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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung bezieht sich auf ein integriertes Fahrzeug-Steuersystem, welches jeder elektronischen Steuervorrichtug erlaubt, verschiedene Daten an andere elektronische Steuervorrichtungen zu übertragen und hiervon zu empfangen, um verschiedene Funktionen eines Fahrzeugs zu steuern.
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In Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, sind, um die neueren Marktanforderungen einschließlich Brennstoffeinsparung, Verbesserung der Sicherheit und Verbesserung der Bequemlichkeit zu erfüllen, viele der in einem Kraftfahrzeug eingebauten Vorrichtungen elektronisch gesteuert. Um korrelierte Funktionen zu realisieren und wechselseitige Steuerinformationen zwischen elektronischen Steuervorrichtungen auszutauschen (nachfolgend als ECU bezeichnet), sind die jeweiligen ECUs untereinander über eine gemeinsame Verbindungsleitung verbunden, um ein Netzwerk zu bilden (sogenanntes LAN) zur Durchführung von Datenkommunikation.
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Beispielsweise 7 zeigt ein Beispiel dieser Art von herkömmlichem Netzwerk mit einem Steuervorrichtungsnetzwerk 100, einem Informationsvorrichtungsnetzwerk 110 (AVC-Vorrichtung), und einem Karosserievorrichtungsnetzwerk 120, welche einzelne Netzwerkgruppen sind, welche abhängig von der Klassifikation ihrer Anwendungsgebiete getrennt sind. Das Steuervorrichtungsnetzwerk 100 für verschiedene Steuervorrichtungen, welche in einem Fahrzeug eingebaut sind, beinhaltet eine Motor-ECU 101 zur Steuerung eines Motors, eine ACC/ECU 102, welche eine Fahrsteuerung zur Einstellung eines Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug vorderhalb des Bezugsfahrzeugs einstellt und zum Festlegen einer Fahrgeschwindigkeit dieses Fahrzeugs auf einen konstanten Wert abhängig von den Wünschen des Benutzers, eine ECT/ECU 103 (d. h. elektronisch gesteuertes Getriebe), welche eine Schaltsteuerung für ein Automatikgetriebe in dem Fahrzeug durchführt und eine Bremsen-ECU 104, welche die Bremsvorrichtung steuert, und welche miteinander über eine Verbindungsleitung La verbunden sind.
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Das AVC-Vorrichtungsnetzwerk 110 (d. h. Audio-Video-Steuerung) für verschiedene Informationsvorrichtungen in dem Fahrzeug beinhaltet eine Navigations-ECU 111 zur Steuerung einer Navigationsvorrichtung, eine Audio-ECU 112 zur Steuerung einer Audiovorrichtung und eine TEL/ECU 113 zur Steuerung einer Telefonvorrichtung, welche miteinander über eine Verbindungsleitung Lb verbunden sind.
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Das Karosserievorrichtungsnetzwerk 120 für verschiedene Karossieeinbauteile, welche im Fahrzeug eingebaut sind, beinhaltet eine Energiequellen-ECU 121, welche administrativ die elektrische Leistung einer Fahrzeugbatterie steuert, eine Karosserie-ECU 122 zur Steuerung des Verriegelns/Entriegelns von Türen und eine Schlüssel-ECU 123, welche das Verriegeln/Entriegeln der Türen an die Karosserie-ECU 122 auf der Grundlage einer übertragenen Wellenform von einem elektronischen Schlüssel eines Benutzers anweist und auch das Anlassen des Motors abhängig von einem Vorgang seitens des Benutzers erlaubt, und welche untereinander über eine Verbindungsleitung Lc verbunden sind.
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Weiterhin ist eine Gateway-ECU
130 vorgesehen, um Daten unter den jeweiligen Netzwerken (d. h. unter den Kommunikationsleitungen La, Lb und Lc) umzuschalten. Die Gateway-ECU
130 erlaubt, daß die einzelnen ECUs, welche zu den wechselseitig unterschiedlichen Netzwerken gehören, ihre Daten austauschen (vergleiche beispielsweise
2 der
japanischen offengelegten Patenanmeldung Nr. 5-85228 (1993) entsprechend der
US-PS 5,351,776 ;
1 der
japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 10-250417 (1998) entsprechend der
US-PS 6,154,688 ; und
2 der
japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 2000-71819 entsprechend der
US-PS 6,292,741 ).
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Bei dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem, welches das oben beschriebene übliche Netzwerk verwendet, ist es jedoch schwierig, eine Anormalitätserkennung in einem großen Bereich wirksam durchzuführen und die gesamten Vorrichtungen dieses Steuersystems abzudecken.
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Genauer gesagt, bei dem herkömmlichen Fahrzeug-Steuersystem erhält jede ECU, welche mit der Kommunikationsleitung verbunden ist, verschiedene Daten (d. h. Steuerinformationen und Anfragen) von anderen ECUs und bestimmt Steuerbeträge, welche an die zu verwaltenden Vorrichtungen zu liefern sind und steuert die Vorrichtungen auf der Grundlage der bestimmten Steuerbeträge zur Realisierung der beabsichtigten Steuerungen. In diesem Zusammenhang arbeitet jede ECU unabhängig oder selbständig und bestimmt das Verhalten auf der Grundlage ihrer eigenen Absicht oder Beurteilung. Infolgedessen war es unvermeidlich notwendig, einer jeden ECU eine Anormalitätserkennungsfunktion zu verleihen, so daß jede ECU irgendeine Anormalität erkennen kann, welche innerhalb einer jeden ECU oder in den zu handhabenden Steuerzielvorrichtungen auftritt. Mit anderen Worten, es war unmöglich, eine detaillierte Anormalitätserkennung durchzuführen, welche einen weiten Bereich hat und die gesamten Vorrichtungen des Steuersystems abdeckt und die Ursache einer jeden Anormalität genau identifizieren kann.
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Beispielsweise kann das Automatikgetriebe nicht in der Lage sein, den Getriebeschaltvorgang glatt durchzuführen. Der Grund dieses Fehlers kann in dem Automatikgetriebe selbst liegen oder kann von einem Motor herrühren, wenn der Motor eine Anormalität im Ausgangsdrehmoment hat. Bei dem herkömmlichen System von 7 beurteilt, selbst wenn der Fehler im Schaltvorgang seinen Ursprung im Motor hat, der eine Anormalität im Ausgangsdrehmoment hat, die ECT/ECU 103 so, als ob der Fehler im Automatikgetriebe selbst verursacht worden wäre. Um dann die erkannte Anormalität zu beseitigen, zu korrigieren oder zu vermeiden, führt die ECT/ECU 103 eine Fehlersicherheitsverarbeitung durch, welche an das Automatikgetriebe angewendet wird.
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Weiterhin können aufgrund einer Anormalität des Motorausgangs die automatische Geschwindigkeitssteuerung oder die Traktionssteuerung nicht korrekt durchgeführt werden. In so einem Fall werden anstelle der Motor-ECU 102 die ACC/ECU 102 oder die Bremsen-ECU 104 dazu gezwungen, die Anormalität zu erkennen und irgendeine Fehlerschutzverarbeitung durchzuführen. Auf diese Weise ist es bei dem herkömmlichen Steuersystem üblich, daß die ECU anstelle einer Nachverarbeitungsvorrichtung (beispielsweise das Automatikgetriebe, das Bremssystem etc.) die Verantwortung bezüglich einer Anormalität hat, welche in einer Vorverarbeitungsvorrichtung (beispielsweise der Motor) auftritt, die von einer anderen ECU verwaltet wird.
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Weiterhin sind bei dem oben beschriebenen herkömmlichen integrierten Fahrzeug-Steuersystem die Datenmengen (d. h., das Kommunikationsdatenvolumen), welche über die Kommunikationsleitung übertragen oder empfangen werden, so groß, daß die neueren Anforderungen für Mehrfachfunktionen und Hochleistung nicht realisiert werden können.
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Genauer gesagt, bei einem herkömmlichen integrierten Fahrzeug-Steuersystem, wie oben beschrieben, arbeitet jede ECU unabhängig oder eigenständig und bestimmt das Verhalten auf der Grundlage des eigenen Vorhabens oder der Beurteilung. Wenn es notwendig ist, verschiedene Vorrichtungen, die in einem Fahrzeug eingebaut sind, auf der Grundlage gegenseitiger Kooperation reibungsfrei zu steuern, sind entsprechende ECUs notwendig, um rasch viele und verschiedene Arten von notwendigen Daten auszutauschen. Beispielsweise ist bei dem herkömmlichen Beispiel von 7 zur reibungslosen Steuerung des Motors und des Automatikgetriebes es notwendig, daß die Motor-ECU 101 verschiedene Steuerdaten und verschiedene Anfragen an die ECT/ECU 103 liefert. Derartige Steuerdaten beinhalten ”Motordrehzahl”, ”momentaner Drosselklappenöffungsgrad”, ”Informationen bezüglich Motordrehmoment”, ”Zündzeit”, ”Informationen, ob Kraftstoffunterbrechung durchgeführt oder nicht”, ”Drehzahl, bei der Kraftstoffunterbrechung anzuhalten ist”, ”geschätzte Zeit der Kraftstoffunterbrechung”, ”Informationen Klimaanlage EIN/AUS” etc.. Die verschiedenen Anforderungen umfassen ”Anforderung Sperre dritter Gang”, ”Anforderung Sperre vierter Gang”, ”Anforderung Blockierfreigabe” oder dergleichen. Der Datenaustausch zwischen den ECUs ist nicht innerhalb des gleichen Netzwerks beschränkt. Es ist daher für die ECUs, welche zu wechselseitig unterschiedlichen Netzwerken gehören, notwendig, eine große Datenmenge auszutauschen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts der oben beschriebenen Probleme hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein integriertes Fahrzeug-Steuersystem bereitzustellen, das in der Lage ist, effizient eine Anormalitätserkennung in einem breiten Bereich und die gesamten Vorrichtungen des Steuersystems abdeckend durchzuführen und welches auch in der Lage ist, die Kommunikationsdatenmenge zu verringern, welche über die Netzwerke übertragen oder empfangen werden.
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Zur Lösung der obigen und anderen zugehörigen Aufgaben schafft die vorliegende Erfindung ein erstes integriertes Fahrzeug-Steuersystem mit einer Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, welche über wenigstens eine Kommunikationsleitung miteinander verbunden sind, um miteinander zur Steuerung spezieller Funktionen eines Fahrzeugs in Verbindung zu stehen. Eine aus der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen arbeitet als Gesamtsteuervorrichtung zur Übertragung von Betriebsanweisungen an andere elektronische Steuervorrichtungen, von denen jede als individuelle Steuervorrichtung arbeitet, um die einzelnen Steuervorrichtungen zu veranlassen, untergeordnet abhängig von gegebenen Betriebsanweisungen zu arbeiten, so daß hiermit eine Gesamtsteuerung der festgelegten Funktionen realisiert wird. Die Gesamtsteuervorrichtung bestimmt die Betriebsanweisungen, welche den einzelnen Steuervorrichtungen zugeführt werden, auf der Grundlage von Informationen, welche über die Kommunikationsleitung von den jeweiligen einzelnen Steuervorrichtungen erhalten werden und führt eine Anormalitätserkennungsverarbeitung zur Erkennung einer Anormalität durch, welche in dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem auftritt.
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Bei dem ersten integrierten Fahrzeug-Steuersystem dieser Erfindung müssen alle elektronischen Steuervorrichtungen nicht unabhängig oder selbstständig arbeiten. Eine Gesamtsteuervorrichtung in jedem Netzwerk, ausgewählt oder bestimmt aus diesen elektronischen Steuervorrichtungen, bestimmt und überträgt die Betriebsanweisungen, welche jeder einzelnen Steuervorrichtung zuzuführen sind, auf der Grundlage von Informationen, welche über die Kommunikationsleitung von den einzelnen Steuervorrichtungen erhalten werden, so daß die Funktionen dieses Steuersystems kollektiv gesteuert werden.
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Genauer gesagt, mit Ausnahme der beschränkten Anzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, welche als elektronische Gesamtsteuervorrichtungen ausgewählt sind, arbeiten viele der elektronischen Steuervorrichtungen (d. h. individuelle Steuervorrichtungen) untergeordnet.
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Weiterhin führen die Gesamtsteuervorrichtungen die Anormalitätserkennungsverarbeitung durch zur Erkennung einer Anormalität, welche in diesem Steuersystem auftritt. Das erste integrierte Fahrzeug-Steuersystem dieser Erfindung macht es möglich, die Anormalitätserkennung wirksam in einem weiten Bereich und die gesamten Vorrichtungen dieses Steuersystems abdeckend durchzuführen und macht es auch möglich, die Ursache (den Hauptgrund) der erkannten Anormalität korrekt zu identifizieren, indem die Gesamtbedingungen dieses Steuersystems berücksichtigt werden. Somit kann die Ausfallsicherheitsverarbeitung effektiv und korrekt durchgeführt werden. Genauer gesagt, die Gesamtsteuervorrichtung überträgt die Betriebsanweisungen an die jeweiligen individuellen elektronischen Steuervorrichtungen. Diese von der Gesamtsteuervorrichtung übertragenen Betriebsanweisungen beinhalten die Befehlsinformation betreffend die Zielbetriebsbedingungen von Steuerzielvorrichtungen, welche von jeder einzelnen Steuervorrichtung verwaltet werden. Jede einzelne Steuervorrichtung steuert ihre eigenen Steuerzielvorrichtungen für einen Betrieb unter den Zielbetriebsbedingungen, welche von den Betriebsanweisungen angegeben werden, die von der Gesamtsteuervorrichtung empfangen worden sind.
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Bevorzugt erhält die Gesamtsteuervorrichtung Zustandsdaten von den einzelnen Steuervorrichtungen. Die Zustandsdaten geben in diesem Fall Betriebsbedingungen der Steuerzielvorrichtungen wieder, welche von den einzelnen Steuervorrichtungen auf der Grundlage der Betriebsanweisungen gesteuert werden. Die Gesamtsteuervorrichtung führt die Anormalitätserkennungsverarbeitung durch Erkennung einer Anormalität auf der Grundlage der erhaltenen Zustandsdaten und durch Identifizierung eines anormalen Abschnitts durch.
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Bei dieser Anordnung wird es einfach, eine spezielle einzelne Steuervorrichtung genau zu identifizieren, welche der erkannten Anormalität zugehörig ist. Daher wird es möglich, die Ausfallsicherheitsverarbeitung wirksam abhängig von der echten Ursache oder dem Grund der erkannten Anormalität durchzuführen.
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Weiterhin kann bei dem ersten integrierten Fahrzeug-Steuersystem dieser Erfindung die Datenmenge (d. h. die Kommunikationsdatenmenge), welche zwischen den elektronischen Steuervorrichtungen ausgetauscht wird, stark verringert werden. Genauer gesagt, eine Gesamtsteuervorrichtung steuert kollektiv die Funktionen dieses Steuersystems. Mit anderen Worten, die verbleibenden elektronischen Steuervorrichtungen müssen keine große Menge an Steuerdaten über die Netzwerke austauschen. Somit wird es möglich, eine befriedigende Steuerleistung auch dann sicherzustellen, wenn die Kommunikationsgeschwindigkeit auf einen relativ niedrigen Wert gesetzt wird.
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Weiterhin wird bei dem ersten integrierten Fahrzeug-Steuersystem dieser Erfindung der Betrieb einer jeden einzelnen Steuervorrichtung einfach, da jede einzelne Steuervorrichtung abhängig von den Betriebsanweisungen betrieben werden kann, welche von der Gesamtsteuervorrichtung kommen. Beispielsweise empfängt die Motor-ECU ein Zielausgangsdrehmoment als eine der Betriebsanweisungen und betätigt die Verwaltungsstellglieder, um das Zielausgangsdrehmoment zu erzeugen. Dies macht es möglich, jede elektronische Steuervorrichtung individuell auszulegen oder zu entwickeln, ohne daß die Beziehung zu anderen elektronisch gesteuerten Vorrichtungen berücksichtigt werden, welche in das integrierte Fahrzeug-Steuersystem eingebaut werden.
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Infolgedessen ist eine Kurzzeitentwicklung eines komplizierten Steuersystems realisierbar. Modifizierte Abwandlungen für das entwickelte System können rasch gemacht werden. Andererseits benötigt ein herkömmliches Steuersystem die Auslegung und Entwicklung einer jeden Vorrichtung unter Berücksichtigung der Daten, welche zwischen unterschiedlichen Vorrichtungen im Gesamtsystem übertragen werden. Diese Erfindung beseitigt solche Notwendigkeiten.
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Weiterhin, selbst in einem Fall, daß die Steueranweisungen geändert werden, ergibt sich kein nachteiliger Einfluß auf den Inhalt der Kommunikationsdaten. Somit können die Kommunikationsdaten leicht standardisiert werden.
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Bevorzugt führt die Gesamtsteuervorrichtung eine Gateway-Verarbeitung durch Auswahl von Informationen durch, welche für ein anderes Netzwerk notwendig sind, und zwar aus Informationen, welche über die Kommunikationsleitung von jeweiligen einzelnen Steuervorrichtungen empfangen worden sind und durch Übertragen der ausgewählten Information über ein Host-Netzwerk an eine andere Gesamtsteuervorrichtung, so daß ein wechselseitiger Austausch von Informationen zwischen einzelnen Steuervorrichtungen unterschiedlich funktionalisierter Netzwerke möglich ist. Bei dieser Anordnung kann die unter den funktionalisierten Netzwerken ausgetauschte Datenmenge wirksam optimiert werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein zweites integriertes Fahrzeug-Steuersystem mit einer Mehrzahl von Netzwerken, welche eine Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen über eine Mehrzahl von Kommunikationsleitungen verbinden, um eine Kommunikation untereinander zu haben. Jedes Netzwerk ist für eine aus einer Mehrzahl von Funktionen eines Fahrzeugs vorgesehen. Eine elektronische Steuervorrichtung, welche mit jeder der Mehrzahl von Kommunikationsleitungen in der Mehrzahl von Netzwerken verbunden ist, ist eine Fahrzeug-Gesamtsteuervorrichtung zur Übertragung von Betriebsanweisungen an andere elektronische Steuervorrichtungen, von denen jede als individuelle Steuervorrichtung eines jeden Netzwerks arbeitet. Die Fahrzeug-Gesamtsteuervorrichtung bewirkt, daß die jeweiligen einzelnen Steuervorrichtungen abhängig von den gegebenen Betriebsanweisungen arbeiten, so daß eine kollektive Steuerung der Funktionen eines jeden Netzwerks realisiert wird. Die Fahrzeug-Gesamtsteuervorrichtung bestimmt die Betriebsanweisungen, welche an die einzelnen Steuervorrichtungen geliefert werden, auf der Grundlage von Informationen, welche über die Kommunikationsleitungen von den einzelnen Steuervorrichtungen erhalten werden und führt eine Anormalitätserkennungsverarbeitung zur Erkennung einer Anormalität durch, welche in dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem auftritt. Weiterhin führt die Fahrzeug-Gesamtsteuervorrichtung eine Gateway-Verarbeitung durch, indem Informationen, die für ein anderes Netzwerk notwendig sind, aus Informationen gewählt werden, welche über die Kommunikationsleitungen empfangen werden und durch übertragen der ausgewählten Informationen über eine Kommunikationsleitung eines entsprechenden Netzwerks, so daß ein wechselseitiger Austausch von Informationen zwischen einzelnen Steuervorrichtungen unterschiedlicher Netzwerke erlaubt wird.
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Bei dem zweiten integrierten Fahrzeug-Steuersystem dieser Erfindung müssen alle elektronischen Steuervorrichtungen nicht unabhängig oder selbständig arbeiten. Eine Fahrzeug-Gesamtsteuervorrichtung, welche aus diesen elektronischen Steuervorrichtungen ausgewählt ist, bestimmt und überträgt die Betriebsanweisungen, welche jeder einzelnen Steuervorrichtung eines jeden Netzwerks zuzuführen ist, auf der Grundlage der Information, welche über die Kommunikationsleitungen von den einzelnen Steuervorrichtungen erhalten worden sind, so daß kollektiv die Funktionen eines jeden Netzwerks, sowie die Funktionen des Steuersystems gesteuert werden.
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Weiterhin führt die Fahrzeug-Gesamtsteuervorrichtung die Anormalitätserkennungsverarbeitung zur Erkennung einer Anormalität durch, welche in diesem Steuersystem auftritt. Infolgedessen macht es diese Erfindung möglich, wirksam die Anormalitätserkennung in einem weiten Bereich durchzuführen und die gesamten Vorrichtungen des Steuersystems abzudecken und macht es auch möglich, die echte Ursache der erkannten Normalität unter Berücksichtigung der Gesamtbedingungen des Steuersystems korrekt zu identifizieren. Somit kann eine Ausfallsicherheitsverarbeitung geeignet durchgeführt werden.
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Genauer gesagt, die Fahrzeug-Gesamtsteuervorrichtung überträgt die Betriebsanweisungen an die jeweiligen einzelnen elektronischen Steuervorrichtungen. Die von der Fahrzeug-Gesamtsteuervorrichtung übertragenen Betriebsanweisungen beinhalten die Befehlsinformation betreffend die Zielbetriebsbedingungen von Steuerzielvorrichtungen, welche von jeder einzelnen Steuervorrichtung verwaltet werden. Jede einzelne Steuervorrichtung steuert ihre eigenen Steuerzielvorrichtungen, welche untergeordnet unter den Zielbetriebsbedingungen zu betreiben sind, welche durch die Betriebsanweisungen angewählt werden, welche von der Fahrzeug-Gesamtsteuervorrichtung empfangen werden.
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Bevorzugt erhält die Fahrzeug-Gesamtsteuervorrichtung Zustandsdaten von den einzelnen Steuervorrichtungen. Die Zustandsdaten geben in diesem Zusammenhang Betriebsbedingungen von Steuerzielvorrichtungen wieder, welche auf der Grundlage der Betriebsanweisungen von den einzelnen Steuervorrichtungen gesteuert werden. Die Fahrzeug-Gesamtsteuervorrichtung führt die Anormalitätserkennungsverarbeitung durch Erkennung einer Anormalität auf der Grundlage der erhaltenen Zustandsdaten durch und identifiziert einen anormalen Abschnitt.
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Weiterhin kann bei dem zweiten integrierten Fahrzeug-Steuersystem dieser Erfindung die Datenmenge (d. h. die Kommunikationsdatenmenge), welche zwischen den elektronischen Steuervorrichtungen ausgetauscht wird, erheblich verringert werden. Somit wird es möglich, jede elektronische Steuervorrichtung individuell auszulegen oder zu entwickeln. Eine Kurzzeitentwicklung eines komplizierten Steuersystems kann realisiert werden. Die Kommunikationsdaten können leicht standardisiert werden.
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Weiterhin wird bei dem zweiten integrierten Fahrzeug-Steuersystem dieser Erfindung die von einem Netzwerk einer bestimmten Funktion zu einem anderen Netzwerk einer unterschiedlichen Funktion zu übertragende Information vorab durch die Gateway-Verarbeitung des Fahrzeug-Gesamtsteuersystems ausgewählt. Infolgedessen kann die zwischen verschiedenen funktionalisierten Netzwerken auszutauschende Datenmenge auf einen kleineren Wert optimiert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die obigen und andere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung, welche in Zusammenschau mit der beigefügten Zeichnung zu lesen ist, in der:
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1 ein Blockdiagramm ist, welches den schematischen Aufbau eines integrierten Fahrzeug-Steuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein Flußdiagramm ist, welches einen Teil des Ablaufs zeigt, der von einer Verwaltungs-ECU in jedem Netzwerk gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
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3 ein Flußdiagramm ist, welches den Ablauf zeigt, der von einer PT-Verwaltungs-ECU gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
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4 ein Flußdiagramm ist, welches eine Anormalitätserkennungsverarbeitung zeigt, welche von der PT-Verwaltungs-ECU gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
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5 ein Blockdiagramm ist, welches den schematischen Aufbau eines integrierten Fahrzeugsteuersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ein Flußdiagramm ist, welches die Gateway-Verarbeitung zeigt, die von einer Fahrzeugverwaltungs-ECU gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird; und
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7 ein Blockdiagramm ist, welches den schematischen Aufbau eines herkömmlichen integrierten Fahrzeug-Steuersystems zeigt.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines integrierten Fahrzeug-Steuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
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Gemäß 1 beinhaltet das integrierte Fahrzeug-Steuersystem der ersten Ausführungsform ein Antriebszug-Netzwerk 10 (d. h. ein Netzwerk zur Steuerung von Antriebszugvorrichtungen), ein Fahrzeugbewegungs-Netzwerk 20 (d. h. ein Netzwerk zur Steuerung von Fahrzeugverhalten) und ein Energiequellen-Netzwerk 30 (d. h. ein Netzwerk zur Steuerung interner Energiequellen, welche in einem Kraftfahrzeug eingebaut sind).
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Das Antriebszug-Netzwerk 10 beinhaltet eine Motor-ECU 12 zur Steuerung eines Motors, eine Getriebe-ECU 13 zur Steuerung eines Automatikgetriebes, und eine PT-Verwaltungs-ECU 11 (PT = Power Train) zur Ausgabe von Betriebsanweisungen an die ECUs 12 und 13 zur kollektiven Steuerung der Funktionen betreffend die Antriebskraftsteuerung eines Kraftfahrzeugs. Die Motor-ECU 12, die Getriebe-ECU 13 und die PT-Verwaltungs-ECU 11 sind wechselseitig über eine Kommunikationsleitung L1 für eine Datenkommunikation verbunden.
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Das Fahrzeugbewegungs-Netzwerk 20 beinhaltet eine Bremsen-ECU 22 zur Steuerung eines Bremssystems, eine ACC-ECU 23 (Adaptive Cruise Control) zur Steuerung des Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder zur Beibehaltung einer konstanten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Lenkungs-ECU 24 zur Steuerung eines Lenksystems, eine 4WD-ECU 25 (Vierradantrieb) zur Steuerung der Antriebskraftverteilung auf vordere und hintere Antriebsräder, und eine VM-Verwaltungs-ECU 21 (Fahrzeugbewegung), welche Betriebsanweisungen an die ECUs 22 bis 25 ausgibt, um die Funktionen betreffend die Verhaltenssteuerung des Kraftfahrzeugs kollektiv zu steuern. Die Bremsen-ECU 22, die ACC/ECU 23, die Lenkungs-ECU 24, die 4WD-ECU 25 und die VM-Verwaltungs-ECU 21 sind gegenseitig für eine Datenkommunikation über eine Kommunikationsleitung L2 verbunden.
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Das Energiequellen-Netzwerk 30 beinhaltet eine Batterie-ECU 32, welche den Ladezustand einer Fahrzeugbatterie überwacht, welche im Motorraum oder dergleichen eingebaut ist, eine Wechselrichter-ECU 33, welche einen Wechselrichter (d. h. einen Wechselstromgenerator) steuert, der dem Motor zugeordnet ist, und eine Energiequellen-Verwaltungs-ECU 31, welche Betriebsanweisungen an diese ECUs 32 und 33 ausgibt, um die Funktionen betreffend die Energiequellensteuerung des Kraftfahrzeugs kollektiv zu steuern. Die Batterie-ECU 32, die Wechselrichter-ECU 33 und die Energiequellenverwaltungs-ECU 31 sind gegenseitig für Datenkommunikation über eine Kommunikationsleitung L3 verbunden.
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Die oben beschriebenen Verwaltung-ECUs 11, 21 und 31 (entsprechend der Gesamtsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung) in den jeweiligen funktionalisierten Netzwerken 10, 20 und 30 sind über eine Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 durch eine Host-Kommunikationsleitung L4 verbunden, welche unabhängig von den Kommunikationsleitungen L1 bis L3 der jeweiligen funktionalisierten Netzwerke 10, 20 und 30 vorgesehen ist.
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Jede der oben beschriebeben ECUs ist mit einem Mikroprozessor ausgestattet, der eine Rechenverarbeitung gemäß verschiedenen Steuerprogrammen zur Steuerung verschiedener Steuerzielvorrichtungen in dem Kraftfahrzeug durchführt. Insbesondere beinhaltet die PT-Verwaltungs-ECU 11 den Algorithmus, der als Koordinator zum kollektiven Steuern der Antriebszugvorrichtungen dient. Die VM-Verwaltungs-ECU 21 beinhaltet den Algorithmus, der als Koordinator zum kollektiven Steuern der Fahrzeugverhalten dient. Die Energiequellen-Verwaltungs-ECU 31 beinhaltet den Algorithmus, der als Koordinator zum kollektiven Steuern der Energiequelle dient. Die Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 beinhaltet den Algorithmus, der als Koordinator zum kollektiven Steuern aller dieser Vorrichtungen oder Systeme dient, welche in dem Kraftfahrzeug eingebaut sind.
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Jede der Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 der jeweiligen funktionalisierten Netzwerke 10, 20 und 30 bestimmt Steuerzielwerte, welche als Betriebsanweisungen den jeweiligen ECUs zuzuführen sind, welche dem eigenen Netzwerk zugehörig sind, und zwar auf der Grundlage von Informationen, welche über jede individuelle Kommunikationsleitung von den jeweiligen ECUs im eigenen Netzwerk erhalten worden sind, sowie von Informationen, welche über die Host-Kommunikationsleitung L4 von anderen ECUs unterschiedlicher Netzwerke erhalten worden sind oder Informationen, welche von der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 erhalten worden sind. Jede der Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 liefert die festgelegten Steuerzielwerte (d. h. Betriebsanweisungen) an die entsprechenden ECUs über die Kommunikationsleitung des eigenen Netzwerks.
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Andererseits übertragen die verbleibenden ECUs (entsprechend den einzelnen Steuervorrichtungen der vorliegenden Erfindung), welche anders als die Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 in den entsprechenden Netzwerken 10, 20 und 30 sind, an ihre Verwaltungs-ECUs die Steuerinformation (d. h. die Zustandsdaten, welche die Betriebszustände der Steuerzielvorrichtungen darstellen). Die jeweiligen einzelnen ECUs, welche nicht die Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 in den jeweiligen Netzwerken 10, 20 und 30 sind, steuern ihre eigenen Steuerzielvorrichtungen derart, daß die Steuerzielwerte, welche als Betriebsanweisungen von ihren Verwaltungs-ECUs übertragen worden sind, erreicht werden.
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Weiterhin empfangen über den Ablauf von 2, der in bestimmten Zeitintervallen durchgeführt wird, die Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 in den jeweiligen funktionalisierten Netzwerken 10 20 und 30 die Daten (d. h. Informationen) von den individuellen ECUs ihrer eigenen Netzwerke über die individuellen Kommunikationsleitungen L1, L2 und L3 und entnehmen Daten, welche einem anderen Netzwerk zu übertragen sind, aus den empfangenen Daten (Schritt S110). Dann entnehmen aus den Informationen, welche über ihre internen Berechnungen erhalten worden sind, die Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 in den jeweiligen funktionalisierten Netzwerken 10, 20 und 30 die Information und Anforderungsdaten, welche an ein anderes Netzwerk zu übertragen sind (Schritt S120). Dann geben die Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 in den jeweiligen funktionalisierten Netzwerken 10, 20 und 30 die in den jeweiligen Schritten S110 und S120 entnommenen Daten an die Host-Kommunikationsleitung L4 (Schritt S130).
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Jede Verwaltungs-ECU hat ein ROM oder einen anderen vergleichbaren nichtflüchtigen Speicher zur Vorab-Speicherung einer Liste der als Daten (Informationen) zu übertragenen Aufgaben. Der oben beschriebene Verarbeitungsablauf der Schritte S110 bis S130, der in der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, entspricht einer Gateway-Verarbeitung.
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Weiterhin empfängt die Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 die von den Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 in den jeweiligen funktionalen Netzwerken 10, 20 und 30 übertragenen Anfragen sowie einige notwendige Steuerdaten (d. h. Informationen), welche von diesen Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 übertragen werden. Die Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 entscheidet insgesamt über die von den jeweiligen Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 empfangenen Anfragen und überträgt die Steuerzielwerte als Betriebsanweisungen an die Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 in den jeweiligen funktionalisierten Netzwerken 10, 20 und 30.
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Jede ECU arbeitet auf folgende Weise.
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Die Steuerzielwerte (d. h. die Betriebsanweisungen), welche von der Host-ECU den untergeordneten ECUs übertragen werden, werden in der nachfolgenden Beschreibung als ”Befehl” bezeichnet.
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Zuerst erhält gemäß 3 die PT-Verwaltungs-ECU 11 ein Erkennungssignal von einem Gaspedalsensor, der den Betätigungsgrad eines Gaspedals wiedergibt, welches von einem Fahrer niedergedrückt wird (Schritt S210). Dann erhält die PT-Verwaltungs-ECU 11 verschiedene Zustandsdaten (nachfolgend als Zustandsgrößen bezeichnet), beispielsweise vorhandene Daten der Motordrehzahl, der Motorkühlwassertemperatur, der Ganghebelposition, und Eingangs/Ausgangsdrehzahlen des Automatikgetriebes über die Kommuniktionsleitung L1 von den einzelnen ECUs 12, 13, ... in dem Antriebszug-Netzwerk 10 (Schritt S220). In diesem Fall kann die PT-Verwaltungs-ECU 11 den Gaspedalbetätigungsgrad von Kommunikationsdaten erhalten, welche von einer anderen ECU erhalten werden, und nicht vom Gaspedalsensor.
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Nachfolgend wird überprüft, ob irgendein Befehl von der Host-ECU empfangen worden ist oder nicht (Schritt S230). In diesem Fall ist die Host-ECU die Fahrzeugverwaltungs-ECU 41. Beispielsweise und wie später beschrieben beinhaltet der von der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 übertragene Befehl ein Ziel-Ausgangswellendrehmoment des Automatikgetriebes, welches von der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 abhängig von Anforderungen der VM-Verwaltungs-ECU 21 und der Energiequellenverwaltungs-ECU 31 bestimmt wird.
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Wenn von der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 kein Befehl empfangen wird (d. h., NEIN in Schritt S230), berechnet die PT-Verwaltungs-ECU 11 ein Zielausgangswellendrehmoment des Automatikgetriebes zur Optimierung der Funktionen des Antriebszugs unter Berücksichtigung von Kraftstoffverbrauch, Abgasemission, Bequemlichkeit etc. auf der Grundlage des Gaspedalbetätigungsgrades, der Schalthebelposition etc. Weiterhin berechnet die PT-Verwaltungs-ECU 11 die an die einzelnen ECUs 12, 13, ... in dem Antriebszug-Netzwerk zu übertragenden Befehle unter Bezug auf die verschiedenen Zustandsgrößen, welche im oben beschriebenen Schritt S220 erhalten worden sind, so daß das Zielausgangswellendrehmoment des Automatikgetriebes in dem Antriebszug-Netzwerk 10 realisiert werden kann (Schritt S240).
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Andererseits, wenn irgendein Befehl von der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 empfangen wird (d. h. JA in Schritt S230) führt die PT-Verwaltungs-ECU 11 grundsätzlich die Verarbeitung ähnlich zu derjenigen durch, welche im obigen Schritt S240 durchgeführt wurde, wobei der von der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 gegebene Befehl berücksichtigt wird. Genauer gesagt, die PT-Verwaltungs-ECU 11 bestimmt ein Zielausgangswellendrehmoment des Automatikgetriebes unter Berücksichtigung des Befehls von der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 und berechnet den an die einzelnen ECUs 12, 13, ... zu übertragenden Befehl in dem Antriebszug-Netzwerk 10 unter Bezugnahme auf die verschiedenen Zustandsgrößen, welche im obigen Schritt S220 erhalten worden sind, so daß das Zielausgangswellendrehmoment des Automatikgetriebes in dem Antriebszug-Netzwerk 10 realisiert werden kann (Schritt S250).
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Sodann überträgt die PT-Verwaltungs-ECU 11 den im obigen Schritt S240 oder S250 berechneten Befehl an die einzelnen ECUs 12, 13, ... über die Kommunikationsleitung L1 (Schritt S260).
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Beispielsweise beinhaltet der an die Motor-ECU 12 ausgegebene Befehl ein Zielmotorausgangsdrehmoment (d. h. ein angefordertes Motordrehmoment). Der an die Getriebe-ECU 13 ausgegebene Befehl beinhaltet ein Zielübersetzungsverhältnis (d. h. ein angefordertes Übersetzungsverhältnis). Weiterhin wird ein praktischer Wert eines jeden Befehls innerhalb eines realisierbaren Bereichs auf der Grundlage von Informationen von den jeweiligen individuellen ECUs bestimmt.
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Andererseits berechnet die Motor-ECU 12 eine Ansaugluftmenge, eine Kraftstoffeinspritzmenge und ein Zündzeitverhalten zur Realisierung des Befehls (d. h. des angeforderten Motordrehmoments), der von der PT-Verwaltungs-ECU 11 kommt. Dann gibt die Motor-ECU 12 Anweisungen an verschiedene Motorsteuerstellglieder aus, beispielsweise elektronisch gesteuerte Drossel, Einspritzer und Zündung auf der Grundlage des berechneten Ergebnisses. Weiterhin nimmt die Motor-ECU 12 die Signale von verschiedenen Sensoren (nicht gezeigt) auf, einschließlich eines Kurbelwellensensors und eines Kühlwassertemperatursensors, welche mit der Motor-ECU 12 verbunden sind und erhält geschätzte momentane Werte von Motordrehzahl, Motorkühlwassertemperatur, Kurbelwellendrehmoment (Motorausgangsdrehmoment) oder dergleichen. Diese geschätzten Werte werden als Motorbetriebszustandsdaten der PT-Verwaltungs-ECU 11 über die Kommunikationsleitung L1 übertragen und zur Berechnung von Steuerdaten in der PT-Verwaltungs-ECU 11 verwendet.
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Die VM-Verwaltungs-ECU 21 erhält einen Gaspedalbetätigungsbetrag von der PT-Verwaltungs-ECU 11 über die Kommunikationsleitung L4 und erhält auch physikalische Größen, welche das momentane Fahrzeugverhalten wiedergeben von den einzelnen ECUs 22, 23, ... in dem Fahrzeugbewegungs-Netzwerk 20 über die Kommuniationsleitung L2. Die physikalischen Größen, welche das momentane Fahrzeugverhalten darstellen, beinhalten momentanen Bremspedalbetätigungsbetrag, momentanen Lenkbetätigungsbetrag, momentane Vorwärts- und Rückwärtsbeschleunigung, momentane Seitenbeschleunigung, momentane Gierrate und momentane Radgeschwindigkeiten des Fahrzeugs. Die VM-Verwaltungs-ECU 21 berechnet verschiedene Zielwerte von Fahrzeugverhalten, einschließlich Zielvorwärts- und -rückwärtsbeschleunigungen, Zielseitenbeschleunigung, Zielgierrate, Ziel-Reifen/Bodenkontaktflächenkraft etc. des Fahrzeuges auf der Grundlage der erhaltenen Informationen.
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Dann berechnet die VM-Verwaltungs-ECU 21 den Befehl (d. h. den Befehl zum Erreichen der Zielwerte des Fahrzeugverhaltens), der an die ECUs 22, 23, ... in dem Fahrzeugbewegungs-Netzwerk 20 ausgegeben wird auf der Grundlage der oben beschriebenen Zielwerte des Fahrzeugverhaltens. Die VM-Verwaltungs-ECU 21 überträgt jeden Befehl an eine entsprechende ECU über die Kommunikationsleitung L2. Beispielsweise beinhaltet der von der VM-Verwaltungs-ECU 21 an die Bremsen-ECU 22 übertragene Befehl eine Zielbremskraft. Der von der VM-Verwaltungs-ECU 21 an die Vierrad-ECU 25 übertragene Befehl beinhaltet ein Zielverteilungsverhältnis von vorderen und hinteren Antriebskräften.
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Die VM-Verwaltungs-ECU 21 berechnet ein Ausgangswellendrehmoment des Automatikgetriebes zur Realisierung der oben beschriebenen berechneten Zielwerte des Fahrzeugverhaltens. Dann überträgt die VM-Verwaltungs-ECU 21 den berechneten Wert als Steueranforderungswert an die Fahrzeugverwaltungs-ECU 41.
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Die Energiequellenverwaltungs-ECU 31 erhält Ladezustandsinformationen der Batterie von der Batterie-ECU 32 über die Kommunikationsleitung L3. Weiterhin erhält die Energiequellenverwaltungs-ECU 31 einen realisierbaren Bereich der Energieerzeugungsmenge (d. h. einen Bereich einer momentanen Energiemenge, welche vom Wechselrichter erzeugbar ist) von der Wechselrichter-ECU 33 über die Kommunikationsleitung L3. Weiterhin erhält die Energiequellenverwaltungs-ECU 31 die Informationen des gesamten elektrischen Energieverbrauchs in dem Antriebszug-Netzwerk 10, sowie den gesamten elektrischen Energieverbrauch in dem Fahrzeugbewegungs-Netzwerk 20 von der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 über die Kommunikationsleitung L4.
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Dann berechnet die Energiequellenverwaltungs-ECU 31 auf der Grundlage der erhaltenen Information einen Zielwert der Energieerzeugungsmenge für den Wechselrichter, der in der Lage ist, den Ladezustand der Batterie auf einem geeigneten Wert zu halten (oder zu verschieben). Die Energiequellenverwaltungs-ECU 31 überträgt den berechneten Zielenergieerzeugungsbetrag als Befehl an die Wechselrichter-ECU 33 über die Kommunikationsleitung L3. Der gesamte elektrische Energieverbrauch im Antriebszug-Netzwerk 10 wird aufeinanderfolgend und momentan in der PT-Verwaltungs-ECU 11 berechnet und der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 übertragen. Auf ähnliche Weise wird der gesamte elektrische Energieverbrauch in dem Fahrzeugbewegungs-Netzwerk 20 aufeinanderfolgend und momentan in der VM-Verwaltungs-ECU 21 berechnet und der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 übertragen. Es ist jedoch möglich, die berechneten elektrischen Energiegesamtverbrauchsdaten an die Energiequellenverwaltungs-ECU 31 von der PT-Verwaltungs-ECU 11 und der VM-Verwaltungs-ECU 21 ohne Zwischenschaltung der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 zu übertragen.
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Weiterhin berechnet die Energieversorgungsverwaltungs-ECU 31 ein Ausgangswellendrehmoment des Automatikgetriebes, welches in der Energiequellengruppe (kurz gesagt, im Wechselrichter) verbraucht wird abhängig von dem Zielwert der Energieerzeugungsmenge in dem Wechselrichter. Dann überträgt die Energiequellenverwaltungs-ECU 31 den berechneten Wert als Steueranforderungswert an die Fahrzeugverwaltungs-ECU 41.
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Die Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 berechnet ein Ziel-Ausgangswellendrehmoment des Automatikgetriebes, welches in dem Antriebszug-Netzwerk 10 zu realisieren ist auf der Grundlage des Steueranforderungswertes, der von der VM-Verwaltungs-ECU 21 geschickt wird, sowie dem Steueranforderungswert, der von der Energiequellenverwaltungs-ECU 31 geschickt wird. Die Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 überträgt das berechnete Ziel-Ausgangswellendrehmoment des Automatikgetriebes als einen Befehl über die Kommunikationsleitung L4 an die PT-Verwaltungs-ECU 11.
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Durch die voranstehend beschriebenen Verarbeitungen der Schritte S250 und S260 von 3 berechnet somit die PT-Verwaltungs-ECU 11 die Befehle von Ziel- Motorausgangsdrehmoment, Ziel-Untersetzungsverhältnis etc. und gibt sie an die einzelnen ECUs 12, 13, ... in dem Antriebszug-Netzwerk 10, so daß das Ausgangswellendrehmoment des Automatikgetriebes optimiert werden kann.
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Weiterhin führt bei dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem der ersten Ausführungsform jede der Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 der jeweiligen Netzwerke eine Anormalitätserkennungsverarbeitung zur Erkennung des Auftretens einer Anormalität im eigenen Netzwerk auf der Grundlage verschiedener Zustandsdaten durch, welche von den jeweiligen ECUs erhalten werden, welche zu dem eigenen Netzwerk gehören und identifiziert auch die Stelle, wo die Anormalität aufgetreten ist.
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Beispielsweise führt die PT-Verwaltungs-ECU 11 die Anormalitätserkennungsverarbeitung gemäß 4 in bestimmten Zeitintervallen durch. Genauer gesagt, die PT-verwaltungs-ECU 11 beginnt mit der Anormalitätserkennungsverarbeitung und macht in einem ersten Schritt S310 eine Beurteilung auf der Grundlage einer Schaltstufenänderungsstart-/Endinformation, welche von der Getriebe-ECU 13 erhalten wird, ob das Automatikgetriebe momentan einen Schaltstufenänderungsvorgang durchführt oder nicht.
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Wenn das Automatikgetriebe momentan den Schaltstufenänderungsvorgang nicht durchführt (d. h. NEIN in Schritt 310), geht der Steuerablauf der PT-Verwaltungs-ECU 11 zum Schritt S320, um eine weitere Beurteilung zu machen, ob das Automatikgetriebe den Schaltstufenänderungsvorgang während der vorherigen Anormalitätserkennungsverarbeitung (d. h. in dem vorherigen Ablauf) durchgeführt hat oder nicht. Wenn das Automatikgetriebe den Schaltstufenänderungsvorgang vorher nicht durchgeführt hat (d. h. NEIN in Schritt S320), folgert die PT-Verwaltungs-ECU 11, daß die momentane Anormalitätserkennungsverarbeitung nicht die erste Verarbeitung ist (d. h. die zweite oder eine darauffolgende Verarbeitung ist), welche nach Abschluß des Schaltstufenänderungsvorganges durchgeführt wird. Der Steuerablauf geht zu Schritt S330.
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Im Schritt S330 berechnet die PT-Verwaltungs-ECU 11 einen geschätzten Drehmomentwandler-Eingangsdrehmomentbetrag (d. h. einen geschätzten Wert des Eingangsdrehmoments des Drehmomentwandlers (= geschätzter Wert des Motorausgangsdrehmoments)) auf der Grundlage einer Motordrehzahl NE, welche die Drehzahl einer Eingangswelle des Drehmomentwandlers wiedergibt und einer Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes (d. h. einer sogenannte Turbinendrehzahl) N1, welche die Drehzahl einer Ausgangswelle des Drehmomentwandlers darstellt. Die Motordrehzahl NE wird sukzessive und nur für einen Augenblick von der Motor-ECU 12 der PT-Verwaltungs-ECU 11 übertragen. Die Eingangsdrehzahl N1 des Automatikgetriebes wird sukzessive und nur für einen Augenblick von der Getriebe-ECU 13 der PT-Verwaltungs-ECU 11 übertragen.
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Nachfolgend berechnet im Schritt S340 die PT-Verwaltungs-ECU 11 einen geschätzten Abweichungsbetrag eines Motorausgangsdrehmomentes (nachfolgend ”geschätzter Motordrehmomentabweichungsbetrag” genannt) auf der Grundlage des vorhandenen und früherer Werte der Differenz zwischen dem geschätzten Drehmomentwandlereingangsdrehmomentbetrag, der im Schritt 330 berechnet wurde und dem geschätzten Wert des Motorausgangsdrehmomentes, welches von der Motor-ECU 12 übertragen wurde. Der Steuerablauf geht dann zum später noch zu beschreibenden Schritt S420. Was die Berechnung im Schritt S340 betrifft, so ist es möglich, den geschätzten Wert des Motorausgangsdrehmomentes, der von der Motor-ECU 12 übertragen wird, durch das Ziel-Motorausgangsdrehmoment als einen Befehl an die Motor-ECU 12 zu ersetzen.
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Wie oben beschrieben, wird in den zweiten oder den danachfolgenden Anormalitätserkennungsverarbeitungen, welche nach Abschluß des Schaltstufenänderungsvorganges durchgeführt werden, der Drehmomentabweichungsbetrag, der dem Motorausgangsdrehmoment zugehörig ist, das in das Automatikgetriebe eingeht, durch die Abläufe der Schritte S330 und S340 berechnet.
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Andererseits, wenn das Automatikgetriebe gerade den Schaltstufenveränderungsvorgang durchführt (d. h. JA im Schritt S310), geht der Steuerablauf der PT-Verwaltungs-ECU 11 zum Schritt S350, um ein effektives Übersetzungsverhältnis im Automatikgetriebe zu berechnen. Das effektive Übersetzungsverhältnis wird als ein Verhältnis von Eingangsdrehzahl N1 des Automatikgetriebes zu Ausgangsdrehzahl N2 des Automatikgetriebes definiert. Die Ausgangsdrehzahl N2 des Automatikgetriebes wird sukzessive und nur für einen Augenblick zusammen mit der Eingangsdrehzahl N1 des Automatikgetriebes von der Getriebe-ECU 13 der PT-Verwaltungs-ECU 11 übertragen.
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Dann berechnet im Schritt S360 die PT-Verwaltungs-ECU 11 einen geschätzten Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes auf der Grundlage des effektiven Übesetzungsverhältnisses, welches im oben beschriebenen Schritt S350 berechnet worden ist. Der geschätzte Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes ist ein geschätzter Wert des Abweichungsbetrages von dem tatsächlichen Ausgangsdrehmoment relativ zu einem idealen Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes. Genauer gesagt, das Übersetzungsverhältnis, welches mechanisch und unter Bezugnahme auf die Schaltstufenveränderungspositionen vor und nach dem Schaltstufenveränderungsvorgang bestimmt wird, wird mit den momentanen und vergangenen Werten des effektiven Übersetzungsverhältnisses verglichen, welches im Schritt S350 berechnet worden ist. Dann wird der geschätzte Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses berechnet. Nachfolgend wird der geschätzte Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes, der im Schritt S360 berechnet wird, als ”geschätzter Drehmomentabweichungsbetrag auf der Grundlage des effektiven Übersetzungsverhältnisses” bezeichnet.
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Nachfolgend berechnet im Schritt S370 die PT-Verwaltungs-ECU 11 eine effektive Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit. Die effektive Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit wird aus einer Differenz zwischen den vorherigen und vorliegenden Werten des effektiven Übersetzungsverhältnisses berechnet.
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Dann berechnet im Schritt S380 die PT-Verwaltungs-ECU 11 den geschätzten Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes auf der Grundlage der effektiven Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit, welche im obigen Schritt S370 berechnet worden ist. Genauer gesagt, die effektive Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit wird mit einem bestimmten Bereich verglichen, der vorab als geeigneter Bereich für die effektive Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit festgesetzt worden ist. Der geschätzte Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes wird auf der Grundlage der Vergleichsbeziehung berechnet. Sodann wird die Anormalitätserkennungsverarbeitung bewerkstelligt. Nachfolgend wird der geschätzte Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes, der im Schritt S380 berechnet wird, als ”geschätzter Drehmomentabweichungsbetrag basierend auf der effektiven Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit” bezeichnet.
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Wie oben beschrieben, wenn das Automatikgetriebe gerade den Schaltstufenveränderungsvorgang durchführt, wird der geschätzte Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes auf der Grundlage des effektiven Übersetzungsverhältnisses (Schritt S360) und wird auch auf der Grundlage der effektiven Übersetzungsverhältnisänderungsrate berechnet (Schritt S380).
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Wenn das Automatikgetriebe vorher den Schaltstufenveränderungsvorgang durchgeführt hat (d. h. JA im Schritt S320), folgert die PT-Verwaltungs-ECU 11, daß die vorliegende Anormalitätserkennungsverarbeitung die erste Verarbeitung ist (d. h., nicht die zweite oder eine darauffolgende Verarbeitung ist), welche unmittelbar nach Abschluß des Schaltstufenveränderungsvorgangs durchgeführt wird. Der Steuerablauf geht zum Schritt S390.
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Im Schritt S390 ermittelt die PT-Verwaltungs-ECU 11 eine nötige Schaltstufenänderungszeit (d. h., eine Zeit, welche zum Durchführen des Schaltstufenveränderungsvorganges notwendig ist) auf der Grundlage der Schaltstufenänderungsstart/Endinformation, welche von der Getriebe-ECU 13 geliefert wird. Die PT-Verwaltungs-ECU 11 berechnet den geschätzten Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes auf der Grundlage der erhaltenen nötigen Schaltstufenänderungszeit. Genauer gesagt, die oben beschriebene erhaltene nötige Schaltstufenänderungszeit wird mit einer optimalen nötigen Schaltstufenänderungszeit verglichen, welche vorab für jede der verschiedenen Zustände gesetzt worden ist. Der geschätzte Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes wird auf der Grundlage der verglichenen Beziehung berechnet. Nachfolgend wird der im Schritt S390 berechnete geschätzte Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes als ”geschätzter Drehmomentabweichungsbetrag basierend auf der nötigen Schaltstufenänderungszeit” bezeichnet.
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Im Schritt S400 berechnet dann die PT-Verwaltungs-ECU 11 einen abschließenden geschätzten Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes auf der Grundlage des ”geschätzten Drehmomentabweichungsbetrag basierend auf dem effektiven Übersetzungsverhältnis” berechnet im Schritt 360, dem ”geschätzten Drehmomentabweichungsbetrag basierend auf der effektiven Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit”, berechnet im Schritt S380 und dem ”geschätzten Drehmomentabweichungsbetrag basierend auf der nötigen Schaltstufenänderungszeit”, berechnet im Schritt S390. In diesem Fall wird der abschließende geschätzte Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes durch Eingabe der oben genannten drei geschätzten Drehmomentabweichungsbeträgt als Parameter in einer bestimmte Gleichung berechnet. Nachfolgend wird der abschließende geschätzte Ausgangsdrehmomentabweichungsbetrag des Automatikgetriebes, der im Schritt S400 berechnet wird als ”geschätzter Drehmomentabweichungsbetrag basierend auf Schaltstufenänderung” bezeichnet.
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Nachfolgend beurteilt im Schritt S410 die PT-Verwaltungs-ECU 11 das Vorhandensein irgendeiner Anormalität und führt die notwendigen Verarbeitungen zur Beseitigung oder Vermeidung der erkannten Anormalität durch.
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Genauer gesagt, der ”geschätzte Drehmomentabweichungsbetrag basierend auf Schaltstufenänderung”, berechnet im Schritt S400, wird mit einem Schwellenwert verglichen, der vorab für eine Anormalitätsbeurteilung vorbereitet worden ist. Basierend auf dem Vergleichsergebnis hinsichtlich dessen Größe macht die PT-Verwaltungs-ECU 11 eine Beurteilung, ob eine Ausfallsicherheitsverarbeitung durchgeführt werden soll oder nicht, um den Schaltstufenveränderungsvorgang zu verbessern. (Genauer gesagt, ob oder ob nicht irgendeine Anormalität in der Antriebszuggruppe auftritt).
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Wenn eine Ausfallsicherheitsverarbeitung notwendig ist, identifiziert die PT-Verwaltungs-ECU 11 die Stelle, wo die Anormalität aufgetreten ist, indem der ”geschätzte Drehmomentabweichungsbetrag basierend auf Schaltstufenänderung”, berechnet im Schritt S400, mit dem ”geschätzten Motordrehmomentabweichungsbetrag”, berechnet im Schritt S340 verglichen wird. Es sei beispielsweise angenommen, daß MA den ”geschätzten Drehmomentabweichungsbetrag basierend auf Schaltstufenänderung” wiedergibt und MB den ”geschätzten Motordrehmomentabweichungsbetrag”. Wenn die Beziehung MB > MA × α gilt (wobei α ein positiver Wert kleiner als als 1 ist), wird gefolgert, daß die Ausgangsdrehmomentabweichung des Automatikgetriebes durch eine Abweichung des, Motorausgangsdrehmomentes hervorgerufen wird. Die PT-Verwaltungs-ECU 11 folgert, daß die erkannte Anormalität im Motor aufgetreten ist. Andererseits, wenn die Beziehung MB > MA × α nicht erhalten wird, folgert die PT-Verwaltungs-ECU 11, daß die erkannte Anormalität im Automatikgetriebe aufgetreten ist.
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Dann wird unter Bezug auf die Lage der Anormalität (d. h. abhängig von dem grundsätzlichen Grund der Anormalität) von der PT-Verwaltungs-ECU 11 eine geeignete Ausfallsicherheitsverarbeitung durchgeführt. Wenn beispielsweise die Anormalität im Motor aufgetreten ist, korrigiert die PT-Verwaltungs-ECU 11 das Ziel-Motorausgangsdrehmoment, welches der Motor-ECU 12 zugeführt wird. Wenn die Anormalität im Automatikgetriebe aufgetreten ist, korrigiert die PT-Verwalungs-ECU 11 die Motordrehmomentinformation, welche der Getriebe-ECU 13 zugeführt wird oder unterbindet einen Schaltstufenveränderungsvorgang, der im Automatikgetriebe durchgeführt wird.
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Dann macht im Schritt S420 die PT-Verwaltungs-ECU 11 eine Beurteilung, ob jeder geschätzte Drehmomentabweichungsbetrag, der im Schritt S400 oder S340 berechnet worden ist, größer als ein bestimmter Konstantwert ist oder nicht. Wenn die geschätzten Drehmomentabweichungsbeträge, welche im Schritt S400 und S340 nicht großer als der bestimmte Konstantwert sind (d. h. NEIN in Schritt S420), wird diese Anormalitäterkennungsverarbeitung unmittelbar durchgeführt. Wenn jedoch wenigstens einer der geschätzten Drehmomentabweichungsbeträge, welche in den Schritten S400 und S340 berechnet wurden, größer als der bestimmte Konstantwert sind (d. h. JA in Schritt S420) speichert die PT-Verwaltungs-ECU 11 die im Schritt S400 und S340 berechneten geschätzten Drehmomentabweichungsbeträge in ihrem nicht flüchtigen Speicher (nicht gezeigt), beispielsweise einem EEPROM oder einem Flash-ROM zusammen mit dem Grund der Anormalität, dem Inhalt der Ausfallsicherheitsverarbeitung und der Zeitdauer. Dann bewerkstelligt die PT-Verwaltungs-ECU 11 den Anormalitätserkennungsablauf. Die geschätzten Drehmomentabweichungsbeträge, welche im Schritt S430 gespeichert sind, können später durch eine Fehlerdiagnosevorrichtung ausgelesen werden, wenn diese Fehlerdiagnosevorrichung mit der PT-Verwaltungs-ECU 11 oder der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 in einer KfZ-Werkstätte oder dergleichen verbunden wird.
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Bei dem oben beschriebenen integrierten Fahrzeug-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform sind die Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 in jeweiligen Netzwerken vorhanden, welche in eine Mehrzahl von funktionalisierten Gruppen klassifiziert sind, so zum Beispiel die Antriebszuggruppe, die Fahrzeugverhaltensgruppe und die Energiequellengruppe. Die Fahrzeugverhaltensgruppe kann im Vergleich zu der Antriebszuggruppe auch als Fahrbewegungsgruppe bezeichnet werden. Jede der Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 bestimmt die an ihre individuellen ECUs abzugebenden Befehle auf der Grundlage von Informationen, welche von den jeweiligen einzelnen ECUs im eigenen Netzwerk erhalten wurden. Jeder bestimmte Befehl wird einer entsprechenden individuellen ECU übertragen, so daß diese individuelle ECU gemäß dem gegebenen Befehl arbeitet. Somit steuert jede der Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 kollektiv die Funktionen, welche ihrem eigenen Netzwerk zugewiesen sind. Weiterhin führt jede der Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 die Anormalitätserkennungsverarbeitung zur Erkennung einer Anormalität durch, welche im eigenen Netzwerk auftritt. Wenn somit jedes Netzwerk als ein Steuersystem betrachtet wird, kann die Anormalitätserkennung wirksam durchgeführt werden, um das gesamte Steuersystem abzudecken. Weiterhin ist die Identifizierung der Anormalitätsroute (d. h. die Lage der Anormalität, welche in einer individuellen ECU auftritt) so durchführbar, daß das gesamte Steuersystem abgedeckt ist. Somit kann die Ausfallsicherheitsverarbeitung wirksam abhängig von der Grundursache der erkannten Anormalität durchgeführt werden. Weiterhin macht bei dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem der ersten Ausführungsform die Fähigkeit der Verwaltungs-ECU in jedem Netzwerk, welche kollektiv die Funktionen steuert, welche ihrem eigenen Netzwerk zugewiesen sind, es möglich, einen großen Betrag an Datenaustausch zwischen einzelnen ECUs in dem gleichen Netzwerk zu beseitigen und macht es auch möglich, die Menge an Datenaustausch zwischen den ECUs unterschiedlicher Netzwerke zu verringern. Somit kann die erste Ausführungsform eine befriedigende Steuerleistung sicherstellen, auch wenn die Kommunikationsgeschwindigkeit auf einen niedrigen Pegel gesetzt wird.
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Beispielsweise muß bei dem herkömmlichen Beispiel von 7, um den Motor und das Automatikgetriebe weich zu steuern, die Motor-ECU 101 viele und verschiedene Motorsteuerdaten der ECT/ECU 103 übertragen. Die Motorsteuerdaten, welche von der Motor-ECU 101 an die ECT/ECU 103 übertragen werden, beinhalten ”momentaner Drosselklappenöffnungsgrad”, ”Motordrehmoment Referenzwert”, ”vorhergesagter geschätzter Motordrehmoment”, ”momentaner geschätzter Motordrehmomentbetrag”, ”vorhergesagte Ansaugluftmenge”, ”Zündzeitpunkt”, ”Information Brennstoffunterbrechung EIN/AUS”, ”Drehzahl aufgrund von Kraftstoffunterbrechung”, ”vorhergesagte Brennstoffunterbrechungszeit”, ”Information Klimaanlage EIN/AUS” etc. Auf ähnliche Weise muß die ECT/ECU 103 viele und verschiedene Automatikgetriebesteuerdaten der Motor-ECU 101 übertragen. Die von der ECT/ECU 103 an die Motor-ECU 101 übertragenen Automatikgetriebesteuerdaten beinhalten ”Anforderung verhindern höchster Gang”, ”Sperrflag für Rückwärtsgang”, ”Schaltpositionsignal”, ”Kontaktflag R-Bereich”, ”Information NDR-Schaltstufenbeendung”, ”Taktverhältnismagnetventilausgang”, ”Information Abschluß Eingriff Freilaufkupplung EIN”, ”Beurteilungsinformation Freilaufkupplung EIN/AUS” etc.
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Im Gegensatz hierzu überträgt bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform die Motor-ECU 12 an die PT-Verwaltungs-ECU 11 nur die oben beschriebene Information mit einigen zusätzlichen Informationen, wie ”minimale und maximale Motordrehmomentwerte”, ”minimale und maximale Motordrehzahl”, und ”Motorbetriebsflag”. Die Getriebe-ECU 13 überträgt an die PT-Verwaltungs-ECU 11 nur die oben beschriebene Information mit einigen anderen zusätzlichen Informationen, wie ”momentanes Übersetzungsverhältnis” und ”Freilaufkupplungszustand”.
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Weiterhin wählt bei dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem der ersten Ausführungsform jede der Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 notwendige zu übertragende Informationen aus ihrem eigenen Netzwerk zu einem anderen Netzwerk unterschiedlicher Funktion aus (Schritte S110 bis S130). Die zwischen unterschiedlichen Netzwerken ausgetauschte Datenmenge kann optimiert und erheblich verringert werden.
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Weiterhin kann bei dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform jede individuelle ECU untergeordnet in Übereinstimmung mit dem Befehl arbeiten, der von der Verwaltungs-ECU des eigenen Netzwerks gegeben wird. Somit kann die Entwicklung einer jeden ECU separat vorgenommen werden. Infolge dessen kann die Entwicklung von gegenseitig zugehörigen und komplizierten Steuersystemen innerhalb sehr kurzer Zeitdauer bewerkstelligt werden. Modifizierte Abwandlungen des entwickelten Systems lassen sich rasch erledigen. Die Mannstunden zum Auslegen und Entwickeln des Systems können stark verringert werden. Die Qualität läßt sich verbessern.
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Weiterhin wird der Inhalt von Kommunikationsdaten nicht durch eine Änderung von Steuerspezifikationen nachteilig beeinflußt. Die Kommunikationsdaten können leicht standardisiert werden. Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform überträgt eine untergeordnete ECU eine Steueranfrage an eine Host-ECU und die Host-ECU liefert einen Steuerzielwert (d. h. Befehl) an die entsprechende untergeordnete ECU abhängig von der empfangenen Steueranfrage zurück. In diesem Zusammenhang erlaubt die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, daß jede ECU und die Host-ECU eine Datenkommunikation des Befehl/Anforderungstyps durchführen. Eine Standardisierung der Kommunikationsdaten, welche zwischen den jeweiligen ECUs ausgetauscht werden, ist einfach. Bei einer derartigen Standardisierung kann ein kompliziertes Steuersystem innerhalb sehr kurzer Zeitdauer entwickelt werden.
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Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung ergibt, schafft die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein integriertes Fahrzeug-Steuersystem, welches eine Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen beinhaltet, welche über wenigstens eine Kommunikationsleitung verbunden sind, um so miteinander zur Steuerung spezieller Funktionen eines Fahrzeugs zu kommunizieren. Eine aus der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtung wirkt als Gesamtsteuervorrichtung ECUs 11, 21, 31) zur Übertragung von Betriebsanweisungen an die anderen elektronischen Steuervorrichtungen, von denen jede als individuelle Steuervorrichtung arbeitet (ECUs 12 bis 13, 22 bis 25, 32 bis 33), um zu bewirken, daß entsprechende einzelne Steuervorrichtungen (ECUs 12 bis 13, 22 bis 25, 32 bis 33) untergeordnet abhängig von den gegebenen Betriebsanweisungen arbeiten, so daß eine kollektive Steuerung der spezifischen Funktionen realisiert wird. Die Gesamtsteuervorrichtungen (ECUs 11, 21, 31) bestimmen die Betriebsanweisungen, welche den einzelnen Steuervorrichtungen (ECUs 12–13, 22–25, 32–33) zugeführt werden auf der Grundlage von Informationen, welche über die Kommunikationsleitung (L1–L3) von den jeweiligen individuellen Steuervorrichtungen (ECUs 12–13, 22–25, 32–33) erhalten werden und führt eine Anormalitätserkennungsverarbeitung zur Erkennung einer Anormalität durch, welche in dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem auftritt.
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Bei dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem der ersten Ausführungsform dieser Erfindung müssen alle elektronischen Steuervorrichtungen nicht unabhängig oder selbständig arbeiten. Eine Gesamtsteuervorrichtung (ECUs 11, 21, 31) in jedem Netzwerk (10, 20, 30), ausgewählt oder bestimmt aus diesen elektronischen Steuervorrichtungen, bestimmt und überträgt die Betriebsanweisungen, welche jeder individuellen Steuervorrichtung (ECUs 12–13, 22–25, 32–33) zuzuführen ist auf der Grundlage von Informationen, welche über die Kommunikationsleitung (L1–L3) von den einzelnen Steuervorrichtungen erhalten worden sind, so daß die Funktionen des Steuersystems korrektiv gesteuert werden.
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Mit Ausnahme der beschränkten Anzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, welche als elektronische Gesamtsteuervorrichtungen (ECUs 11, 21, 31) ausgelegt sind, arbeiten viele elektronischen Steuervorrichtungen (d. h. die individuellen ECUs 12–13, 22–25, 32–33) abhängig von den gegebenen Befehl untergeordnet.
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Weiterhin führt die Gesamtsteuervorrichtung (ECUs 11, 21, 31) die Anormalitätserkennungsverarbeitung durch zur Erkennung der Anormalität, welche in diesem Steuersystem auftritt. Das integrierte Fahrzeug-Steuersystem dieser Ausführungsform macht es möglich, die Anormalitätserkennung effektiv in einem weiten Bereich durchzuführen und sämtliche Vorrichtungen dieses Steuersystems abzudecken und macht es auch möglich, die Ursache (den Hauptgrund) der erkannten Anormalität unter Berücksichtigung des Gesamtzustandes des Steuersystems korrekt zu identifizieren. Somit kann eine Ausfallsicherheitsverarbeitung effektiv und angepaßt durchgeführt werden.
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Zweite Ausführungsform
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Nachfolgend wird ein integriertes Fahrzeug-Steuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform erläutert.
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5 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau des integrierten Fahrzeug-Steuersystems gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. In 5 sind Elemente identisch zu denjenigen von 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmal erläutert.
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Das integrierte Fahrzeug-Steuersystem der zweiten Ausführungsform ist unterschiedlich zu dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem der ersten Ausführungsform dahingehend, daß die Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 der jeweiligen Netzwerke und die Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 von 1 zu einer einzigen Fahrzeugverwaltungs-ECU 51 zusammengefaßt sind.
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Genauer gesagt, bei der zweiten Ausführungsform ist jede der Kommunikationsleitungen L1, L2 und L3 der unterschiedlichen funktionalen Netzwerke direkt mit nur der einen Fahrzeugverwaltungs-ECU 51 verbunden. Die Fahrzeugverwaltungs-ECU 51 führt die Funktionen äquivalent zu denjenigen durch, welche von den Verwaltungs-ECUs 11, 21 und 31 der jeweiligen Netzwerke und der Fahrzeugverwaltungs-ECU 41 durchgeführt werden, welche in der voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform offenbart sind.
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Die Anordnung der Fahrzeugverwaltungs-ECU 51 sowohl hinsichtlich Hardware als auch Software kann eine Kombination der jeweiligen Verwaltungs-ECUs 11, 21, 31 und 41 von 1 sein.
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Weiterhin wirkt die Fahrzeugverwaltungs-ECU 51 der zweiten Ausführungsform als ein Gateway, welches es den einzelnen ECUs der unterschiedlichen Netzwerke ermöglicht, Informationen auszutauschen. Genauer gesagt, die Fahrzeugverwaltungs-ECU 51 führt die Gateway-Verarbeitung gemäß 5 in bestimmten Zeitintervallen durch. Nach Beginn dieser Gateway-Verarbeitung empfängt i Schritt S510 die Fahrzeugverwaltungs-ECU 51 Daten über die Kommunikationsleitungen L1, L2 und L3 von den jeweiligen einzelnen ECUs und entnimmt Übertragungsdaten, welche einem anderen Netzwerk zu übertragen sind (d. h. Daten mit notwendigen Informationen für andere Netzwerke) aus den empfangenen Daten. Nachfolgend wird im Schritt S520 jeder Datenwert, der im Schritt S510 entnommen worden ist, in einem Übertragungspuffer für ein bestimmtes Netzwerk gesetzt, zu welchem die entnommenen Daten zu übertragen sind. Dann werden im Schritt S530 die Daten dieses Übertragungspuffers zu der Kommunikationsleitung eines entsprechenden Netzwerkes ausgesendet. Was die Beziehung zwischen jedem Datenwert und dem Netzwerk, welchem die Daten zu übertragen sind, betrifft, wird diese vorab als eine Liste in einem ROM oder einem anderen vergleichbaren nichtflüchtigen Speicher abgespeichert.
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Wie oben beschrieben bringt das integrierte Fahrzeug-Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform Effekte, welche identisch zu denjenigen des integrierten Fahrzeug-Steuersystems sind, welches in der ersten Ausführungsform erläutert worden ist. Weiterhin führt nur eine Fahrzeugverwaltungs-ECU 51 die Anormalitätserkennungsverarbeitung auf der Grundlage der Informationen durch, welche von den jeweiligen Netzwerken erhalten wird. Somit deckt die Anormalitätserkennung, welche von der Fahrzeugverwaltungs-ECU 51 durchgeführt wird, einen großen Bereich und Details ab. Weiterhin kann die Anzahl von physischen Vorrichtungen oder Einrichtungen verringert werden. Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung ergibt, schafft die zweite Ausführungsform dieser Erfindung ein integriertes Fahrzeug-Steuersystem mit einer Mehrzahl von Netzwerken (10, 20, 30), welche eine Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen über eine Mehrzahl von Kommunikationsleitungen (L1, L2, L3) für eine Kommunikation miteinander verbindet. Jedes Netzwerk ist für eine oder eine Mehrzahl von Funktionen eines Fahrzeugs vorgesehen. Eine elektronische Steuervorrichtung, welche mit jeder der Mehrzahl von Kommunikationsleitungen (L1, L2, L3) der Mehrzahl von Netzwerken (10, 20, 30) verbunden ist, ist eine Fahrzeuggesamtsteuervorrichtung (ECU 51) zur Übertragung von Betriebsanweisungen an andere elektronische Steuervorrichtungen (ECUs 12–13, 22–25, 32–33), von denen jede als individuelle Steuervorrichtung in jedem Netzwerk wirkt. Die Fahrzeuggesamtsteuervorrichtung (ECU 51) veranlaßt, daß die jeweiligen einzelnen Steuervorrichtungen (ECUs 13, 22–25, 32–33) abhängig von den gegebenen Betriebsanweisungen arbeiten, so daß eine kollektive Steuerung der Funktionen eines jeden Netzwerks realisiert wird. Die Fahrzeuggesamtsteuervorrichtung (ECU 51) bestimmt die Betriebsanweisungen, welche den einzelnen Steuervorrichtungen (ECUs 12–13, 22–25, 32–33) zugeführt werden auf der Grundlage von Informationen, welche über die Kommunikationsleitungen (L1, L2, L3) von den einzelnen Steuervorrichtungen (ECUs 12–13, 22–25, 32–33) erhalten worden sind und führt eine Anormalitätserkennungsverarbeitung zur Erkennung einer Anormalität durch, welche in dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem auftritt. Weiterhin führt die Fahrzeuggesamtsteuervorrichtung (ECU 51) eine Gateway-Verarbeitung durch Auswählen von Informationen notwendig für ein anderes Netzwerk aus Informationen, welche über die Kommunikationsleitungen (L1, L2, L3) empfangen worden sind, durch und überträgt die ausgewählte Information über eine Kommunikationsleitung eines entsprechenden Netzwerks, so daß eine wechselseitige Austauschung von Informationen zwischen einzelnen Steuervorrichtungen unterschiedlicher Netzwerke ermöglicht ist.
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Bei dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem der zweiten Ausführungsform müssen alle elektronischen Steuervorrichtungen nicht unabhängig oder selbstständig arbeiten. Eine Fahrzeuggesamtsteuervorrichtung (ECU 150), welche aus diesen elektronischen Steuervorrichtungen ausgewählt ist, bestimmt und überträgt die Betriebsanweisungen, welche jeder individuellen Steuervorrichtung (ECUs 12–13, 22–25, 32–33) eines jeden Netzwerkes zu übertragen ist auf der Grundlage von Informationen, welche von den Kommunikationsleitungen von den einzelnen Steuervorrichtungen von den einzelnen (ECUs 12–13, 22–25, 32–33) empfangen worden sind, so daß soweit die Funktionen eines jeden Netzwerkes und auch die Funktionen des Steuersystems kollektiv gesteuert werden. Weiterhin führt die Fahrzeuggesamtsteuervorrichtung (ECU 51) die Anormalitätserkennungsverarbeitung einer Anormalität durch, welche in diesem Steuersystem auftritt. Somit macht es diese Erfindung möglich, die Anormalitätserkennung effektiv in einem weiten Bereich durchzuführen, wobei die gesamten Vorrichtungen des Steuersystems abgedeckt sind und macht es auch möglich, korrekt die echte Ursache der erkannten Anormalität unter Berücksichtigung der Gesamtbetriebsbedingungen des Steuersystems zu identifizieren. Somit kann eine Ausfallsicherheitsverarbeitung geeignet durchgeführt werden.
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Die oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen sind reine Beispiele der vorliegenden Erfindung und somit kann die vorliegende Erfindung auf verschiedene Arten abgewandelt werden.
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Beispielsweise ist es möglich, ein Karosseriegruppennetzwerk dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem von 1 hinzuzufügen. In diesem Fall kann das Karosseriegruppennetzwerk eine Tür-ECU für Verriegeln/Entriegeln von Türen, eine ECU für das Öffnen/Schließen eines Fensterhebers zum Öffnen/Schließen von fensterhebergetriebenen Türen, eine Karosserieverwaltungs-ECU zur Ausgabe eines Befehls (d. h. einer Betriebsanweisung) an jede ECU aufweisen, welche untereinander über eine Kommunikationsleitung verbunden sind. Die Karosserieverwaltungs-ECU überträgt einen Betriebsbefehl für das Verriegeln/Entriegeln einer Tür an die Tür-ECU. Die Karosserieausstattungsverwaltungs-ECU überträgt den Betreibsbefehl für Öffnen/Schließen eines angetriebenen Fensters an die ECU zum Öffnen/Schließen des angetriebenen Fensters. Weiterhin führt die Karosserieverwaltungs-ECU die Anormalitätserkennungsverarbeitung auf der Grundlage von Informationen durch, welche von den jeweiligen individuellen ECUs erhalten werden. Bei dieser Ausführungsform kann ein funktionales Netzwerk die Funktionen des Verriegelns/Entriegelns einer Tür und das Öffnen/Schließen eines angetriebenen Fensters durchführen. Auch ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die Funktion der Karosserieverwaltungs-ECU in die Funktion der Fahrzeugverwaltung-ECU zu integrieren.
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Weiterhin ist die Klassifizierung der funktionellen Gruppen nicht auf die oben beschriebene Antriebszug-Gruppe, Fahrzeugbewegungs-Gruppe und Energiequellen-Gruppe beschränkt und somit ist es möglich, andere funktionalisierte Gruppen zu verwenden. Für die unlängst entwickelten Kraftfahrzeuge sind jedoch die Antriebszug-Gruppe und die Fahrzeugverhaltens-Gruppe diejenigen Gruppen, welche am meisten kompliziert sind und die wichtigsten Steuerzielobjekte sind. Die Steuerung der Funktionen dieser komplizierten und wichtigen Steuerzielvorrichtungen durch ein herkömmliches Steuersystem führt zu einem Anstieg eines zu verarbeitenden oder auszutauschenden Datenbetrags und machen eine schnelle Kommunikation notwendig. In diesem Zusammenhang können die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung separat das Netzwerk 10 bereitstellen, welches den Antriebszug steuert, sowie das Netzwerk 20, welches das Fahrzeugverhalten steuert, um den insgesamten Kommunikationsdatenbetrag zu verringern.
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Weiterhin ist es nicht immer notwendig, eine Mehrzahl von Netzwerken in dem Fall vorzusehen, in welchem nur ein Netzwerk sämtliche notwendigen Funktionen realisieren kann.
