 1100 ist. Zu den Fehlern im SENT-Protokoll kann ein Fehler in der Anzahl der Nibbles im Rahmen, ein Fehler außerhalb des Bereichs im Nibble-Wert, ein Fehler in der Länge, die den Synchronisations-/Kalibrierungsimpuls überschreitet, und ein CRC-Prüfsummenfehler gehören.
Bei der dritten Kurzschlusserfassung kann ein Empfangsfehler detektiert werden, bei dem ein von der ECU zu empfangendes Signal aufgrund der Nichtübertragung des Sensorsignals durch den Sensor nicht vorhanden ist. Tritt ein solcher Empfangsfehler auf, kann außerdem bestimmt werden, dass ein Kurzschluss zwischen den Teilsystemen aufgetreten ist.
Bei der vierten Kurzschlusserfassung kann das Auftreten eines Kurzschlusses zwischen den Teilsystemen durch die Analyse des Impulsmusters des von jeder ECU empfangenen Sensorsignals erfasst werden.
Insbesondere kann bei der vierten Kurzschlusserfassung ein Muster des ersten Sensorsignals des ersten Sensors 1200 des ersten Teilsystems 1100, ein Muster des zweiten Sensorsignals des zweiten Sensors 2200 des zweiten Teilsystems 2100 und ein überlappendes Signalmuster, das durch die Überlappung der ersten und zweiten Sensorsignale erzeugt werden kann, vorgespeichert werden.
In diesem Fall kann jede ECU eines jeweiligen Teilsystems das Muster eines von einem Sensor empfangenen Sensorsignals mit dem vorgespeicherten Muster vergleichen, und wenn es ein übereinstimmendes überlappendes Signalmuster gibt oder es sich von dem vorgespeicherten ersten und zweiten Sensorsignalmuster unterscheidet, kann festgestellt werden, dass ein Kurzschluss zwischen den Teilsystemen aufgetreten ist.
Wie oben beschrieben, kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste ECU 1100 als Kurzschlusserfassungsvorrichtung zusätzlich zur ersten Kurzschlusserfassung auf der Grundlage des Intervalls des Systemzeitgeberwerts die zweiten bis vierten Kurzschlusserfassungsverfahren durchführen, so dass es möglich ist, den Kurzschluss zwischen Teilsystemen genauer zu erfassen.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Erfassung eines Kurzschlusses in einem Verteilungssystem für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
Das Kurzschlusserfassungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann in einem Verteilungssystem durchgeführt werden, das ein erstes Teilsystem zur Durchführung einer Funktion im Zusammenhang mit der Fahrzeugsteuerung und ein zweites Teilsystem zur Durchführung der Funktion in Verbindung mit dem ersten Teilsystem umfasst.
Insbesondere kann das Kurzschlusserfassungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das erste Teilsystem und/oder das zweite Teilsystem durchgeführt werden und kann einen Initialisierungsschritt zur Durchführung einer anfänglichen Konfigurationseinstellung beinhalten, wenn ein anfängliches Sensorsignal von einem ersten Sensor über eine erste Signalleitung, die mit dem ersten Sensor verbunden ist, empfangen wird (S500).
Darüber hinaus kann das Kurzschlusserfassungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei der Ausführung einer bestimmten periodischen Funktion einen Vergleichsschritt umfassen, bei dem ein Differenzwert zwischen einem aktuellen Systemzeitgeberwert beim Empfang eines aktuellen Sensorsignals vom ersten Sensor und einem vorherigen Systemzeitgeberwert beim Empfang eines vorherigen Sensorsignals vom ersten Sensor mit einem Schwellenwert verglichen wird (S600).
Darüber hinaus kann das Kurzschlusserfassungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Schritt zur Bestimmung eines Kurzschlusses einer Signalleitung zwischen dem ersten Teilsystem und dem zweiten Teilsystem auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Schwellenwerts und des Differenzwerts zwischen dem aktuellen Systemzeitgeberwert und dem vorherigen Systemzeitgeberwert (S700) umfassen.
6 ist ein Flussdiagramm eines Initialisierungsprozesses, der in einem Kurzschlusserfassungsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung enthalten ist.
Im Initialisierungsschritt (S500 in 5) kann die erste ECU, die zum ersten Teilsystem gehört, ein Sensorauslösesignal zur Initialisierung an den ersten Sensor senden (S510).
Der erste Sensor kann als Reaktion auf den Empfang des Sensorauslösesignals zur Initialisierung ein erstes Sensorsignal oder ein anfängliches Sensorsignal erzeugen und das erste Sensorsignal an die erste ECU (S520) übertragen.
Eine erste ECU kann mit Hilfe eines Interrupt-Router-Moduls (S530) einen Empfangsinterrupt bzw. -unterbrechung erzeugen.
Die erste ECU kann ein Modul mit direktem Speicherzugriff (DMA) verwenden, um die anfängliche Konfigurationseinstellung vorzunehmen und verschiedene Parameter einzustellen, die für die Durchführung der Kurzschlusserfassungsfunktion gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erforderlich sind (S540).
Die Initialisierungsparameter, die für die anfängliche Konfigurationseinstellung verwendet werden, können mindestens einen der folgenden Parameter enthalten: 1) den ersten Systemzeitgeberwert, wenn das erste Sensorsignal empfangen wird, 2) Einstellungsinformationen der Übertragungsperiode des Sensorauslösesignals, 3) die Verarbeitungsprioritätsinformationen des Unterbrechungsroutermoduls, 4) Speicherzielinformationen, die im ECU-Speicher über ein Direktspeicherzugriffsmodul gespeichert werden sollen, und 5) Speicherplatzinformationen im ECU-Hauptspeicher zum Speichern der Speicherzielinformationen.
Nach Abschluss der Initialisierung, wie in 7 beschrieben, kann die erste ECU eine Kurzschlusserfassung zwischen den Teilsystemen unter Verwendung des Intervalls des Systemzeitgebers durchführen.
7 ist ein Flussdiagramm zur Erfassung eines Kurzschlusses, das in einem Verfahren zur Erfassung eines Kurzschlusses gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung enthalten ist.
Das beispielhafte Ausführungsbeispiel des Kurzschlusserfassungsverfahrens von 7 kann ein Intervall von Systemzeitgeberwerten verwenden.
Insbesondere kann die erste ECU des ersten Teilsystems bei dem Verfahren zum Erfassen eines Kurzschlusses beim Ausführen einer periodischen Funktion ein erstes Sensorauslösesignal an den ersten Sensor (S610) senden.
Der erste Sensor kann als Reaktion auf den Empfang des ersten Sensorauslösesignals ein erstes Sensorsignal mit ersten Messdaten erzeugen und das erste Sensorsignal über die erste Sensorsignalleitung (S620) an die erste ECU übertragen.
Das erste ECU kann das erste Sensorsignal empfangen und einen ersten Systemzeitgeberwert zum Zeitpunkt T1 beim Empfang des ersten Sensorsignals entsprechend der anfänglichen Konfigurationseinstellung bei der Initialisierung im ECU Datenspeicher (S630) speichern.
Wenn eine Übertragungsperiode Pt des Sensorauslösesignals abgelaufen ist, kann die erste ECU ein zweites Sensorauslösesignal an den ersten Sensor senden (S640).
Der erste Sensor kann als Reaktion auf den Empfang des zweiten Sensorauslösesignals ein zweites Sensorsignal mit zweiten Messdaten erzeugen und das zweite Sensorsignal über die erste Sensorsignalleitung (S650) an die erste ECU übertragen.
Die erste ECU kann das zweite Sensorsignal empfangen und einen zweiten Systemzeitgeberwert zum Zeitpunkt T2 beim Empfang des zweiten Sensorsignals im ECU-Speicher (S660) speichern.
In diesem Ausführungsbeispiel kann der zweite Systemzeitgeberwert der aktuelle Systemzeitgeberwert und der erste Systemzeitgeberwert der vorherige Systemzeitgeberwert sein.
Die erste ECU kann einen Differenzwert Td zwischen dem zweiten Systemzeitgeberwert und dem ersten Systemzeitgeberwert bestimmen und den Differenzwert mit einem voreingestellten Schwellenwert oder Bereich Tth vergleichen (S670).
In diesem Fall kann der Schwellenwert Tth derselbe Wert sein wie die Übertragungsperiode Pt des Sensorauslösesignals oder die Sende-/Empfangsperiode des Sensorsignals, oder es kann ein Wert eingestellt werden, der durch Addition oder Subtraktion einer bestimmten Toleranz zur Übertragungsperiode Pt des Sensorauslösesignals oder der Sende-/Empfangsperiode des Sensorsignals erhalten wird.
Wenn der Differenzwert Td von dem Schwellenwert Tth abweicht (oder außerhalb des Schwellenbereichs liegt), kann das erste Teilsystem abhängig vom Vergleichsergebnis feststellen, dass ein Kurzschluss mit einem anderen Teilsystem aufgetreten ist (S710).
Insbesondere kann die erste ECU feststellen, dass die erste Sensorsignalleitung zwischen der ersten ECU und dem ersten Sensor innerhalb des ersten Teilsystems mit der zweiten Sensorsignalleitung innerhalb des zweiten Teilsystems, das ein anderes Teilsystem ist, kurzgeschlossen ist.
Wenn der Differenzwert Td im Wesentlichen gleich dem Schwellenwert (oder innerhalb des Schwellenbereichs) Tth ist, kann die erste ECU außerdem feststellen, dass das Verteilungssystem normal arbeitet, d.h. dass kein Kurzschluss zwischen den Teilsystemen vorliegt (S720).
In der obigen Beschreibung wurde beschrieben, dass zwei Systemzeitgeberwerte gespeichert werden und der Differenzwert mit einem Schwellenwert verglichen wird, doch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Als weiteres Beispiel können nach der Speicherung von N Systemzeitgeberwerten während einer Ausführung der periodischen Funktion N-1 Differenzwerte ermittelt und mit einem Schwellenwert verglichen werden.
Wenn in Schritt S710 bestimmt wird, dass ein Kurzschluss zwischen den Teilsystemen aufgetreten ist, kann das Verteilungssystem ein spezielles Warnsignal ausgeben oder den Betrieb des Verteilungssystems stoppen (nicht dargestellt).
8 ist eine Blockdarstellung eines Steer-by-Wire-Lenksystems mit einem Verteilungssystem, das in der Lage ist, einen Kurzschluss gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zu erfassen.
Eine erste Funktion im Zusammenhang mit der Fahrzeugsteuerung, die vom Verteilungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ausgeführt wird, kann eine oder mehrere verschiedene Steuerfunktionen umfassen, die in einem Fahrerassistenzsystem (DAS), einem automatischen Lenksystem und einem automatischen Bremssystem enthalten sind, die für autonomes oder teilautonomes Fahren erforderlich sind.
Unter diesen Funktionen sind, verglichen mit der DAS-Funktion, ein automatisches Lenksystem, ein automatisches Bremssystem und dergleichen, die für das autonome oder teilautonome Fahren erforderlich sind, für die funktionale Sicherheit eines Fahrzeugs wichtiger. Dementsprechend kann das Verteilungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung die erste Funktion der automatischen Lenkung und/oder des automatischen Bremsens erfüllen, die für das autonome oder teilautonome Fahren erforderlich ist.
8 zeigt die Gesamtkonfiguration eines Steer-by-Wire-Lenksystems (SBW) als automatisches Lenksystem, auf das das Verteilungssystem gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung angewendet wird.
Das Steer-by-Wire (SBW)-Lenksystem eines Fahrzeugs kann sich auf ein Lenksystem zum Lenken eines Fahrzeugs unter Verwendung eines Elektromotors, wie z. B. eines Lenkmotors, beziehen und kann eine mechanische Verbindungsvorrichtung, wie z. B. eine Lenksäule oder ein Kreuzgelenk oder eine Ritzelwelle zwischen einem Lenkrad und einem Rad des Fahrzeugs entfernen.
Das SBW-Lenksystem kann im Allgemeinen eine obere Stufenvorrichtung, eine untere Stufenvorrichtung und eine Steuervorrichtung zur Steuerung derselben umfassen. Die obere Stufenvorrichtung kann einen Drehmomentsensor, der mit einem Lenkrad verbunden ist, um ein auf das Lenkrad ausgeübtes Lenkdrehmoment zu erfassen, und einen Reaktionskraftmotor als Motorvorrichtung zum Liefern eines Reaktionsdrehmoments für das Lenkrad entsprechend der Lenkung durch die untere Zahnstange umfassen. Diese obere Stufenvorrichtung kann als Lenkrückkopplungaktuator (SFA) bezeichnet werden.
Darüber hinaus kann die untere Stufenvorrichtung ein Lenkunterstützungs-Drehmomentsignal erzeugen, das proportional zu dem auf das Lenkrad ausgeübten Lenkdrehmoment ist, und einen Lenkantriebsmotor oder einen Lenkantriebsaktuator steuern, der ein Ritzel oder ein Zahnrad (z. B. eine Kugelmutter) antreibt, um eine mit einer Spurstange verbundene Zahnstange links und rechts vom Rad des Fahrzeugs unter Verwendung eines Lenkunterstützungs-Drehmomentsignals zu bewegen. Eine solche untere Stufenvorrichtung kann als Straßenradaktuator (RWA) bezeichnet werden.
Während des autonomen Fahrens kann eine Steuervorrichtung des SBW-Lenksystems den Lenkantriebsmotor automatisch steuern, um eine automatische Lenkfunktion zu liefern, so dass das Fahrzeug auf einem gewünschten Weg fahren kann.
Die automatische Lenkung für das autonome Fahren kann eine wichtige Funktion für die funktionale Sicherheit des Fahrzeugs sein, und daher kann das Verteilungssystem mit der Kurzschlusserfassungstechnologie gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erforderlich sein.
Bezugnehmend auf 8 kann das SBW-Lenksystem, auf das ein oder mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung angewandt werden, einen Lenkrückkopplungsaktuator (SFA), der Drehmomentsensoren TS1 und TS2 enthält, die betriebsmäßig mit einem Lenkrad als oberen Stufenvorrichtung verbunden sind, und einen Straßenradaktuator (RWA), der zwei redundante Lenkantriebsmotoren M1 und M2 enthält, umfassen.
Darüber hinaus können eine erste ECU1 und eine zweite ECU2 zur Steuerung jedes der beiden redundanten Lenkantriebsmotoren vorgesehen sein.
Insbesondere können die erste ECU1, der erste Drehmomentsensor TS1 und der erste Lenkantriebsmotor M1 ein erstes Teilsystem 810 und die zweite ECU2, der zweite Drehmomentsensor TS2 und der zweite Lenkantriebsmotor M2 ein zweites Teilsystem 820 bilden.
Das erste und das zweite Teilsystem 810 und 820 können die gleiche oder eine ähnliche automatische Lenkfunktion ausführen.
In diesem Fall kann die erste ECU1 oder die zweite ECU2 wie die erste ECU 1100, wie in 4 gezeigt, konfiguriert sein, wodurch eine Funktion zur Erfassung eines Kurzschlusses zwischen Teilsystemen unter Verwendung des Intervalls der Systemzeitgeberwerte gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
Das heißt, wenn eine bestimmte periodische Funktion für die automatische Lenkung beim autonomen Fahren ausgeführt wird, kann die erste ECU1 oder die zweite ECU2 das Auftreten eines Kurzschlusses mit einem anderen Teilsystem erfassen, indem sie einen Differenzwert zwischen einem aktuellen Systemzeitgeberwert beim Empfang eines aktuellen Sensorsignals und einem vorherigen Systemzeitgeberwert beim Empfang eines vorherigen Sensorsignals mit einem Schwellenwert vergleicht.
Wird ein Kurzschluss zwischen Teilsystemen detektiert, kann die Anforderung an die funktionale Stabilität des Fahrzeugs erfüllt werden, indem der Betrieb des SBW-Verteilungssystems für die automatische Lenkung oder Warnung gestoppt wird.
Das Verteilungssystem mit der Kurzschlusserfassungsfunktion gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann zusätzlich zu dem oben beschriebenen Lenksystem auf ein automatisches Bremssystem vom Typ Brake-by-Wire (BBW) angewendet werden.
9 zeigt ein Beispiel für Informationen, die in einem ECU-Speicher in einer Vorrichtung zur Kurzschlusserfassung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung gespeichert sind.
In dem Verteilungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird zur Veranschaulichung angenommen, dass die Ausführungsperiode der periodischen Funktion 1 ms und die Übertragungsperiode Pt des Sensorauslösesignals 200us beträgt.
Zunächst kann das im Verteilungssystem enthaltene ECU einen Initialisierungsprozess durchführen.
Im Initialisierungsprozess können die ersten bis fünften Speicherpuffer Puffer 1~5 als spezifische Adressen des ECU Datenspeichers festgelegt werden, in denen die extrahierten Systemzeitgeberwerte gespeichert werden sollen.
Danach, wenn eine periodische Funktion mit einer Periode von 1 ms ausgeführt wird, kann das Interrupt-Router-Modul alle 200us ein Sensorauslösesignal an den ersten Sensor senden, was eine Übertragungsperiode des Sensorauslösesignals ist. Das heißt, die Übertragung eines Sensorauslösesignals und der Empfang eines Sensorsignals werden während der Ausführung einer periodischen Funktion fünfmal durchgeführt. Das heißt, die Übertragung des Sensorauslösesignals und der Empfang des Sensorsignals erfolgen in jedem Zeitintervall von t1 bis t5.
Wenn das erste Sensorsignal bis zum fünften Sensorsignal vom ersten Sensor empfangen werden, liest das Direktspeicherzugriffsmodul (DMA) in der ECU jedes Mal, wenn ein Sensorsignal empfangen wird, einen Systemzeitgeberwert in einem Systemzeitgeberregister, das eine Quellenadresse ist, und speichert ihn in den ersten bis fünften Speicherpuffern Puffer 1 bis 5.
Das heißt, wie in 9 gezeigt, werden während einer Ausführung der periodischen Funktion die ersten bis fünften Systemzeitgeberwerte jeweils in den ersten bis fünften Speicherpuffern Puffer 1~5 gespeichert.
Dementsprechend wird der Systemzeitgeberwert für jede Übertragungsperiode des Sensorauslösesignals der 200us-Periode extrahiert, und wenn die periodische Funktion einmal ausgeführt wird, werden insgesamt fünf Systemzeitgeberwerte in verschiedenen Speicherpuffern (ECU-Hauptspeicher) gespeichert.
Danach kann die CPU der ECU einen Differenzwert zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Systemzeitgeberwerten ermitteln, den Differenzwert mit einem Schwellenwert oder -bereich vergleichen und einen Kurzschluss zwischen Teilsystemen erfassen.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel von 9 kann die CPU der ECU einen ersten Differenzwert Diff. #1 zwischen einem ersten Systemzeitgeberwert, der in einem ersten Speicherpuffer Puffer 1 gespeichert ist, und einem zweiten Systemzeitgeberwert, der in einem zweiten Speicherpuffer Puffer 2 gespeichert ist, bestimmen. In ähnlicher Weise kann die CPU der ECU einen zweiten Differenzwert Diff. #2 zwischen dem zweiten Systemzeitgeberwert, der im zweiten Speicherpuffer Puffer 2 gespeichert ist, und einem dritten Systemzeitgeberwert, der in einem dritten Speicherpuffer Puffer 3 gespeichert ist, einen dritten Differenzwert Diff. #3 zwischen dem dritten Systemzeitgeberwert, der im dritten Speicherpuffer Puffer 3 gespeichert ist, und einem vierten Systemzeitgeberwert, der im vierten Speicherpuffer Puffer 4 gespeichert ist, bzw. einen vierten Differenzwert Diff. #4 zwischen dem vierten Systemzeitgeberwert, der im vierten Speicherpuffer Puffer #4 gespeichert ist, und einem fünften Systemzeitgeberwert, der in einem fünften Speicherpuffer Puffer #5 gespeichert ist, bestimmen.
Danach kann die CPU mindestens einen der ersten bis vierten Differenzwerte Diff. 1 bis 4 mit einem Schwellenwert oder -bereich (z. B. der Übertragungsperiode Pt des Sensorauslösesignals) vergleichen. Wenn einer oder mehrere der ersten bis vierten Differenzwerte Diff. 1 bis 4 vom Schwellenwert abweichen oder außerhalb des Schwellenbereichs liegen, kann die CPU außerdem bestimmen, dass ein Kurzschluss zwischen den beiden Teilsystemen aufgetreten ist.
In der obigen Beschreibung wurde das Verteilungssystem als redundante Konfiguration beschrieben, die das erste und das zweite Teilsystem umfasst. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt und gilt auch für ein asynchrones verteiltes Multiplexsystem mit drei oder mehr Teilsystemen, die dieselbe Funktion erfüllen.
Gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen Kurzschluss eines Signals (einer Leitung) zwischen Teilsystemen in einem Verteilungssystem zu erfassen, das zwei oder mehr Teilsysteme umfasst, die dieselbe Funktion ausführen können.
Insbesondere kann in einem Verteilungs- oder Redundanzsystem mit mehreren Teilsystemen ein Kurzschluss zwischen einer ersten Sensorsignalleitung zwischen einer ersten ECU und einem ersten Sensor in einem ersten Teilsystem und einer zweiten Sensorsignalleitung zwischen einer zweiten ECU und einem zweiten Sensor in einem zweiten Teilsystem erfasst werden.
Dementsprechend kann durch die Erfassung eines Kurzschlusses zwischen einer Vielzahl von Teilsystemen in einem Verteilungssystem für ein Fahrzeug ein stabiler Betrieb des Verteilungssystems sichergestellt und eine für ein Fahrzeug erforderliche funktionale Sicherheitsanforderung erfüllt werden.
Auch wenn in dieser Beschreibung alle Komponenten, aus denen sich das Ausführungsbeispiel zusammensetzt, als kombiniert oder in Kombination arbeitend beschrieben werden, ist die vorliegende Offenbarung nicht unbedingt auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Das heißt, im Rahmen des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung können alle Komponenten durch selektive Kombination einer oder mehrerer Komponenten funktionieren. Darüber hinaus können alle Komponenten als eine unabhängige Hardware implementiert sein, aber auch als Computerprogramm mit einem Programmmodul, das einige oder alle Funktionen der kombinierten Hardware in einer oder mehreren Hardware(n) ausführt, indem es selektiv einen Teil oder die Gesamtheit der einzelnen Komponenten kombiniert. Codes und Codesegmente, die ein Computerprogramm bilden, können von Fachleuten im Sinne der vorliegenden Offenbarung leicht abgeleitet werden. Ein solches Computerprogramm kann in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert, vom Computer gelesen und ausgeführt werden, wodurch das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung umgesetzt wird. Das Speichermedium des Computerprogramms kann ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, ein optisches Aufzeichnungsmedium, ein Trägerwellenmedium und ähnliches sein.
Darüber hinaus sind Begriffe wie „einschließen“, „zusammensetzen“, „umfassen“ oder „haben“ so zu verstehen, dass sie andere Bestandteile nicht ausschließen, sondern auch einschließen können, da sie bedeuten, dass der entsprechende Bestandteil eingebettet sein kann, sofern nicht anders angegeben. Alle Begriffe, einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe, haben die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Offenbarung gehört, allgemein verstanden wird, sofern nicht anders definiert. Allgemein verwendete Begriffe, wie die im Wörterbuch definierten, sollten so ausgelegt werden, dass sie mit der Bedeutung im Kontext der verwandten Kunst übereinstimmen, und sollten nicht in einer idealen oder übermäßig formalen Bedeutung interpretiert werden, sofern sie nicht ausdrücklich in der vorliegenden Offenlegung definiert sind.
Die obige Beschreibung wurde dargelegt, um einen Fachmann zu befähigen, den technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung umzusetzen und zu nutzen, und wurde im Zusammenhang mit einer bestimmten Anwendung und ihren Anforderungen vorgesehen. Verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Substitutionen der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für Fachleute ohne Weiteres ersichtlich, und die hierin definierten allgemeinen Grundsätze können auf andere Ausführungsbeispiele und Anwendungen angewandt werden, ohne vom Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die obige Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen stellen nur für Veranschaulichungszwecke ein Beispiel für den technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung bereit. Das heißt, die offenbarten Ausführungsbeispiele sollen den Umfang des technischen Gedankens der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Somit ist der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern muss mit dem breitesten Bereich, der noch mit den Ansprüchen konsistent ist, im Einklang stehen. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung sollte auf der Grundlage der folgenden Ansprüche ausgelegt werden, und alle technischen Ideen innerhalb des Bereichs ihrer Äquivalente sollten so ausgelegt werden, dass sie in den Bereich der vorliegenden Offenbarung fallen.

Claims

Vorrichtung zum Erfassen eines Kurzschlusses eines Teilsystems in einem Verteilungssystem, das eine Mehrzahl von Teilsystemen (10, 20) enthält, die eine Fahrzeugsteuerung durchführen, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Sensor (12); eine elektronische Steuereinheit (11), ECU, die elektrisch mit dem Sensor (12) verbunden ist; und eine Signalleitung (13), die den Sensor (12) und die ECU (11) verbindet, wobei die ECU (11) konfiguriert ist: eine Initialisierung zur anfänglichen Konfigurationseinstellung durchzuführen, wenn ein Sensorsignal über die Signalleitung (13) empfangen wird, und beim Ausführen einer periodischen Funktion, die periodisch ausgeführt wird, einen Kurzschluss mit einem anderen Teilsystem (20), das in dem Verteilungssystem enthalten ist, zu erfassen, indem ein Differenzwert zwischen einem aktuellen Systemzeitgeberwert, wenn ein aktuelles Sensorsignal empfangen wird, und einem vorherigen Systemzeitgeberwert, wenn ein vorheriges Sensorsignal empfangen wird, verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ECU (11, 1100) umfasst: einen Sensortransceiver (1110), der eingerichtet ist, ein oder mehrere Signale, einschließlich des Sensorsignals, an den Sensor (1200) zu senden und von diesem zu empfangen; einen Systemzeitgeber (1120), der eingerichtet ist, den aktuellen Systemzeitgeberwert und den vorherigen Systemzeitgeberwert zu erzeugen; eine zentrale Verarbeitungseinheit (1130), die konfiguriert ist, die Initialisierung durchzuführen und den Kurzschluss zu erkennen; einen ECU-Transceiver (1140), der eingerichtet ist, ein oder mehrere Signale zu und von einer anderen ECU (2100) des anderen Teilsystems (2000) zu senden und zu empfangen; ein Interrupt-Router-Modul (1150), das konfiguriert ist, einen Interrupt für den Empfang des Sensorsignals zu erzeugen; und einen ECU-Speicher (1160), der eingerichtet ist, den aktuellen Systemzeitgeberwert und den vorherigen Systemzeitgeberwert zu speichern.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die ECU (1100) ferner ein Speicherdirektzugriffsmodul (DMA) (1170) umfasst, wobei das Interrupt-Router-Modul (1150) konfiguriert ist, ein Sensorauslösesignal an den Sensor (1200) zu übertragen, der Sensor (1200) eingerichtet ist, das Sensorsignal, das Erfassungsdaten enthält, als Reaktion auf den Empfang des Sensorauslösesignals an die ECU (1100) zu senden, und das DMA-Modul (1170) konfiguriert ist, die Erfassungsdaten, den aktuellen Systemzeitgeberwert und den vorherigen Systemzeitgeberwert im ECU-Speicher (1160) zu speichern.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei Initialisierungsparameter, die für die anfänglichen Konfigurationseinstellungen verwendet werden, mindestens eines der folgenden Elemente umfassen: einen Systemtimerwert oder einen Speicherort des Systemtimerwerts, wenn das Sensorsignal empfangen wird, Einstellinformationen einer Übertragungsperiode des Sensorauslösesignals, Verarbeitungsprioritätsinformationen des Interrupt-Router-Moduls (1150), Speicherzielinformationen, die in dem ECU-Speicher (1160) über das DMA-Modul (1170) gespeichert werden sollen, und Speicherortinformationen in dem ECU-Speicher (1160) zum Speichern der Speicherzielinformationen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die ECU (11, 1100) konfiguriert ist, den Differenzwert zwischen dem aktuellen Systemzeitgeberwert und dem vorherigen Systemzeitgeberwert mit einem Schwellenwert oder -bereich zu vergleichen und zu bestimmen, dass der Kurzschluss mit dem anderen Teilsystem (20, 2000) aufgetreten ist, wenn der Differenzwert zwischen dem aktuellen Systemzeitgeberwert und dem vorherigen Systemzeitgeberwert sich von dem Schwellenwert unterscheidet oder außerhalb des Schwellenbereichs liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Schwellenwert eine Sende- und/oder Empfangsperiode des Sensorsignals des Sensors (12, 1200) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Ausführungsperiode der periodischen Funktion ein ganzzahliges Vielfaches der Sende- und/oder Empfangsperiode des Sensorsignals des Sensors (12, 1200) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verteilungssystem für ein Steer-by-Wire-Lenksystem zur automatischen Lenksteuerung beim autonomen Fahren vorgesehen ist und der Sensor (12, 1200) mindestens einen Lenkmomentsensor oder einen Motorpositionssensor eines Lenkmotors umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die ECU (11, 1100) zum Bestimmen konfiguriert ist, dass der Kurzschluss mit dem anderen Teilsystem (20, 2000) aufgetreten ist, wenn ein Protokollfehler zwischen dem Sensor und der ECU oder ein Empfangsfehler, bei dem die ECU (11, 1100) nicht in der Lage ist, das Sensorsignal von dem Sensor (12, 1200) zu empfangen, auftritt.
Verteilungssystem, das umfasst: ein erstes Teilsystem (10) mit einer ersten ECU (11), einem ersten Sensor (12) und einer ersten Sensorsignalleitung (13), die die erste ECU (11) und den ersten Sensor (12) verbindet, wobei das erste Teilsystem (10) eingerichtet ist, eine Funktion in Bezug auf die Fahrzeugsteuerung auszuführen; und ein zweites Teilsystem (20) mit einer zweiten ECU (21), einem zweiten Sensor (22) und einer zweiten Sensorsignalleitung (23), die die zweite ECU (21) und den zweiten Sensor (22) verbindet, wobei das zweite Teilsystem (20) eingerichtet ist, die Funktion bezüglich der Fahrzeugsteuerung in Verbindung mit dem ersten Teilsystem (10) auszuführen, wobei die erste ECU (11) konfiguriert ist, beim Ausführen einer periodischen Funktion, die periodisch durchgeführt wird, einen Differenzwert zwischen einem aktuellen Systemzeitgeberwert, wenn sie ein aktuelles Sensorsignal über die erste Sensorsignalleitung (13) empfängt, und einem vorherigen Systemzeitgeberwert, wenn sie ein vorheriges Sensorsignal über die erste Sensorsignalleitung (13) empfängt, zu berechnen und einen Kurzschluss zwischen der ersten Sensorsignalleitung (13) und der zweiten Sensorsignalleitung (23) auf der Grundlage des Differenzwerts zwischen dem aktuellen Systemzeitgeberwert und dem vorherigen Systemzeitgeberwert zu erfassen.
Verteilungssystem nach Anspruch 10, wobei die erste ECU (11) konfiguriert ist, eine Initialisierung für eine anfängliche Konfigurationseinstellung durchzuführen, wenn sie ein erstes Sensorsignal über die erste Sensorsignalleitung (13) empfängt.
Verteilungssystem nach Anspruch 10 oder 11, wobei die erste ECU (1100) umfasst: einen Sensortransceiver (1110), der eingerichtet ist, ein oder mehrere Signale, einschließlich des ersten Sensorsignals, an den ersten Sensor (1200) zu senden und von diesem zu empfangen; einen Systemzeitgeber (1120), der eingerichtet ist, den aktuellen Systemzeitgeberwert und den vorherigen Systemzeitgeberwert zu erzeugen; und eine zentrale Verarbeitungseinheit (1130), die konfiguriert ist, die Initialisierung durchzuführen und den Kurzschluss zu erfassen.
Verteilungssystem nach Anspruch 12, wobei die erste ECU (1100) weiterhin umfasst: ein Interrupt-Router-Modul (1150), das konfiguriert ist, einen Interrupt für den Empfang des aktuellen Sensorsignals und des vorherigen Sensorsignals erzeugt; und einen ECU-Speicher (1160), der eingerichtet ist, den aktuellen Systemzeitgeberwert und den vorherigen Systemzeitgeberwert zu speichern.
Verteilungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die erste ECU (11, 1100) konfiguriert ist, den Differenzwert zwischen dem aktuellen Systemzeitgeberwert und dem vorherigen Systemzeitgeberwert mit einem Schwellenwert oder -bereich zu vergleichen und zu bestimmen, dass der Kurzschluss zwischen der ersten Sensorsignalleitung (13, 1300) und der zweiten Sensorsignalleitung (23, 2300) aufgetreten ist, wenn der Differenzwert vom Schwellenwert abweicht oder außerhalb des Schwellenbereichs liegt.
Verteilungssystem nach Anspruch 14, wobei der Schwellenwert eine Sende- und/oder Empfangsperiode des ersten Sensorsignals des ersten Sensors (12, 1200) ist.
Verteilungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die auf die Fahrzeugsteuerung bezogene Funktion eine Steuerfunktion eines Steer-by-Wire-Lenksystems für autonomes Fahren umfasst und der erste Sensor und der zweite Sensor mindestens einen Lenkmomentsensor und/oder einen Motorpositionssensor eines Lenkmotors umfassen.
Verfahren zum Erfassen eines Kurzschlusses zwischen Teilsystemen in einem Verteilungssystem, das ein erstes Teilsystem (10) zum Ausführen einer Funktion in Bezug auf die Fahrzeugsteuerung und ein zweites Teilsystem (20) zum Ausführen der Funktion in Bezug auf die Fahrzeugsteuerung in Verbindung mit dem ersten Teilsystem (10) enthält, wobei das Verfahren umfasst: Durchführen einer Initialisierung für eine anfängliche Konfigurationseinstellung durch das erste Teilsystem (10), wenn ein erstes Sensorsignal von einem ersten Sensor (12) des ersten Teilsystems (20) über eine mit dem ersten Sensor (12) verbundene erste Sensorsignalleitung empfangen wird; beim Ausführen einer periodischen Funktion, die periodisch ausgeführt wird, Berechnen eines Differenzwertes zwischen einem aktuellen Systemzeitgeberwert beim Empfangen eines aktuellen Sensorsignals von dem ersten Sensor (12) und einem vorherigen Systemzeitgeberwert beim Empfangen eines vorherigen Sensorsignals von dem ersten Sensor (12) durch das erste Teilsystem (10); und Durchführen einer Bestimmung eines Kurzschlusses zwischen der ersten Sensorsignalleitung (13) des ersten Teilsystems (10) und einer zweiten Sensorsignalleitung (23) des zweiten Teilsystems (20) durch das erste Teilsystem (10).
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Durchführen der Bestimmung des Kurzschlusses das Vergleichen des Differenzwertes zwischen dem aktuellen Systemzeitgeberwert und dem vorherigen Systemzeitgeberwert mit einem Schwellenwert oder -bereich und das Bestimmen, dass der Kurzschluss zwischen der ersten Sensorsignalleitung (13, 1300) des ersten Teilsystems (10) und der zweiten Sensorsignalleitung (23, 2300) des zweiten Teilsystems (20, 2000) aufgetreten ist, umfasst, wenn der Differenzwert zwischen dem aktuellen Systemzeitgeberwert und dem vorherigen Systemzeitgeberwert sich von dem Schwellenwert unterscheidet oder außerhalb des Schwellenbereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Schwellenwert eine Sende- und/oder Empfangsperiode des ersten Sensorsignals des ersten Sensors (12, 1200) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Funktion, die sich auf die Fahrzeugsteuerung bezieht, eine Steuerungsfunktion eines Steer-by-Wire-Lenksystems für autonomes Fahren umfasst, und der erste Sensor, der in dem ersten Teilsystem enthalten ist, und ein zweiter Sensor, der in dem zweiten Teilsystem enthalten ist, mindestens einen Lenkmomentsensor und/oder einen Motorpositionssensor eines Lenkmotors umfassen.