DE19944939C1 - Steuergerät für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Steuergerät für ein Kraftfahrzeug

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, welches über einen Datenbus mit mindestens einer weiteren elektronischen Einrichtung verbunden ist, bestehend aus zwei Recheneinheiten, die untereinander Daten austauschen, wobei die erste Recheneinheit vorgegebene Betriebsabläufe des Kraftfahrzeuges steuert bzw. regelt, während die zweite Recheneinheit zur Überwachung der Arbeitsweise der ersten Recheneinheit ausgebildet ist. DOLLAR A Bei einem Steuergerät, welches bei Vorliegen eines Fehlers sofort abschaltbar ist, ist die zweite Recheneinheit mit der ersten Recheneinheit und einer ersten Abschalteinrichtung über eine Signalleitung verbunden, wobei die Abschalteinrichtung bei Anliegen eines Fehlersignals von der zweiten Recheneinheit und bei Anliegen eines Datensignals von der ersten Recheneinheit den Zugriff der ersten Recheneinheit auf den Datenbus unterbricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, welches über einen Da­ tenbus mit mindestens einer weiteren elektronischen Einrichtung verbunden ist, be­ stehend aus 2 Recheneinheiten, die untereinander Daten austauschen, wobei die erste Recheneinheit vorgegebene Betriebsabläufe des Kraftfahrzeuges steuert und/oder regelt, während die zweite Recheneinheit zur Überwachung der Arbeits­ weise der ersten Recheneinheit ausgebildet ist.
Es sind Steuergeräte für Kraftfahrzeuge bekannt, welche zwei Recheneinheiten auf­ weisen (DE 41 14 999 A1). Dabei erfasst zumindest eine Recheneinheit die Betriebs­ größe des Kraftfahrzeuges und wandelt sie in entsprechende Ansteuersignale für Stellorgane um. Die zweite, in diesem Steuergerät angeordnete Recheneinheit, übernimmt dabei eine Überwachungsfunktion für die Arbeitsweise der ersten Re­ cheneinheit mittels eines komplizierten Softwarealgorithmus. Bei Festellung eines Fehlers wird ein Signal an eine Schafteinrichtung ausgegeben, welche Notlaufmaß­ nahmen einleitet.
Aus der DE 196 50 104 A1 ist eine Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, welche aus zwei Computern besteht, wobei jeder Computer einen Hauptprozessor und einen zugeordneten Unterprozessor aufweist. Mittels eines Leistungsschaltkrei­ ses wird der Betriebszustand des Hauptprozessors überwacht wobei bei einem ab­ normalen Betriebszustand des Hauptprozessors der Leistungsschaltkreis ein Rück­ setzsignal überträgt, das zwangsweise dem Betrieb des Hauptprozessors unterbin­ det.
Solche Steuergeräte werden beispielsweise zur Steuerung und Regelung der Brenn­ kraftmaschine, als ABS-Steuereinheit zur Verhinderung des Durchdrehens von Rä­ dern im Kraftfahrzeug oder als Abstandssteuereinheit genutzt, die den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug erfasst und bei zu geringem Abstand entweder in die Regelung der Geschwindigkeit eingreift oder aber das Fahrzeug abbremst.
Es ist aber auch möglich, daß die zweite Recheneinheit zum Teil auch von der er­ sten Recheneinheit erfasste Betriebsdaten auswertet und das Ergebnis der Aus­ wertung an die erste Recheneinheit zurückmeldet.
Stellt nun die zweite Recheneinheit einen Fehler fest, so wird die erste Rechenein­ heit infolge eines Signals der zweiten Recheneinheit zurückgesetzt. Kann der Fehler der ersten Recheneinheit durch den Reset nicht behoben werden, liefert die erste Recheneinheit weiterhin falsche Daten, die über den Datenbus an andere Steuerge­ räte des Kraftfahrzeuges übertragen werden. Insbesondere bei Steuergeräten zur Abstandsmessung bzw. zur Abstandsregelung des Kraftfahrzeuges kann dies zu kritischen Auswirkungen in der Fahrsituation des Kraftfahrzeuges bis hin zu Unfällen führen.
Aus der DE 41 07 330 C2 ist eine ebenfalls aus zwei Recheneinheiten bestehende Steuervorrichtung bekannt. Im Fehlerfall wird der Datenaustausch zwischen diesen beiden Recheneinheiten unterbrochen und das Stellglied abgeschaltet.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät anzugeben, wel­ ches sicher bei Vorliegen eines Fehlers abschaltbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die erste Recheneinheit infolge der Ab­ schalteinrichtung keine fehlerhaften Daten auf den Datenbus senden kann.
Vorteilhafterweise wird bei Ausgabe des Fehlersignales durch die zweite Rechen­ einheit die erste Recheneinheit infolge dieses Fehlersignales zurückgesetzt. Kann der Fehler durch den Reset behoben werden, so arbeitet das Steuergerät in ge­ wohnter Weise weiter. Führt der Reset der ersten Recheneinheit aber nicht zum gewünschten Ergebnis, so wird durch die erste Abschalteinrichtung sicher verhin­ dert, daß fehlerhafte Daten ausgegeben werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung, ist eine Endstufe der elektronischen Einrich­ tung, über eine zweite Abschalteinrichtung mit der ersten und der zweiten Re­ cheneinheit verbunden, welche bei Anliegen des Fehlersignales der zweiten Recheneinheit und eines Freigabesignales der ersten Recheneinheit die Endstufe sperrt. Mit Hilfe dieser Anordnung wird nicht bloß die Datenausgabe an den Datenbus verhindert, sondern zusätzlich wird hierbei eine Ansteuerung der Endstufe verhindert, die Steilsignale für ein angeschlossenes Stellglied zur Beeinflussung des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeuges erzeugt.
Eine besonders einfache Ausführung gestattet die Anordnung der Endstufe der elektronischen Einrichtung im Steuergerät selbst.
Um die Funktionstüchtigkeit der Prozessorüberwachung und Abschaltpfadprüfung zu gewährleisten, wird beim Starten des Kraftfahrzeuges geprüft, ob die zweite Recheneinheit die Datenbus-Deaktivierung und das Sperren der Endstufe der elektronischen Einrichtung durchführt.
Vorteilhafterweise ist die zweite Recheneinheit nicht nur zur Überwachung der Funktionsweise der ersten Recheneinheit ausgebildet, sondern führt selbst einzelne Funktionen des Kraftfahrzeuges durch.
Insbesondere, wenn die erste Recheneinheit für die Abstandsregelung des Kraftfahrzeuges zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ausgebildet ist, weist die zweite Recheneinheit einen Abstandssensor auf, welcher Signale aussendet, die von dem vorausfahrenden Objekt reflektiert werden, wobei die zweite Rechenein­ heit die von dem Abstandssensor empfangenen reflektierten Signale auswertet und die ausgewerteten Daten an die erste Recheneinheit überträgt, welche in Abhängigkeit dieser ausgewerteten Daten die Endstufe der elektronischen Einrichtung ansteuert.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1: Anordnung der Abstandsregeleinrichtung in einem Kraftfahrzeug
Fig. 2: prinzipieller Aufbau der Abstandsregeleinrichtung.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In Fig. 1 ist an dem Stoßfänger 2 eines Kraftfahrzeuges 1 ein automatisches Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem 3 zur Einhaltung des Sicherheitsab­ standes von Fahrzeugen angeordnet. Über ein im Fahrzeug 1 vorhandenes Bussystem 4 ist das automatische Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem 3 beispielsweise mit dem Steuergerät der Motorsteuerung 5, dem Steuergerät der Bremse 7 und dem Steuergerät des Getriebes 8 verbunden. Elektronische Befehle, welche über das Bussystem 4 ausgetauscht werden, regulieren die Geschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug solange, bis der gewünschte Abstand erreicht ist.
Über eine Anzeigeeinheit 6, die ebenfalls von dem Geschwindigkeits- und Ab­ standsregelsystem 3 über das Bussystem 4 angesteuert wird, wird die aktuelle Geschwindigkeit und auch der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug ange­ zeigt. Das vorausfahrende Fahrzeug wird dabei über den Sensorstrahl 9 erfasst, welcher von einem Radarsensor 10 ausgesandt wird, der Bestandteil der Ge­ schwindigkeits- und Abstandsregeleinrichtung 3 ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt, bildet das automatische Abstands- und Geschwindig­ keitsregelsystem 3 eine bauliche Einheit zwischen Sensor 10, Sensorsignalaufbe­ reitungsanordnung 11 und Abstandsregelsystem 12. Dabei sind die Sensorsignal­ aufbereitungsanordnungen 11 als zweite Recheneinheit und das Abstandsregel­ system 12 als erste Recheneinheit ausgebildet.
Das Abstandsregelsystem 12 weißt dabei eine Einrichtung zur Bestimmung einer zukünftigen Fahrspur des Fahrzeuges und einer Objektspur des Vergleichsobjek­ tes auf sowie einen Längsregler, der den tatsächlichen Abstand zu einem Re­ gelobjekt bestimmt, diesen mit einem vorgegebenen abgespeicherten Sollabstand vergleicht und bei Abweichung durch Eingriffe in die Motorsteuerung 5 oder die Bremse 7 bzw. das Getriebe 8 den Sollabstand zum Regelobjekt herstellt.
Der Sensor 10 sendet in regelmäßigen Abständen, zum Beispiel alle sechzig Millisekunden, in Fahrtrichtung des Fahrzeuges 1 Signale aus, welche von den Fahrzeugen, die sich im Sensorstrahl 9 befinden, reflektiert werden. Aus diesen reflektierten Signalen wird von der Recheneinheit 11 der Abstand, die Relativge­ schwindigkeit und die Beschleunigung der vorausfahrenden Fahrzeuge bestimmt. Diese Meßergebnisse werden von der Recheneinheit 11 über die Datenleitung 13 an die Recheneinheit 12 weitergegeben.
Darüber hinaus ist die Recheneinheit 11 über die Signalleitungen 14 und 15 mit der Recheneinheit 12 verbunden. Mittels eines in ihm abgelegten Softwarealgo­ rithmus, überwacht die Recheneinheit 11 die Arbeitsweise der Abstandsregelein­ richtung 12. Stellt die Recheneinheit 11 einen Fehler fest, so wird die "fail-save"- Leitung 15 angesteuert. Durch diese wird der Mikrorechner der Recheneinheit 12 zurückgesetzt. Die "fail-save"-Leitung 15 ist außerdem mit der Logikeinheit 16 verbunden, welche darüber hinaus mit dem Datenausgang-Ausgang T × D der Recheneinheit 12 verbunden ist. Der Ausgang der Logikeinheit 16 ist mit dem Datenbus 4 verbunden.
Die Signalleitung 14 dient der Freigabe einer Endstufe 18, welche ebenfalls in der Geschwindigkeits- und Abstandsregeleinrichtung 3 angeordnet ist und die der Ansteuerung eines Stellgliedes 19, beispielsweise einer Bremse dient. Zwischen der Signalleitung 14 und der Endstufe 18 ist eine zweite Logikeinheit 17 angeordnet, deren zweiter Eingang mit einem Freigabeausgang FE der Rechen­ einheit 12 zur Endstufenfreigabe durch die Recheneinheit 12 verbunden ist.
Stellt nun die Recheneinheit 11, welche der Überwachung der Recheneinheit 12 dient, einen Fehlerfall fest, so liefert sie über die Leitung 15 ein Signal an die Logikeinheit 16. Gleichzeitig wird durch dieses Signal ein Reset der Recheneinheit 12 ausgelöst. Ist dieser Reset nicht erfolgreich und liegt weiterhin am Datenaus­ gang T × D ein Datensignal an, unterbricht die Logikeinheit 16 die Verbindung zum Datenbus 4. Bei dieser Logikeinheit 16 handelt es sich um ein UND-Glied, wel­ ches nur bei Vorliegen zweier Eingangssignale schaltet.
Zusätzlich zu der Überprüfung des Mikroprozessors, wird von der Recheneinheit 11 ein Endstufenfreigabesignal über die Leitung 14 gesendet. Im Fehlerfall bleibt dieses Endstufenfreigabesignal aus. Bleibt das Freigabesignal auch von der Recheneinheit 12 aus, so wird die Endstufenansteuerung der Endstufe 18 blei­ bend für den gesamten Fahrzyklus unterbrochen. Die Logikeinheit 17 ist dabei äquivalent zur Logikeinheit 16 ausgebildet.
Um festzustellen, ob die Recheneinheit 11 die CanBus-Deaktivierung unter Sperren der Endstufe auch richtig durchführt, wird einmalig vorzugsweise beim Starten der Steuereinheit während der Initialisierungsphase der beiden Rechen­ einheiten geprüft, ob diese Befähigung vorliegt.
Mit dieser einfachen Einrichtung wird eine sichere Abschaltung des Abstands- und des Geschwindigkeitsregelsystems 3 von anderen Systemen des Kraftfahrzeuges gewährleistet, die dann auch ohne Abstandsregeleinrichtung voll funktionstüchtig sind.

Claims (6)

1. Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, welches über einen Datenbus mit mindestens einer weiteren elektronischen Einrichtung verbunden ist, bestehend aus zwei Re­ cheneinheiten, die untereinander Daten austauschen, wobei die erste Rechen­ einheit vorgegebene Betriebsabläufe des Kraftfahrzeuges steuert und/oder re­ gelt, während die zweite Recheneinheit zur Überwachung der Arbeitsweise der ersten Recheneinheit ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Recheneinheit (11) mit der ersten Recheneinheit (12) und einer ersten Abschalt­ einrichtung (16) über eine Signalleitung (15) verbunden ist, über welche die zweite Recheneinheit (11) im Fehlerfall ein, die Rücksetzung der er­ sten Recheneinheit (12) bezweckendes Fehlersignal ausgibt, wobei die mit dem Datentausgang (T × D) der ersten Recheneinheit (12) verbundene Abschaltein­ richtung (16) bei Anliegen eines Fehlersignales von der zweiten Re­ cheneinheit (11) und bei Anliegen eines Signales am Datenausgang (T × D) der ersten Recheneinheit (12) den Zugriff der ersten Recheneinheit (12) auf den Da­ tenbus (4) unterbricht.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Endstufe (18) der weiteren elektronischen Einrichtungen (5, 6, 7) über eine zweite Ab­ schalteinrichtung (17) mit der ersten (12) und der zweiten Rechen­ einheit (11) verbunden ist, welche bei Anliegen des Fehlersignales der zweiten Recheneinheit (11) und eines Freigabesignales der ersten Recheneinheit (12) die Endstufe (18) sperrt.
3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstufe (18) der weiteren elektronischen Einrichtung (6) im Steuergerät selbst angeordnet ist.
4. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass beim Starten des Kraftfahrzeuges (1) geprüft wird, ob die zweite Recheneinheit (11) die Datenbus-Deaktivierung und das Sperren der End­ stufe (18) der weiteren elektronischen Einrichtung (6) durchführt.
5. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die zweite Recheneinheit (11) einzelne Funktionen der ersten Recheneinheit (12) übernimmt.
6. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Re­ cheneinheit (12) eine Abstandsregelung des Kraftfahrzeuges (1) zu einem vor­ ausfahrenden Fahrzeug überwacht, wobei die zweite Recheneinheit (11) einen Abstandssensor (10) aufweist, welcher Signale aussendet, die von dem voraus­ fahrenden Objekt reflektiert werden, wobei die zweite Recheneinheit (11) die von dem Abstandssensor (10) empfangenen reflektierten Signale auswertet und die ausgewerteten Daten an die erste Recheneinheit (12) überträgt, welche in Ab­ hängigkeit dieser ausgewerteten Daten die Endstufe (18) der weiteren elektroni­ schen Einrichtung (5, 6, 7) ansteuert.
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