DE19500188A1 - Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage mit Blockierschutz- und/oder Antriebsschlupfregelung - Google Patents
Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage mit Blockierschutz- und/oder AntriebsschlupfregelungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine
Bremsanlage mit Blockierschutz- und/oder Antriebsschlupfre
gelung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der WO93/09986 ist eine Schaltungsanordnung für eine
Bremsanlage mit Blockierschutz- und/oder Antriebsschlupfre
gelung für ein Kraftfahrzeug bekannt, welche Eingangs
schaltkreise zur Aufbereitung von Sensorsignalen, die das
Drehverhalten der einzelnen Fahrzeugräder wiedergeben,
Ausgangsschaltkreise zur Ausgabe von Steuersignalen zur
Ansteuerung von in die Druckmittelwege der Bremsanlage
eingefügten Magnetventilen, Regelungsschaltkreise zur Ver
arbeitung der aufbereiteten Sensorsignale und zur Erzeugung
der Bremsdruck-Steuersignale, Überwachungsschaltkreise,
denen sämtliche aufbereiteten Sensorsignale zugeführt
werden, sowie Schaltkreise zum Vergleich und zur Korrela
tion der Signale der Regelungsschaltkreise mit den entspre
chenden Signalen der Überwachungsschaltkreise und Schalt
kreise zur Abschaltung der Regelung im Störfall umfaßt.
Bei dieser Schaltungsanordnung sind die Regelungsschalt
kreise und die zugehörigen Schaltkreise zur Aufbereitung
der Sensorsignale Bestandteile eines Regelungs-Mikrocon
trollers, die Überwachungsschaltkreise sind Bestandteile
eines Überwachungs-Mikrocontrollers.
In dem Überwachungs-Mikrocontroller wird im wesentlichen
eine Abarbeitung eines eine vereinfachte Nachbildung des
Regelalgorithmus darstellenden Modellalgorithmus vor
genommen. Die von den Regelungsschaltkreisen erzeugten
Signale werden mit den entsprechenden Signalen der Über
wachungsschaltkreise verglichen und im Störfall, d. h. bei
einer Fehlfunktion des Regelungs-Mikrocontrollers oder des
Überwachungs-Mikrocontrollers, die Regelung abgeschaltet.
Durch diese komplexe, eng an den Regelalgorithmus angelehn
te parallele Modellrechnung im Überwachungs-Mikrocontroller
werden zwar die von dem Regelungs-Mikrocontroller erzeugten
Steuersignale auf Plausibilität und Richtigkeit überprüft,
wodurch sich eine verhältnismäßig hohe Erkennungswahr
scheinlichkeit von reglerrelevanten Fehlern ergibt. Es ist
bei dieser Schaltungsanordnung jedoch nachteilig, daß nur
indirekt eine teilweise Überprüfung dahingehend statt
findet, ob die beiden Mikrocontroller ordnungsgemäß
funktionieren. Im Extremfalle wäre es beispielsweise
vorstellbar, daß eine Übereinstimmung der aufbereiteten
Sensorsignale des Regelungs-Mikrocontrollers mit den
Signalen des Überwachungs-Mikrocontrollers signalisiert
wird, obwohl ein Mikrocontroller eine Rechnerfehlfunktion
aufweist, die im Bereich der Eingangssignalaufbereitung
jedoch nicht effektiv wird.
Eine fehlende explizite Überprüfung der Regelungs- und
Überwachungsrechner wirkt sich insbesondere auch deshalb
nachteilig aus, weil beispielsweise der Blockierschutz
eines Bremssystems nicht ununterbrochen im Einsatz ist,
sondern nur in bestimmten Gefahrensituationen zur Anwendung
gelangt. Gerade in diesen Situationen müßte die Fehlfunk
tion erst durch den Überwachungsrechner während des
Regelungsvorgangs festgestellt und ggf. das Regelungssystem
abgeschaltet werden. Mit anderen Worten heißt das, daß eine
Fehlfunktion des Regelungssystems erst dann festgestellt
werden kann, wenn bereits eine Regelung stattfindet, d. h.
in einer kritischen Gefahrensituation. Der Ausfall eines
Rechners vor diesem Zeitpunkt ist dagegen nur mit geringer
Wahrscheinlichkeit feststellbar.
Darüber hinaus erweist es sich als nachteilig, daß in dem
Überwachungsrechner immer simultan sämtliche vier, von den
Radsensoren erfaßten Signale verarbeitet werden müssen.
Zwar ist bereits bei der aus der WO93/09986 bekannten
Schaltungsanordnung ein Überwachungs-Mikrocontroller
vorgesehen, der eine im Vergleich zu dem Regelungs-Mikro
controller vereinfachte Struktur aufweist. Dennoch erfor
dert die simultane Verarbeitung sämtlicher vier Sensorsi
gnale einen recht aufwendigen Überwachungs-Mikrocontroller.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanord
nung für eine Bremsanlage mit Blockierschutz- und/oder
Antriebsschlupfregelung dahingehend zu verbessern, daß
zusätzlich zu der Überprüfung der Steuersignale durch die
Modellrechnung in dem Überwachungsrechner eine kontinuier
liche Überprüfung der Rechnerfunktionen des Regelungsrech
ners und des Überwachungsrechners insbesondere auch dann,
wenn keine Regelung stattfindet, d. h. im sogenannten Stand
by-Betrieb, ermöglicht wird, wobei als Überwachungsrechner
ein Rechner von wesentlich vereinfachter Struktur im
Vergleich zu dem Regelungsrechner verwendet werden kann.
Die Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Schaltungs
anordnung für eine Bremsanlage mit Blockierschutz- und/oder
Antriebsschlupfregelung durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Sie hat den Vorteil, daß - neben
der Überprüfung der von den Regelungsschaltkreisen ausgege
benen Steuersignale durch die Abarbeitung des Modellalgo
rithmus in den Überwachungsschaltkreisen - durch die Ab
arbeitung des Kontrollalgorithmus in den Kontrollschalt
kreisen kontinuierlich die ordnungsgemäße Funktion der
Regelungs- und Überwachungsschaltkreise, insbesondere auch
dann, wenn keine Regelung stattfindet, d. h. im Stand-by-
Betrieb, überprüft wird. Hierdurch lassen sich in besonders
vorteilhafter Weise insbesondere auch Fehler erkennen, die
sich in einer verringerten Systemleistung (beispielsweise
einer Bremswegverlängerung) bemerkbar machen.
Darüber hinaus ist die Überprüfung der Funktion der
Regelungs- und Überwachungsschaltkreise durch die Ab
arbeitung eines Kontrollalgorithmus in den Kontrollschalt
kreisen unabhängig von dem gewählten Regelsystem einsetz
bar.
Schließlich ist durch die Kombination von Modellalgorithmus
und Kontrollalgorithmus zur Überprüfung des Gesamtreglersy
stems nicht nur eine wesentliche Steigerung der Zuver
lässigkeitsprüfung des Regelungssystems möglich, sondern es
ist weiter vorteilhaft, daß der Modellalgorithmus gegenüber
dem bekannter Schaltungsanordnungen einfacher ausgebildet
sein kann, da immer eine zusätzliche Überprüfung des
Gesamtsystems durch den Kontrollalgorithmus vorhanden ist.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben. Beispielsweise ist es besonders
vorteilhaft, wenn die Regelungsschaltkreise zusammen mit
den zugehörigen Eingangsschaltkreisen, Ausgangsschalt
kreisen zur Ausgabe von Bremsdrucksteuersignalen, Kontroll
schaltkreisen und Vergleicherschaltkreisen Teil eines Rege
lungsrechners sind, während die Überwachungsschaltkreise
zusammen mit den zugehörigen Eingangsschaltkreisen,
Ausgangsschaltkreisen, Schaltkreisen zur Abarbeitung des
Modellalgorithmus, Kontrollschaltkreisen und Vergleicher
schaltkreisen Teil eines Überwachungsrechners sind. In
diesem Falle werden durch die Kontrollschaltkreise des
Regelungs- und des Überwachungsrechners jeweils regeler
unabhängig die CPU-Funktion und somit die Funktionsfähig
keit der beiden Rechner kontinuierlich überprüft.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß sowohl
die ersten als auch die zweiten Eingangsschaltkreise
Multiplexer und Vergleicherschaltkreise aufweisen, welche
im Zeitmultiplex einzelne aufbereitete Sensorsignale
miteinander vergleichen und im Störfall, der z. B. dann
vorliegt, wenn die Geschwindigkeiten der einzelnen Fahr
zeugräder nicht innerhalb vorgegebener Toleranzbereiche
übereinstimmen, was physikalisch nicht möglich ist, die
Regelung abschalten. Hierdurch wird nicht nur bereits durch
die Eingangsschaltkreise eine Überwachung der Eingangs
signale sichergestellt und im Störfalle die gesamte
Regelung abgeschaltet, sondern es wird dadurch, daß dem
Überwachungsrechner jeweils nur ein Sensorsignal im
Zeitmultiplex zugeführt wird, insbesondere auch eine
Reduzierung der von dem Überwachungsrechner in dem Modell
algorithmus zu verarbeitenden Daten ermöglicht. Gegenüber
bekannten Überwachungsrechnern ergibt sich hierdurch eine
Reduzierung der Verarbeitung von vier auf ein Sensorsignal.
Dies ermöglicht die Verwendung eines Überwachungsrechners,
der im Vergleich mit dem Regelungsrechner eine wesentlich
einfachere Struktur aufweisen kann. Diese Struktur kann
insbesondere gegenüber derjenigen bekannter Überwachungs
rechner, die bei den aus dem Stand der Technik bekannten
Schaltungsanordnungen verwendet werden, wesentlich ein
facher sein.
Um die Funktion des Regelungs- und des Überwachungsrechners
möglichst umfassend zu prüfen, liegen den Kontrollalgorith
men vorteilhafterweise als Ausgangsdaten Prüfdaten zugrun
de, die eine Kontrolle sämtlicher Rechnerfunktionen
ermöglichen. Hierzu werden als Prüfdaten vorzugsweise der
gesamte Wertebereich der Rechner mit statistischer Ver
teilung zyklisch in den Kontrollalgorithmen abgearbeitet.
Um die Ausgabe der Daten möglichst effektiv zu gestalten,
sind den, dem Regelungsrechner zugeordneten Ausgangs
schaltkreisen erste Ausgangstreiber zur Ansteuerung der
Radmagnetventile und zum Empfangen von Rückmeldungssignalen
nachgeschaltet, wohingegen den, dem Überwachungsrechner
zugeordneten Ausgangsschaltkreisen zweite Ausgangstreiber
zur Ansteuerung weiterer Bauteile und zum Empfangen von
weiteren Rückmeldungssignalen nachgeschaltet sind.
Hierdurch wird nicht nur eine Aufteilung der Ansteuerung
der peripheren Bauteile auf die beiden in ihrer Kapazität
und Rechnerleistung unterschiedlichen Rechner ermöglicht,
sondern es wird darüber hinaus auch bei der Ausgabe der
Steuersignale eine Überwachung und ggf. eine Abschaltung
des Regelungssystems bereitgestellt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 in Blockdarstellung schematisch die wichtigsten
Komponenten einer erfindungsgemäßen Schaltungs
anordnung;
Fig. 2 in Blockdarstellung schematisch die wichtigsten
Komponenten der Eingangsschaltkreise;
Fig. 3 schematisch in Blockdarstellung die wichtigsten
Komponenten der Regler und Überwachungsschalt
kreise zusammen mit den Kontrollschaltkreisen
und
Fig. 4 schematisch die wesentlichen Komponenten der
Ausgangsschaltkreise.
Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, bei
einer Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage mit Bloc
kierschutz- und/oder Antriebsschlupfregelung, welche einen
Regelungsrechner und einen Überwachungsrechner umfaßt, und
bei welcher im Regelungsrechner im wesentlichen ein
Regelungsalgorithmus und im Überwachungsrechner ein verein
fachtes Modell des Regelungsalgorithmus (Modellalgorith
mus), das innerhalb eines bestimmten vorgegebenen Toleranz
bereichs (Toleranzfensters) eine Überprüfung der von dem
Regelungsalgorithmus erzeugten Steuerungssignalen er
möglicht, zusätzlich kontinuierlich eine Funktionskontrolle
der beiden Rechner, insbesondere eine Funktionskontrolle
der CPU dieser Rechner, zu vermitteln. Durch die Kom
bination der Überprüfung der Reglerfunktionen durch den
Modellalgorithmus mit der Überprüfung der Rechnerfunktion
durch den Kontrollalgorithmus ergibt sich nicht nur eine
wesentliche Steigerung der Überprüfung der Betriebssicher
heit des gesamten Regelungssystems, sondern es lassen sich
auch auf einfache Weise Fehler, welche die Systemleistung
mindern, wie z. B. eine Bremswegverlängerung u. dgl.,
erkennen.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt eine Schaltungsanordnung
für eine Bremsanlage mit Blockierschutz- und/oder Antriebs
schlupfregelung einen Regelungsrechner 1 und einen Über
wachungsrechner 2, denen eingangsseitig Radsensorsignale S1
bis S4 und ggf. weitere Signale S zuführbar sind, und an
deren Ausgang Steuerungssignale zur Ansteuerung der
Bremsdrucksteuerventile und weiterer Komponenten sowie
Rückmeldungssignale dieser Komponenten anliegen. Es wird
hierbei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung
nicht auf die Verwendung von Rechnern beschränkt ist,
vielmehr versteht sich, daß die Schaltungsanordnung auch
separat in analoger, digitaler oder hybrider Technik
aufgebaut sein kann.
Die Funktion sowohl des Regelungsrechners 1 als auch des
Überwachungsrechners 2 lassen sich schematisch in drei
Blöcke aufteilen, nämlich einen Eingangsblock 3, einen
Überwachungs- und Regelungsblock 4 und einen Ausgangsblock
5, wobei jeder der drei Blöcke jeweils sowohl Teil des
Regelungsrechners 1 als auch Teil des Überwachungsrechners
2 ist. Die Eingangsdaten werden zunächst in dem Eingangs
block 3 aufbereitet und bezüglich Störungen überprüft, die
aufbereiteten Daten werden sodann in dem Regelungs- und
Überwachungsblock 4 zur Erzeugung der Steuersignale
verarbeitet, wobei einerseits die in dem Regelungsrechner
1 stattfindende Regelung durch den Überwachungsrechner 2
überprüft wird, und andererseits die Rechnerfunktionen
beider Rechner 1, 2 kontinuierlich geprüft werden. Die
Daten werden sodann dem Ausgangsblock 5 zugeführt, in dem
eine Ausgabe und Überwachung der Ausgangssignale statt
findet.
Wie in Fig. 1 weiter schematisch dargestellt, kann die
Regelung von allen drei Blöcken 3, 4, 5 durch Ansteuerung
eines Schaltkreises 6 zur Abschaltung des Regelungssystems
abgeschaltet werden.
Wie aus Fig. 1 und insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, ist
der Eingangsblock 3 in einen dem Regelungsrechner 1
zugeordneten Eingangsschaltkreis 8 und einen, dem Überwa
chungsrechner 2 zugeordneten Eingangsschaltkreis 9 aufge
teilt. Sowohl der Eingangsschaltkreis 8 als auch der
Eingangsschaltkreis 9 umfassen an sich bekannte Schalt
kreise 11 zur Berechnung der Geschwindigkeit der Fahr
zeugräder. Des weiteren weisen sowohl der Eingangsschalt
kreis 8 als auch der Eingangsschaltkreis 9 jeweils Multi
plexer 12 auf, welche im Zeitmultiplex synchron jeweils ein
einziges Sensorsignal der Eingangssensoren S1 bis S4
zunächst jeweils einem Schaltkreis 11 zur Berechnung der
Drehgeschwindigkeit des Rades und daraufhin einem Ver
gleicherschaltkreis 13, 14 zuführen. In den Vergleicher
schaltkreisen 13, 14 wird ein Vergleich der beiden, jeweils
in dem Eingangsschaltkreis 8 des Regelungsrechners 1 und in
dem Eingangsschaltkreis 9 des Überwachungsrechners 2
errechneten Radgeschwindigkeiten vorgenommen und im Falle
einer Nichtübereinstimmung die Regelung durch Betätigung
der Schaltkreise 6 abgeschaltet. Durch den Vergleich
jeweils nur eines einzigen Eingangssignals im Zeitmultiplex
durch die in den beiden Rechnern 1, 2 vorhandenen Ver
gleicher 13, 14 läßt sich insbesondere die Rechenleistung
des Überwachungsrechners 2 im Vergleich zu bekannten
Überwachungsrechnern, bei denen simultan alle vier Sensor
signale verarbeitet werden müssen, erheblich reduzieren.
Dies ermöglicht den Einsatz von Überwachungsrechnern 2 mit
wesentlich vereinfachter Struktur. Darüber hinaus läßt sich
bereits durch die Überwachung der Eingangssignale S1 . . . S4
auf die beschriebene Weise eine Abschaltung des gesamten
Regelungssystems erzielen, wenn beispielsweise die Ge
schwindigkeiten einzelner Räder erheblich differieren, was
physikalisch nicht möglich sein kann und deshalb auf einem
Funktionsfehler des Systems beruhen muß.
Wie aus Fig. 1 und Fig. 3 hervorgeht, werden die in dem
Eingangsblock 3 aufbereiteten und überwachten Daten dem
Regelungs- und Überwachungsblock 4 zugeführt. In dem
Regelungs- und Überwachungsblock 4 werden die wesentlichen
Regelungs-, Überwachungs- und Kontrollalgorithmen ausge
führt. Der Regelungs- und Überwachungsblock 4 ist wiederum
aufgeteilt in einen dem Regelungsrechner 1 zugeordneten
Block und in einen dem Überwachungsrechner 2 zugeordneten
Block. Die aufbereiteten Daten, d. h. die Radgeschwindigkei
ten, werden zunächst einem Regelungsschaltkreis 16 und
simultan dazu einem Überwachungsschaltkreis 17 zugeführt.
In dem Überwachungsschaltkreis 17 findet eine Abarbeitung
eines eine vereinfachte Nachbildung des Regelalgorithmus
darstellenden Modellalgorithmus statt. Hierbei findet ein
Datenaustausch zwischen dem Regelungsschaltkreis 16 und dem
Überwachungsschaltkreis 17 statt, wie in der Fig. 3
schematisch durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Die von
dem Regelungsschaltkreis 16 erzeugten Daten gelangen sodann
einerseits zu einem Vergleicherschaltkreis 18, andererseits
zu einem Schalter 20, während die von dem Überwachungs
schaltkreis 17 durch die Abarbeitung des Modellalgorithmus
erzeugten Daten zu einem Vergleicherschaltkreis 19 gelan
gen. In den Vergleicherschaltkreisen 18, 19 findet ein
Vergleich der von dem Regelungsschaltkreis 16, dem eigent
lichen ABS/ASR-Regler, erzeugten Steuersignale mit den von
dem Überwachungsschaltkreis 17 mittels des Modellalgorith
mus erzeugten Signale statt. Wenn die beiden Signale in
nerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs (Toleranzfen
ster) übereinstimmen, werden von den Vergleicherschalt
kreisen 18, 19 jeweils Freigabesignale an einen Ausgangs
schaltkreis 21 des Regelungsrechners 1 und einen Ausgangs
schaltkreis 22 des Überwachungsrechners 2 ausgegeben.
Sowohl der Regelungsrechner 1 als auch der Überwachungs
rechner 2 weisen des weiteren Kontrollschaltkreise 23, 24
auf, sowie weitere, den Kontrollschaltkreisen 23, 24
nachgeschaltete Vergleicherschaltkreise 25, 26. Die
Kontrollschaltkreise 23, 24 dienen zur Abarbeitung eines
die Funktion des Regelungsrechners 1 sowie des Überwa
chungsrechners 2 prüfenden Kontrollalgorithmus. Hierbei
werden den Kontrollschaltkreisen 23, 24 Prüfdaten 27
zugeführt, die jeweils die zyklische Abarbeitung des
gesamten Wertebereichs der Rechner 1, 2 mit statistisch
verteilten Daten in den Kontrollalgorithmen ermöglichen, so
daß eine Kontrolle aller wesentlichen Rechnerfunktionen der
beiden Rechner 1, 2 gewährleistet ist. In den beiden
Vergleicherschaltkreisen 25, 26 findet ein Vergleich der
Resultate der in den beiden Kontrollschaltkreisen 23, 24
abgearbeiteten Kontrollalgorithmen statt. Hierbei wird von
den beiden Vergleicherschaltkreisen 25, 26 nur dann ein
Freigabesignal an die Ausgangsschaltkreise 21, 22 wei
tergegeben, wenn die Resultate der in den beiden Rechnern
abgearbeiteten Kontrollalgorithmen völlig übereinstimmen.
Die Regelung wird demnach nur dann freigegeben, wenn sowohl
die von dem Regelungsschaltkreis 16 erzeugten Bremsdruck-
Steuersignale mit den Ausgangssignalen des Überwachungs
schaltkreises 17 innerhalb des Toleranzbereichs, als auch
die Resultate der jeweils in den Kontrollschaltkreisen 23,
24 abgearbeiteten Kontrollalgorithmen vollständig überein
stimmen. Stimmen beispielsweise zwar die Bremsdrucksteuer
signale und die in den Überwachungsschaltkreisen 17 mittels
der Modellalgorithmen errechneten Ausgangssignale überein,
während die Resultate der Kontrollalgorithmen, die in den
Kontrollschaltkreisen 23, 24 abgearbeitet wurden, nicht
übereinstimmen, so wird der im Regelungsrechner 1 darge
stellte Schalter 20 geöffnet, so daß keine Steuersignale
ausgegeben werden und die Regelung insoweit abgeschaltet
ist. Darüber hinaus wird auch durch den Schaltkreis 22 eine
Abschaltung der gesamten Regelung vorgenommen. In diesem
Falle liegt eine Fehlfunktion entweder des Regelungsrech
ners 1 oder des Überwachungsrechners 2 vor. Vorteilhafter
weise wird eine solche Störung beispielsweise auch im
Stand-by-Betrieb des ABS/ASR-Systems erfaßt, da die
Kontrollalgorithmen in beiden Rechnern 1, 2 kontinuierlich
abgearbeitet werden. Dies ist deshalb besonders vorteil
haft, weil so bereits, noch bevor es zur eigentlichen
Regelung kommt, eine Fehlfunktion des gesamten Systems
ermittelt werden kann.
Die Vergleicherschaltkreise 18, 19, 25, 26 sowie die
Ausgangsschaltkreise 21, 22 sind notwendigerweise deshalb
in beiden Rechnern 1, 2 vorhanden, weil bei einer Fehlfunk
tion eines Rechners unter Umständen kein ordnungsgemäßer
Vergleich der Signale mehr möglich ist und dieser Rechner
infolge davon beispielsweise eine Freigabe der Regelung
signalisiert, obwohl eine solche Freigabe nicht hätte
erfolgen dürfen. Eine solche Fehlfunktion kann nur durch
einen zweiten Rechner erkannt werden. Hierdurch wird eine
Erhöhung der Betriebssicherheit gewährleistet, da die
Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Ausfalls beider
Rechner 1, 2 wesentlich geringer ist als die des Ausfalls
eines einzigen Rechners.
Der in Fig. 1 als Blockdarstellung dargestellte Ausgangs
block 5 ist detailliert in Fig. 4 dargestellt. Wie aus Fig.
4 ersichtlich, sind dem Regelungsrechner 1 erste Ausgangs
treiber 27 zur Ansteuerung von Radmagnetventilen 28 nach
geschaltet. Der Regelungsrechner 1 erhält zudem von den
ersten Ausgangstreibern 27 Rückmeldungssignale, die
beispielsweise den Ausfall eines oder mehrerer Radmagnet
ventilsignale, einen Leitungsbruch u. dgl. und damit einen
Störfall signalisieren.
Dem Überwachungsrechner 2 sind zweite Ausgangstreiber 30
nachgeschaltet, die weitere Bauteile, wie beispielsweise
ein Motorrelais 31 der ABS-Pumpe oder Störleuchten 32
ansteuern. Auch im Falle der zweiten Ausgangstreiber 30
werden Funktionsausfälle der angesteuerten Bauteile,
Leitungsunterbrechungen und ganz allgemein Störungen in der
Peripherie durch Rückmeldungssignale dem Überwachungsrech
ner 2 übermittelt und es findet ggf. eine Abschaltung der
Regelung statt.
Des weiteren dient eine Signalleitung 33 dazu, die Treiber
27 zur Ansteuerung der Radmagnetventile 28 abzuschalten,
sofern entweder der Regelungsrechner 1 oder der Über
wachungsrechner 2 einen Störfall feststellen. Die Signal
leitung 33 kann ferner als Prüfsignalleitung verwendet
werden, um Fehler zu detektieren, die beispielsweise durch
ein Übersprechen der auf den Steuersignalleitungen vorhan
denen Signale auf die Rückmeldeleitung (sogenannte common
mode-Fehler) auftreten können.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß sich die Prüfung des
Regelungssystems durch Vergleich der Steuersignale mit den
in den Modellalgorithmen gewonnenen Signale und durch den
Vergleich der Resultate der in den Kontrollschaltkreisen
23, 24 der beiden Rechner 1, 2 abgearbeiteten Kontrollalgo
rithmen einander ergänzen.
Mittels der Kontrollrechnung sind insbesondere Rechner
fehler erkennbar, die im System durch Leistungseinbußen zur
Auswirkung kommen würden (z. B. eine Bremswegverlängerung).
Umgekehrt können eventuell von der Kontrollrechnung nicht
entdeckte Restfehler, die sich in gefährlicher Weise
negativ auf das Systemverhalten auswirken, mittels des im
Überwachungsrechner 2 implementierten einfachen physikali
schen Modells festgestellt und verhindert werden.
Darüber hinaus sind Änderungen des Regelalgorithmus im
Regelungsrechner 1 ohne Rückwirkungen auf das im Überwa
chungsrechner 2 implementierte einfache physikalische
Modell möglich, was wiederum zur Folge hat, daß der
Regelungsrechner 1 unabhängig vom Überwachungsrechner 2
modifiziert werden kann, oder daß umgekehrt der Über
wachungsrechner 2 unabhängig vom Regelungsrechner 1
verwendet werden kann. Dies ermöglicht den Einsatz des
Überwachungsrechners 2 in sehr hoher Stückzahl und damit
eine besonders kostengünstige Anwendung.
Schließlich ist die Prüfung des Regelungssystems durch die
Kombination von Kontrollalgorithmus und Modellalgorithmus
auch deshalb vorteilhaft, weil als Modell nur ein einfaches
physikalisches System verwendet werden kann, das nicht auf
fahrzeugspezifische Gegebenheiten angepaßt werden muß, und
weil der Kontrollalgorithmus an sich unabhängig von
fahrzeugspezifischen Daten ist. Auch dies erhöht die
wirtschaftliche Einsetzbarkeit von Regelungs- und Über
wachungsrechnern 1, 2.
Durch die Aufteilung der Ansteuerung der Treiber 27, 30 auf
den Regelungsrechner 1 und den Überwachungsrechner 2
ergeben sich schließlich gewissermaßen Aufgabenverteilungen
zwischen den beiden Rechnern 1, 2 und der Überwachungsrech
ner 2 übernimmt so vorteilhafterweise Port-Erweiterungs-
und Stellfunktionen.
Abschließend wird noch darauf hingewiesen, daß die darge
stellte Schaltungsanordnung nicht auf eine Bremsanlage mit
Blockierschutz- und/oder Antriebsschlupfregelung beschränkt
ist, sondern auch bei einer Vielzahl anderer Anwendungen,
wie z. B. einer aktiven Lenkhilfe u. dgl. einsetzbar ist.
Claims (11)
1. Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage mit Blockier
schutz- und/oder Antriebsschlupfregelung mit Eingangs
schaltkreisen zur Aufbereitung von Sensorsignalen, die
das Drehverhalten der einzelnen Fahrzeugräder wieder
geben, mit Ausgangsschaltkreisen zur Ausgabe von
Steuersignalen, mit Regelungsschaltkreisen zur Ver
arbeitung der aufbereiteten Sensorsignale und zur
Erzeugung der Steuersignale, mit Überwachungsschalt
kreisen, welchen die aufbereiten Sensorsignale zuführ
bar sind, zur Abarbeitung eines eine vereinfachte
Nachbildung des Regelalgorithmus darstellenden Model
lalgorithmus, mit Vergleicherschaltkreisen zum Ver
gleich der Signale der Regelungsschaltkreise mit den
entsprechenden Signalen der Überwachungsschaltkreise
und mit Schaltkreisen zur Abschaltung der Regelung im
Störfalle, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die
Regelungsschaltkreise (16) als auch die Überwachungs
schaltkreise (17) Kontrollschaltkreise (23, 24) zur
kontinuierlichen Abarbeitung eines die Funktion der
Regelungs- und Überwachungsschaltkreise (16, 17)
prüfenden Kontrollalgorithmus und Vergleicherschalt
kreise (25, 26) zum Vergleich der Resultate der abge
arbeiteten Kontrollalgorithmen umfassen, und daß die
Ausgangsschaltkreise (21, 22) die Regelung nur dann
freigeben, wenn sowohl die von den Regelungsschalt
kreisen (16) ausgegebenen Steuersignale mit den
entsprechenden Signalen der Überwachungsschaltkreise
(17) als auch die Resultate der jeweils in den Kon
trollschaltkreisen (23, 24) abgearbeiten Kontrollalgo
rithmen übereinstimmen.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der in den Vergleicherschaltkreisen (18,
19) vorgenommene Vergleich der von den Regelungs
schaltkreisen (16) ausgegebenen Bremsdruck-Steuersi
gnale mit den entsprechenden Signalen der Überwa
chungsschaltkreise (17) auf das Einhalten von vor
gegebenen Toleranzbereichen beschränkt ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der in den Vergleicherschaltkreisen (25,
26) vorgenommene Vergleich die exakte Übereinstimmung
der Resultate der in den Kontrollschaltkreisen (23,
24) abgearbeiteten Kontrollalgorithmen erfordert.
4. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelungsschaltkreise (16) zusammen mit den
zugehörigen Eingangsschaltkreisen (8), Ausgangsschalt
kreisen (21), Kontrollschaltkreisen (23) und Ver
gleicherschaltkreisen (13, 18, 25) Teil eines Rege
lungsrechners (1) sind, und daß die Überwachungs
schaltkreise (17) zusammen mit den zugehörigen Ein
gangsschaltkreisen (9), Ausgangsschaltkreisen (22),
Kontrollschaltkreisen (24) und Vergleicherschalt
kreisen (14, 19, 26) Teil eines Überwachungsrechners
(2) sind.
5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Überwachungsrechner (2) im Vergleich zu dem
Regelungsrechner (1) eine wesentlich einfachere
Struktur besitzt.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die dem
Regelungsrechner (1) als auch die dem Überwachungs
rechner (2) zuzuordnenden Eingangsschaltkreise (8, 9)
Multiplexer (12) und Vergleicherschaltkreise (13, 14)
aufweisen, welche im Zeitmultiplex einzelne aufberei
tete Sensorsignale miteinander vergleichen und im
Störfall die Regelung abschalten.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß den in den Kontrollschalt
kreisen (23, 24) abgearbeiteten Kontrollalgorithmen
als Ausgangsdaten Prüfdaten (27) zugrunde liegen, die
eine Kontrolle aller wesentlichen Rechnerfunktionen
sowohl des Regelungsrechner (1) als auch des Über
wachungsrechners (2) ermöglichen.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Prüfdaten (27) der gesamte Wertebe
reich der Rechner (1, 2) mit statistischer Verteilung
zyklisch in den Kontrollalgorithmen abgearbeitet wird.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Ausgangs
schaltkreisen (21) des Regelungsrechners (1) erste
Ausgangstreiber (27) zur Ansteuerung von Radmagnetven
tile (28) nachgeschaltet sind.
10. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Ausgangs
schaltkreisen (22) des Überwachungsrechners (2) zweite
Ausgangstreiber (30) zur Ansteuerung weiterer Bauteile
(31, 32) nachgeschaltet sind.
11. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den ersten
Ausgangstreibern (27) Rückmeldungssignale an den
Regelungsrechner (1) und von den zweiten Ausgangs
treibern (30) Rückmeldungssignale an den Überwachungs
rechner (2) übermittelt werden, welche die Störung
eines peripheren Bauteils oder eine Störung der
Signalübermittlung zu dem Bauteil signalisieren.
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