DE202015103866U1

DE202015103866U1 - Motorsteuerung für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit selbiger

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Publication number: DE202015103866U1
Application number: DE202015103866.6U
Authority: DE
Original assignee: Borgward Trademark Holdings GmbH
Current assignee: Borgward Trademark Holdings GmbH
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2016-01-19
Anticipated expiration: 2025-07-24

Abstract

Motorsteuerung für ein Fahrzeug, die einen ersten Prozessor, einen ersten CAN-Transceiver, einen zweiten CAN-Transceiver und eine Leistungssteuereinheit umfasst, wobei
der erste Prozessor einen ersten Subprozessor, einen zweiten Subprozessor und einen Komparator umfasst;
der erste CAN-Transceiver mit dem ersten Subprozessor verbunden ist und der erste Subprozessor ein erstes Anfragesignal über den ersten CAN-Transceiver sendet;
der zweite CAN-Transceiver mit dem zweiten Subprozessor verbunden ist und der zweite Subprozessor ein zweites Anfragesignal über den zweiten CAN-Transceiver sendet, wobei das erste Anfragesignal und das zweite Anfragesignal identisch sind;
der erste Subprozessor mit dem zweiten CAN-Transceiver verbunden ist und zum Lesen eines dem ersten Anfragesignal entsprechenden ersten Feedbacksignals über den zweiten CAN-Transceiver konfiguriert ist;
der zweite Subprozessor mit dem ersten CAN-Transceiver verbunden ist und zum Lesen eines dem zweiten Anfragesignal entsprechenden zweiten Feedbacksignals über den ersten CAN-Transceiver konfiguriert ist;
der Komparator jeweils mit dem ersten Subprozessor und dem zweiten Subprozessor verbunden ist und zum Ermitteln eines Vergleichsergebnisses durch Vergleichen des ersten Feedbacksignals mit dem zweiten Feedbacksignal konfiguriert ist;
die Leistungssteuereinheit mit dem Komparator verbunden ist und zum Feststellen eines Versagenszustands eines CAN-Busses der Motorsteuerung gemäß dem Vergleichsergebnis konfiguriert ist.

Description

GEBIET
Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft das Gebiet von Motorsteuerungen und insbesondere eine Motorsteuerung für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug mit einer solchen Motorsteuerung.
HINTERGRUND
Im Stand der Technik verwendet die Steuerung eines Fahrzeugs zwei Chips, so dass sie viel Zeit verschwendet, bevor sie auf ein Systemversagen reagiert. Darüber hinaus meldet die Steuerung aus dem Stand der Technik das Versagen direkt an den Hauptprozessor, wodurch sich das Risiko gemeinsam verursachter Ausfälle (GVA) des Systems erhöht. Zudem ist der Arbeitsspannungsbereich eines ausfallsicheren SBC-Systems (engl. sensitive brake control) begrenzt und kann die Anforderung der Kompatibilität mit sowohl dem 12 V-System als auch dem 14 V-System nicht erfüllen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ziel des vorliegenden Gebrauchsmusters ist es, mindestens eines der oben genannten Probleme zu einem gewissen Grad zu lösen.
Dementsprechend wird gemäß Ausführungsformen eines ersten Aspekts des vorliegenden Gebrauchsmusters eine Motorsteuerung für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Die Motorsteuerung umfasst einen ersten Prozessor, einen ersten CAN-Transceiver, einen zweiten CAN-Transceiver und eine Leistungssteuereinheit. Der erste Prozessor umfasst einen ersten Subprozessor, einen zweiten Subprozessor und einen Komparator. Der erste CAN-Transceiver ist mit dem ersten Subprozessor verbunden, und der erste Subprozessor sendet ein erstes Anfragesignal über den ersten CAN-Transceiver. Der zweite CAN-Transceiver ist mit dem zweiten Subprozessor verbunden, und der zweite Subprozessor sendet ein zweites Anfragesignal über den zweiten CAN-Transceiver, wobei das erste Anfragesignal und das zweite Anfragesignal identisch sind. Der erste Subprozessor ist mit dem zweiten CAN-Transceiver verbunden und zum Lesen eines dem ersten Anfragesignal entsprechenden ersten Feedbacksignals über den zweiten CAN-Transceiver konfiguriert. Der zweite Subprozessor ist mit dem ersten CAN-Transceiver verbunden und zum Lesen eines dem zweiten Anfragesignal entsprechenden zweiten Feedbacksignals über den ersten CAN-Transceiver konfiguriert. Der Komparator ist jeweils mit dem ersten Subprozessor und dem zweiten Subprozessor verbunden und zum Ermitteln eines Vergleichsergebnisses durch Vergleichen des ersten Feedbacksignals mit dem zweiten Feedbacksignal konfiguriert. Die Leistungssteuereinheit ist mit dem Komparator verbunden und zum Feststellen eines Versagenszustands eines CAN-Busses der Motorsteuerung gemäß dem Vergleichsergebnis konfiguriert.
Des Weiteren umfasst die Leistungssteuereinheit: eine erste Feststellungsuntereinheit, die zum Feststellen konfiguriert ist, dass der CAN-Bus der Motorsteuerung normal ist, wenn das Vergleichsergebnis anzeigt, dass das erste Feedbacksignal mit dem zweiten Feedbacksignal übereinstimmt; und eine zweite Feststellungsuntereinheit, die konfiguriert ist, das Auftreten eines Versagens auf dem CAN-Bus der Motorsteuerung festzustellen und ein Erkennungssignal zum aufeinanderfolgenden Erkennen, ob ein Versagen auf dem ersten CAN-Transceiver oder dem zweiten CAN-Transceiver auftritt, zu erzeugen, wenn das Vergleichsergebnis anzeigt, dass das erste Feedbacksignal nicht mit dem zweiten Feedbacksignal übereinstimmt.
Des Weiteren umfasst die Motorsteuerung zudem einen SBC-Chip, der mit dem ersten Prozessor verbunden ist und zum Durchführen einer ununterbrochenen Q&A-Verarbeitung auf dem ersten Prozessor konfiguriert ist, um zu erkennen, ob der erste Prozessor versagt.
Des Weiteren umfasst die Motorsteuerung zudem: einen zweiten Prozessor, der mit dem ersten Prozessor verbunden ist und zum Erzeugen eines Dringlichkeitsverarbeitungssignals konfiguriert ist, wenn der erste Prozessor versagt; eine Lastantriebseinheit; und eine Dringlichkeitsverarbeitungseinheit, die über die Lastantriebseinheit mit dem zweiten Prozessor verbunden ist und zum Durchführen einer Dringlichkeitsverarbeitung auf dem Fahrzeug unter Steuerung durch das Dringlichkeitsverarbeitungssignal konfiguriert ist.
Des Weiteren umfasst die Motorsteuerung zudem: eine Leistungsanordnung; und einen ersten Schalter, der jeweils mit dem zweiten Prozessor, einer Sensorgruppe und der Leistungsanordnung verbunden ist und zum Versorgen der Sensorgruppe mit einer Leistung der Leistungsanordnung unter Steuerung durch den zweiten Prozessor konfiguriert ist, wobei der zweite Prozessor mit der Sensorgruppe verbunden ist und zum Empfangen von durch die Sensorgruppe gesammelten Signalen konfiguriert ist und der erste Prozessor mit der Sensorgruppe verbunden ist und zum Empfangen von durch die Sensorgruppe gesammelten Signalen konfiguriert ist.
Des Weiteren ist die Leistungsanordnung jeweils mit dem ersten CAN-Transceiver und dem zweiten CAN-Transceiver verbunden und zum Versorgen des ersten CAN-Transceivers und des zweiten CAN-Transceivers mit Leistung konfiguriert.
Des Weiteren umfasst die Motorsteuerung zudem eine Ausführungsfeedbackeinheit, die zwischen eine Motorlast und den zweiten Prozessor geschaltet ist und zum Rückmelden eines Ausführungsstatus der Motorlast an den zweiten Prozessor konfiguriert ist.
Des Weiteren umfasst die Motorsteuerung zudem einen zweiten Schalter, der jeweils mit dem ersten Prozessor, dem zweiten Prozessor, einem externen Steuerschalter und dem SBC-Chip verbunden ist und zum Arbeitsstart unter Steuerung durch ein Startsignal von dem externen Steuerschalter und zum Steuern des SBC-Chips unter Steuerung durch den ersten Prozessor und den zweiten Prozessor konfiguriert ist.
Des Weiteren umfasst die Motorsteuerung zudem eine Antriebs- und Positionsfeedbackeinheit, die zwischen den ersten Prozessor und die Motorlast geschaltet ist und zum Antreiben der Motorlast gemäß einem Steuersignal des ersten Prozessors und zum Rückmelden einer Position der Motorlast an den ersten Prozessor konfiguriert ist, wobei die Motorlast sicherheitsrelevant ist.
Gemäß Ausführungsformen eines zweiten Aspekts des vorliegenden Gebrauchsmusters wird ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Fahrzeug umfasst die oben beschriebene Motorsteuerung.
Bei den obigen Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters wird das Versagen zweier CAN-Busse wechselseitig erkannt. Insbesondere werden von der MCU 1 (dem ersten Prozessor) gesendete Daten durch die MCU 2 (den zweiten Prozessor) über externe Leitungen erfasst, und von der MCU 2 gesendete Daten werden von der MCU 1 über externe Leitungen erfasst. Tritt ein Versagen auf einem der Prozessorkerne (d. h. dem ersten Subprozessor und dem zweiten Subprozessor) in der MCU 1 auf, kann das Versagen sehr schnell erkannt werden, da zwei Ausführungsergebnisse der Prozessorkerne miteinander verglichen werden und der Vergleich selbst durch Hardware (den Komparator) erfolgt. Somit ist die Versagensreaktionsgeschwindigkeit verbessert und das Steuerungssystem weist eine geringere Versagenstoleranzzeit auf. Bei den obigen Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters ist das Problem einer langen Versagensreaktionszeit der Steuerung aus dem Stand der Technik gelöst und ein Echtzeit-Reaktionseffekt auf das Versagen der Steuerung ist verwirklicht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Diese und weitere Aspekte und Vorteile von Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters werden in der folgenden Beschreibung bezugnehmend auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer Motorsteuerung für ein Fahrzeug nach einer Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters;
2 ein schematisches Diagramm einer Motorsteuerung für ein Fahrzeug nach einer alternativen Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters;
3 ein Flussdiagramm eines Arbeitsprozesses einer Motorsteuerung für ein Fahrzeug nach einer Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters; und
4 ein Flussdiagramm eines Arbeitsprozesses eines CAN-Busses einer Motorsteuerung für ein Fahrzeug nach einer Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es soll verstanden werden, dass die Merkmale von Ausführungsformen und Beispielen des vorliegenden Gebrauchsmusters ohne Widerspruch kombiniert werden können. Im Folgenden wird ausführlich auf Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters eingegangen.
Gemäß Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters wird eine Motorsteuerung für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Wie 1 zeigt, umfasst die Motorsteuerung einen ersten Prozessor 30, einen ersten CAN-Transceiver 40 (engl. controller area network), einen zweiten CAN-Transceiver 41 und eine Leistungssteuereinheit 304. Der erste Prozessor 30 umfasst einen ersten Subprozessor 301, einen zweiten Subprozessor 302 und einen Komparator 303. Der erste CAN-Transceiver 40 ist mit dem ersten Subprozessor 301 verbunden, und der erste Subprozessor 301 sendet ein erstes Anfragesignal über den ersten CAN-Transceiver 40. Der zweite CAN-Transceiver 41 ist mit dem zweiten Subprozessor 302 verbunden, und der zweite Subprozessor 302 sendet ein zweites Anfragesignal über den zweiten CAN-Transceiver 41, wobei das zweite Anfragesignal und das erste Anfragesignal identisch sind. Der erste Subprozessor 301 ist mit dem zweiten CAN-Transceiver 41 verbunden und zum Lesen eines dem ersten Anfragesignal entsprechenden ersten Feedbacksignals über den zweiten CAN-Transceiver 41 konfiguriert. Der zweite Subprozessor 302 ist mit dem ersten CAN-Transceiver 40 verbunden und zum Lesen eines dem zweiten Anfragesignal entsprechenden zweiten Feedbacksignals über den ersten CAN-Transceiver 40 konfiguriert. Der Komparator 303 ist jeweils mit dem ersten Subprozessor 301 und dem zweiten Subprozessor 302 verbunden und zum Ermitteln eines Vergleichsergebnisses durch Vergleichen des ersten Feedbacksignals mit dem zweiten Feedbacksignal konfiguriert. Die Leistungssteuereinheit 304 ist mit dem Komparator 303 verbunden und zum Feststellen eines Versagenszustands eines CAN-Busses der Motorsteuerung gemäß dem Vergleichsergebnis konfiguriert.
Bei einer Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters kann der erste Prozessor als Dual-Core-Locksteg-MCU-Prozessorchip (engl. microprogrammed control unit) ausgebildet sein, und der erste Subprozessor und der zweite Subprozessor senden Daten (oder Anfragen) über einen MCU-Kanal 1 bzw. einen MCU-Kanal 2 nach außen.
Insbesondere ist der erste Prozessor ein LOCKSTEP-Prozessor (asynchroner Dual-Core-Prozessor).
Bei der obigen Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters wird das Versagen zweier CAN-Busse wechselseitig erkannt. Insbesondere werden vom MCU-Kanal 1 (dem ersten Prozessor) gesendete Daten durch den MCU-Kanal 2 (den zweiten Prozessor) über externe Leitungen erfasst, und vom MCU-Kanal 2 gesendete Daten werden durch den MCU-Kanal 1 über externe Leitungen erfasst. Tritt ein Versagen auf einem der Prozessorkerne (d. h. dem ersten Subprozessor und dem zweiten Subprozessor) in der MCU 1 auf, kann das Versagen sehr schnell erkannt werden, da zwei Ausführungsergebnisse der Prozessorkerne verglichen werden und der Vergleich selbst durch Hardware (den Komparator) erfolgt. Somit ist die Versagensreaktionsgeschwindigkeit verbessert und das Steuerungssystem weist eine geringere Versagenstoleranzzeit auf. Bei Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters ist das Problem einer langen Versagensreaktionszeit der Steuerung aus dem Stand der Technik gelöst, und ein Echtzeit-Reaktionseffekt auf das Versagen der Steuerung ist verwirklicht.
Bei einer Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters wird ein Dual-CPU-Backupprozess in MCU 1 (dem ersten Prozessor) durchgeführt, und gleichzeitig führen die CAN-Busse in dem CAN-Bussystem ein gegenseitiges Backup durch. Somit kann ein an beliebiger Stelle auftretendes vorübergehendes Versagen rechtzeitig entdeckt und verarbeitet werden. Das heißt, dass das vorliegende Gebrauchsmuster unempfindlich gegenüber dem Versagen der CAN-Kommunikation und der MCU ist.
Bei einer Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters sind des Weiteren in den jeweiligen Kernen laufende Softwareprogramme miteinander identisch, obwohl der erste Prozessor einen Dual-Core-Prozessorchip verwendet. Dementsprechend muss das Gebrauchsmuster verglichen mit einer herkömmlichen Dual-Core-Lösung bei der Anwendung des vorliegenden Gebrauchsmusters nur mit einem Prozessor vertraut sein und die Software kann das vorübergehende Versagen auf der internen Hardware der Steuerung außer Acht lassen (die Hardware selbst ermittelt das Ergebnis durch Vergleich), wodurch die Schwierigkeit der Entwicklung der Software verringert ist.
Insbesondere kann die Leistungssteuereinheit eine erste Feststellungsuntereinheit und eine zweite Feststellungsuntereinheit umfassen. Die erste Feststellungsuntereinheit stellt fest, dass der CAN-Bus der Motorsteuerung normal ist, wenn das Vergleichsergebnis anzeigt, dass das erste Feedbacksignal mit dem zweiten Feedbacksignal übereinstimmt. Die zweite Feststellungsuntereinheit stellt fest, dass ein Versagen auf dem CAN-Bus der Motorsteuerung auftritt, und erzeugt ein Erkennungssignal zum aufeinanderfolgenden Erkennen, ob ein Fehler auf dem ersten CAN-Transceiver oder dem zweiten CAN-Transceiver auftritt, wenn das Vergleichsergebnis anzeigt, dass das erste Feedbacksignal nicht mit dem zweiten Feedbacksignal übereinstimmt.
Bei Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters kann die Motorsteuerung des Weiteren einen SBC-Chip umfassen. Der SBC-Chip ist mit dem ersten Prozessor verbunden und zum Durchführen einer ununterbrochenen Q&A-Verarbeitung auf dem ersten Prozessor konfiguriert, um zu erkennen, ob der erste Prozessor versagt.
Der SBC-Chip ist der System-Basis-Chip.
Gemäß den oben genannten Ausführungsformen wird bei der heterogenen Installation des ersten Prozessors das Risiko für gemeinsam verursachte Ausfälle durch die Integration beider Kerne in einen Die (integrierter Schaltkreis) weitestmöglich reduziert. Gleichzeitig führt der SBC-Chip eine ununterbrochene Q&A-Verarbeitung auf dem MCU-Chip durch, und das Risiko für gemeinsam verursachte Ausfälle des MCU-Takts und der Energieversorgung wird somit weiter reduziert und die Zuverlässigkeit des Systems verbessert.
Insbesondere kann die Motorsteuerung des Weiteren einen zweiten Prozessor, eine Lastantriebseinheit und eine Dringlichkeitsverarbeitungseinheit umfassen. Der zweite Prozessor ist mit dem ersten Prozessor verbunden und zum Erzeugen eines Dringlichkeitsverarbeitungssignals konfiguriert, wenn der erste Prozessor versagt. Die Dringlichkeitsverarbeitungseinheit ist über die Lastantriebseinheit mit dem zweiten Prozessor verbunden und zum Durchführen einer Dringlichkeitsverarbeitung auf dem Fahrzeug unter Steuerung durch das Dringlichkeitsverarbeitungssignal konfiguriert.
Bei Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters führt der zweite Prozessor MCU 2 eine Notfallverarbeitung durch, falls der erste Prozessor MCU 1 versagt, wodurch die Sicherheit und Robustheit der Steuerung weiter verbessert wird, was bei Sicherheitsanwendungen geeignet ist.
Gemäß Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters kann die Motorsteuerung des Weiteren eine Leistungsanordnung und einen ersten Schalter umfassen. Der erste Schalter ist jeweils mit dem zweiten Prozessor, einer Sensorgruppe und der Leistungsanordnung verbunden und zum Versorgen der Sensorgruppe mit einer Leistung der Leistungsanordnung unter Steuerung durch den zweiten Prozessor konfiguriert. Der zweite Prozessor ist mit der Sensorgruppe verbunden und zum Empfangen von durch die Sensorgruppe gesammelten Signalen konfiguriert, und der erste Prozessor ist ebenfalls mit der Sensorgruppe verbunden und zum Empfangen von durch die Sensorgruppe gesammelten Signalen konfiguriert.
Insbesondere ist die Leistungsanordnung auch jeweils mit dem ersten CAN-Transceiver und dem zweiten CAN-Transceiver verbunden und zum Versorgen des ersten CAN-Transceivers und des zweiten CAN-Transceivers mit Leistung konfiguriert.
Bei Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters kann die Motorsteuerung des Weiteren eine Ausführungsfeedbackeinheit umfassen. Die Ausführungsfeedbackeinheit ist zwischen eine Motorlast und den zweiten Prozessor geschaltet und zum Rückmelden eines Ausführungsstatus der Motorlast an den zweiten Prozessor konfiguriert.
Des Weiteren kann die Motorsteuerung zudem einen zweiten Schalter umfassen. Der zweite Schalter ist jeweils mit dem ersten Prozessor, dem zweiten Prozessor, einem externen Steuerschalter und dem SBC-Chip verbunden und zum Arbeitsstart unter Steuerung durch ein Startsignal von dem externen Steuerschalter und zum Steuern des SBC-Chips unter Steuerung durch den ersten Prozessor und den zweiten Prozessor konfiguriert.
Des Weiteren kann die Motorsteuerung zudem eine Antriebs- und Positionsfeedbackeinheit umfassen. Die Antriebs- und Positionsfeedbackeinheit ist zwischen den ersten Prozessor und die Motorlast geschaltet und zum Antreiben der Motorlast gemäß einem Steuersignal des ersten Prozessors und zum Rückmelden einer Position der Motorlast an den ersten Prozessor konfiguriert, wobei die Motorlast sicherheitsrelevant ist.
Da die Versagensdiagnose und das Zustandfeedback sowohl auf der Ausführungseinheit als auch auf der Lasteinheit durchgeführt werden, kann das Lastversagen gut überwacht werden, und mittels Durchführung einer objektorientierten Verarbeitung auf Basis der Überwachung kann das Risiko eines Systemversagens effektiv verringert werden.
Bei den obigen Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters ist die Versagenstoleranzzeit verkürzt, gemeinsam verursachte Fehler, die durch direkte Rückmeldung des Feedbacks der Ausführungseinheit an den Hauptprozessor verursacht werden, sind verringert und die Zuverlässigkeit des Systems ist verbessert. Darüber hinaus erfolgt ein doppelter Sicherheitsschutz, wodurch die Sicherheit des Systems gewährleistet ist. Des Weiteren können sowohl 24 V-Systeme als auch 12 V-Systeme mit dem vorliegenden Gebrauchsmuster kompatibel sein. Zudem sind die Schwierigkeiten bei der Entwicklung der Systemsoftware verringert.
2 zeigt ein schematisches Diagramm, das eine Motorsteuerung für ein Fahrzeug gemäß einer alternativen Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters darstellt. Wie in 2 gezeigt, kann die Steuerung eine Leistungsschutzeinheit 10, eine Sensorgruppe 11, ein erstes CAN-Netzwerk 12, ein zweites CAN-Netzwerk 13, eine sicherheitsrelevante Motorlast 14, eine Echtzeitnotfallverarbeitungseinheit 15, eine Leistungsanordnung 20, einen ersten Schalter SW1, einen zweiten Schalter SW2, einen ersten Prozessor 30, einen ersten Subprozessor 301, einen zweiten Subprozessor 302, einen Komparator 303, eine Leistungssteuereinheit 304, einen zweiten Prozessor 31, einen ersten CAN-Transceiver 40, einen zweiten CAN-Transceiver 41, eine CAN-Überwachungsschaltung 42, eine Antriebs- und Positionsfeedbackeinheit 50, eine Ausführungsfeedbackeinheit 51 und eine Lastantriebseinheit 52 umfassen.
Die technische Lösung bei den oben genannten Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters ist insbesondere in dem gestrichelten Feld von 2 gezeigt, und die Komponenten außerhalb des gestrichelten Felds bilden die grundlegende Anwendungsumgebung für die technische Lösung des vorliegenden Gebrauchsmusters, wobei der erste Schalter SW1 durch den zweiten Prozessor 31 (d. h. MCU 2) gesteuert wird und die Sensorgruppe 11 unter Steuerung durch den zweiten Prozessor 31 mit Leistung der Leistungsanordnung 20 versorgt, die Leistungsanordnung 20 eine Energieversorgung für die CAN-Transceiver und die Sensorgruppe 11 darstellt und der zweite Schalter SW2 die Eingabe von der Leistungsschutzeinheit 10, das Startsignal von dem externen Steuerschalter KEY und die Steuerung von dem ersten Prozessor 30 und dem zweiten Prozessor 31 erhält.
Insbesondere stellt der SBC-Chip 21 Leistung und Watchdog-Signale für den zweiten Prozessor 31 bereit und empfängt Kickdog-Signale von dem zweiten Prozessor 31. In 2 ist das Watchdog-Signal für den zweiten Prozessor 31 als WD1 dargestellt.
Bei Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters ist der erste Prozessor 30 insbesondere eine Grundschaltung, die aus LOCKSTEP-Mikroprozessorchips besteht und zum Steuern der sicherheitsrelevanten Motorlast konfiguriert ist, der zweite Prozessor 31 ist eine Grundschaltung, die aus Mikroprozessorchips besteht, und die CAN-Überwachungsschaltung 42 ist zum Überwachen des zweiten CAN-Transceivers 41 konfiguriert.
Obwohl es bei der oben genannten Ausführungsform zwei CAN-Netzwerke gibt, kann das CAN-Busnetzwerk dasselbe Protokoll verwenden, wodurch die Schwierigkeit der Umsetzung des Systems verringert wird.
Der oben beschriebene erste Schalter SW1 kann insbesondere als Kombination aus einer Triode oder einem Feldeffekttransistor ausgebildet sein. Der zweite Schalter SW2 kann als Feldeffekttransistor oder als analoger Schalter ausgebildet sein. Die Leistungsanordnung 20 kann als LDO-Chip oder als SMPS-Schaltnetzteil (engl. switched-mode power supply) ausgebildet sein. Der SBC-Chip 21 kann als MC33907/8-Chip und als TPS65381-Chip ausgebildet sein. Der erste Prozessor 30 kann als SPC5643L-Chip, als TMS570-Chip usw. ausgebildet sein. Der erste CAN-Transceiver 40 und der zweite CAN-Transceiver 41 können jeweils als TJA1043-Grundschaltung ausgebildet sein. Die Antriebs- und Positionsfeedbackeinheit 50 kann als BTS6163D-Grundschaltung ausgebildet sein. Die Ausführungsfeedbackeinheit 51 kann als aus Widerständen und Kondensatoren (zur Spannungsteilung und Filterung) bestehende Schaltung ausgebildet sein.
Mit Bezug auf 3 und 4 wird das Steuerungsprinzip der Motorsteuerung gemäß Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters näher beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, kann der Arbeitsprozess des Systems folgende Schritte durchführen:
In Schritt S301 wird festgestellt, ob das IGN-Signal verfügbar ist; wenn ja, folgt Schritt S302, und wenn nicht, endet der Prozess.
Bei Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters ist das IGN-Signal insbesondere das Startsignal des externen Steuerschalters.
In Schritt S302 werden die Leistungsanordnung und der SBC-Chip unter Steuerung durch einen verfügbaren Ausgang des ersten Schalters aktiviert.
In Schritt S303 wird festgestellt, ob der SBC-Chip versagensfrei ist; wenn ja, folgt Schritt S304, und wenn nicht, folgt Schritt S312.
In Schritt S304 werden der erste Prozessor, der erste CAN-Transceiver und die CAN-Überwachungsschaltung gesteuert aktiviert.
In Schritt S305 wird festgestellt, ob der erste Prozessor versagensfrei ist; wenn ja, folgt Schritt S306, und wenn nicht, folgt Schritt S312.
In Schritt S306 arbeitet der erste Prozessor und gibt ein Strom-an-Haltesignal an den ersten Schalter aus, so dass das System die Leistungsversorgung aufrechterhält.
In Schritt S307 wird das System so gesteuert, dass es normal arbeitet.
In Schritt S308 wird festgestellt, ob der SBC-Chip versagensfrei ist; wenn ja, folgt Schritt 309, und wenn nicht, folgt Schritt S312.
In Schritt S309 wird festgestellt, ob der erste Prozessor versagensfrei ist; wenn ja, folgt Schritt S310, und wenn nicht, folgt Schritt S312.
In Schritt S310 wird festgestellt, ob das IGN-Signal zur Verfügung steht; wenn ja, folgt Schritt S312, und wenn nicht, folgt Schritt S311.
In Schritt S311 wird eine Abschaltungsverarbeitung durchgeführt und das Strom-an-Haltesignal wird von dem ersten Prozessor deaktiviert.
In Schritt S312 wird der dritte Schalter aktiviert.
In Schritt S313 wird das Risiko verringert und eliminiert, und das System geht in einen Sicherheitszustand über.
Wie in 4 gezeigt, wird der Arbeitsprozess des CAN-Busses durch die folgenden Schritte beschrieben:
In Schritt S401 wird festgestellt, ob in dem ersten CAN-Transceiver oder dem zweiten CAN-Transceiver ein Versagen auftritt; wenn ja, folgt Schritt S408, und wenn nicht, folgt Schritt S402.
In Schritt S402 sendet der erste Prozessor ein Signal über den ersten CAN-Transceiver, wobei das Signal das erste Anfragesignal ist.
In Schritt S403 liest der erste Prozessor das erste Feedbacksignal über den zweiten CAN-Transceiver, wobei das erste Feedbacksignal dem ersten Anfragesignal entspricht.
In Schritt S404 sendet der erste Prozessor das gleiche Signal über den zweiten CAN-Transceiver, wobei das Signal das mit dem ersten Anfragesignal identische zweite Anfragesignal ist.
In Schritt S405 liest der erste Prozessor das zweite Feedbacksignal über den ersten CAN-Transceiver, wobei das zweite Feedbacksignal dem zweiten Anfragesignal entspricht.
In Schritt S406 wird festgestellt, ob das erste Feedbacksignal und das zweite Feedbacksignal identisch sind; wenn ja, folgt Schritt S407, und wenn nicht, folgt Schritt S408.
In Schritt S407 wird eine nächste Datenübertragung vorbereitet.
In Schritt S408 wird festgestellt, ob der erste Transceiver ein Versagen aufweist; wenn ja, folgt Schritt S409, und wenn nicht, folgt Schritt S411.
In Schritt S409 wird der erste Transceiver deaktiviert.
In Schritt S410 geht das System in einen Modus über, in dem nur der zweite CAN-Transceiver verfügbar ist, und es erfolgt ein Bericht über das Versagen auf dem ersten CAN-Transceiver.
In Schritt S411 wird festgestellt, ob der zweite Transceiver ein Versagen aufweist; wenn ja, folgt Schritt S412, und wenn nicht, folgt Schritt S414.
In Schritt S412 wird der zweite Transceiver deaktiviert.
In Schritt S413 geht das System in einen Modus über, in dem nur der erste CAN-Transceiver verfügbar ist, und es erfolgt ein Bericht über das Versagen auf dem zweiten CAN-Transceiver.
In Schritt S414 wird der erste Prozessor zurückgesetzt.
Gemäß Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters wird auch ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Fahrzeug umfasst die oben beschriebene Motorsteuerung.
Bei Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters kann der erste Prozessor als Dual-Core-Locksteg-MCU-Prozessorchip ausgebildet sein und einen ersten Subprozessor und einen zweiten Subprozessor umfassen, die über den MCU-Kanal 1 bzw. den MCU-Kanal 2 Daten (oder Anfragen) nach außen senden. Der erste Prozessor ist insbesondere ein LOCKSTEP-Prozessor (asynchroner Dual-Core-Prozessor).
Bei den obigen Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters wird das Versagen zweier CAN-Busse wechselseitig erkannt. Insbesondere werden von dem MCU-Kanal 1 gesendete Daten durch den MCU-Kanal 2 über externe Leitungen erfasst, und von dem MCU-Kanal 2 gesendete Daten werden durch den MCU-Kanal 1 über externe Leitungen erfasst. Wenn ein Versagen auf einem der Prozessorkerne (d. h. dem ersten Subprozessor und dem zweiten Subprozessor) in der MCU 1 (d. h. dem ersten Prozessor) auftritt, kann das Versagen sehr schnell erkannt werden, da die Ausführungsergebnisse der beiden Kerne verglichen werden und der Vergleich selbst durch Hardware (den Komparator) erfolgt. Somit ist die Versagensreaktionsgeschwindigkeit verbessert und das Steuerungssystem weist eine geringere Versagenstoleranzzeit auf.
Bei Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters ist darüber hinaus das Problem einer langen Versagensreaktionszeit der Steuerung aus dem Stand der Technik gelöst und ein Echtzeit-Reaktionseffekt auf das Versagen der Steuerung ist verwirklicht.
Bei Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters wird ein Dual-CPU-Backupprozess in MCU 1 (dem ersten Prozessor) durchgeführt und gleichzeitig führen die CAN-Busse in dem CAN-Bussystem ein gegenseitiges Backup durch. Somit kann ein an beliebiger Stelle auftretendes vorübergehendes Versagen rechtzeitig entdeckt und verarbeitet werden. Das heißt, dass das vorliegende Gebrauchsmuster unempfindlich gegenüber dem Versagen der CAN-Kommunikation und der MCU ist.
Bei einer Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters sind des Weiteren in den jeweiligen Kernen laufende Softwareprogramme miteinander identisch, obwohl der erste Prozessor einen Dual-Core-Prozessorchip verwendet. Dementsprechend muss das Gebrauchsmuster verglichen mit einer herkömmlichen Dual-Core-Lösung bei der Anwendung des vorliegenden Gebrauchsmusters nur mit einem Prozessor vertraut sein und die Software kann das vorübergehende Versagen auf der internen Hardware der Steuerung außer Acht lassen (die Hardware selbst ermittelt das Ergebnis durch Vergleich), wodurch die Schwierigkeit bei der Entwicklung der Software verringert ist.
Der obigen Beschreibung ist zu entnehmen, dass durch das vorliegende Gebrauchsmuster die folgende technische Wirkung erzielt wird: Bei den obigen Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters wird das Versagen zweier CAN-Busse wechselseitig erkannt. Insbesondere werden von dem MCU-Kanal 1 gesendete Daten durch den MCU-Kanal 2 über externe Leitungen erfasst, und von dem MCU-Kanal 2 gesendete Daten werden durch den MCU-Kanal 1 über externe Leitungen erfasst. Wenn ein Versagen auf einem der Prozessorkerne (d. h. dem ersten Subprozessor und dem zweiten Subprozessor) in der MCU 1 (d. h. dem ersten Prozessor) auftritt, kann das Versagen sehr schnell erkannt werden, da die Ausführungsergebnisse der beiden Kerne verglichen werden und der Vergleich selbst durch Hardware (den Komparator) erfolgt. Somit ist die Versagensreaktionsgeschwindigkeit verbessert und das Steuerungssystem weist eine geringere Versagenstoleranzzeit auf. Bei Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters ist darüber hinaus das Problem einer langen Versagensreaktionszeit der Steuerung aus dem Stand der Technik gelöst und ein Echtzeit-Reaktionseffekt auf das Versagen der Steuerung ist verwirklicht.
Der Computer, der Prozessor und die jeweiligen den Computer und den Prozessor bildenden Komponenten, die von der Anmeldung geschützt sind, sind strukturelle Einheiten, die eine bestimmte Form und eine bestimmte Struktur aufweisen und einen bestimmten Raum einnehmen. Der Mikroprozessor, der Bildprozessor und der Subprozessor können beispielsweise Computergeräte, Endgeräte oder Server sein, die unabhängig voneinander funktionieren können und spezifische Hardwarestrukturen aufweisen.
Obgleich erläuternde Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, soll verstanden werden, dass die obigen Ausführungsformen erläuternden Zwecken dienen und nicht als das vorliegende Gebrauchsmuster beschränkend interpretiert werden sollen, und dass dem Fachmann Veränderungen, Alternativen und Modifikationen hinsichtlich der Ausführungsformen möglich sind, ohne vom Geltungsbereich des vorliegenden Gebrauchsmusters abzuweichen.

Claims

Motorsteuerung für ein Fahrzeug, die einen ersten Prozessor, einen ersten CAN-Transceiver, einen zweiten CAN-Transceiver und eine Leistungssteuereinheit umfasst, wobei der erste Prozessor einen ersten Subprozessor, einen zweiten Subprozessor und einen Komparator umfasst; der erste CAN-Transceiver mit dem ersten Subprozessor verbunden ist und der erste Subprozessor ein erstes Anfragesignal über den ersten CAN-Transceiver sendet; der zweite CAN-Transceiver mit dem zweiten Subprozessor verbunden ist und der zweite Subprozessor ein zweites Anfragesignal über den zweiten CAN-Transceiver sendet, wobei das erste Anfragesignal und das zweite Anfragesignal identisch sind; der erste Subprozessor mit dem zweiten CAN-Transceiver verbunden ist und zum Lesen eines dem ersten Anfragesignal entsprechenden ersten Feedbacksignals über den zweiten CAN-Transceiver konfiguriert ist; der zweite Subprozessor mit dem ersten CAN-Transceiver verbunden ist und zum Lesen eines dem zweiten Anfragesignal entsprechenden zweiten Feedbacksignals über den ersten CAN-Transceiver konfiguriert ist; der Komparator jeweils mit dem ersten Subprozessor und dem zweiten Subprozessor verbunden ist und zum Ermitteln eines Vergleichsergebnisses durch Vergleichen des ersten Feedbacksignals mit dem zweiten Feedbacksignal konfiguriert ist; die Leistungssteuereinheit mit dem Komparator verbunden ist und zum Feststellen eines Versagenszustands eines CAN-Busses der Motorsteuerung gemäß dem Vergleichsergebnis konfiguriert ist.
Motorsteuerung nach Anspruch 1, wobei die Leistungssteuereinheit Folgendes umfasst: eine erste Feststellungsuntereinheit, die zum Feststellen konfiguriert ist, dass der CAN-Bus der Motorsteuerung normal ist, wenn das Vergleichsergebnis anzeigt, dass das erste Feedbacksignal mit dem zweiten Feedbacksignal übereinstimmt; eine zweite Feststellungsuntereinheit, die konfiguriert ist, das Auftreten eines Versagens auf dem CAN-Bus der Motorsteuerung festzustellen und ein Erkennungssignal zum aufeinanderfolgenden Erkennen, ob ein Versagen auf dem ersten CAN-Transceiver oder dem zweiten CAN-Transceiver auftritt, zu erzeugen, wenn das Vergleichsergebnis anzeigt, dass das erste Feedbacksignal nicht mit dem zweiten Feedbacksignal übereinstimmt.
Motorsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, des Weiteren umfassend: einen SBC-Chip, der mit dem ersten Prozessor verbunden ist und zum Durchführen einer ununterbrochenen Q&A-Verarbeitung auf dem ersten Prozessor konfiguriert ist, um zu erkennen, ob der erste Prozessor versagt.
Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren umfassend: einen zweiten Prozessor, der mit dem ersten Prozessor verbunden ist und zum Erzeugen eines Dringlichkeitsverarbeitungssignals konfiguriert ist, wenn der erste Prozessor versagt; eine Lastantriebseinheit; eine Dringlichkeitsverarbeitungseinheit, die über die Lastantriebseinheit mit dem zweiten Prozessor verbunden ist und zum Durchführen einer Dringlichkeitsverarbeitung auf dem Fahrzeug unter Steuerung durch das Dringlichkeitsverarbeitungssignal konfiguriert ist.
Motorsteuerung nach Anspruch 4, des Weiteren umfassend: eine Leistungsanordnung; und einen ersten Schalter, der jeweils mit dem zweiten Prozessor, einer Sensorgruppe und der Leistungsanordnung verbunden ist und zum Versorgen der Sensorgruppe mit einer Leistung der Leistungsanordnung unter Steuerung durch den zweiten Prozessor konfiguriert ist, wobei der zweite Prozessor mit der Sensorgruppe verbunden ist und zum Empfangen von durch die Sensorgruppe gesammelten Signalen konfiguriert ist; der erste Prozessor mit der Sensorgruppe verbunden ist und zum Empfangen von durch die Sensorgruppe gesammelten Signalen konfiguriert ist.
Motorsteuerung nach Anspruch 5, wobei die Leistungsanordnung jeweils mit dem ersten CAN-Transceiver und dem zweiten CAN-Transceiver verbunden ist und zum Versorgen des ersten CAN-Transceivers und des zweiten CAN-Transceivers mit Leistung konfiguriert ist.
Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, des Weiteren umfassend: eine Ausführungsfeedbackeinheit, die zwischen eine Motorlast und den zweiten Prozessor geschaltet ist und zum Rückmelden eines Ausführungsstatus der Motorlast an den zweiten Prozessor konfiguriert ist.
Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, des Weiteren umfassend: einen zweiten Schalter, der jeweils mit dem ersten Prozessor, dem zweiten Prozessor, einem externen Steuerschalter und dem SBC-Chip verbunden ist und zum Arbeitsstart unter Steuerung durch ein Startsignal von dem externen Steuerschalter und zum Steuern des SBC-Chips unter Steuerung durch den ersten Prozessor und den zweiten Prozessor konfiguriert ist.
Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, des Weiteren umfassend: eine Antriebs- und Positionsfeedbackeinheit, die zwischen den ersten Prozessor und die Motorlast geschaltet ist und zum Antreiben der Motorlast gemäß einem Steuersignal des ersten Prozessors und zum Rückmelden einer Position der Motorlast an den ersten Prozessor konfiguriert ist, wobei die Motorlast sicherheitsrelevant ist.
Fahrzeug, das die Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.