DE3610620C2 - Programmgesteuerter elektronischer Regler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen programmgesteuerten elektronischen Regler für Kraftfahrzeuge, der elektronische Schaltkreise aufweist, mit denen in Abhängigkeit von Meß­ signalen nach einem vorgegebenen, in einem Mikroprozessor oder Mikrocomputer mit zugehörigen, internen und/oder exter­ nen Speichern enthaltenen Programm Steuersignale erzeugbar sind, wobei in dem oder den Speichern ein an unterschiedli­ che Anwendungen und/oder Auslegungen der von dem Regler ge­ steuerten Anlage adaptierbares Universal-Programm gespei­ chert ist und wobei der Regler über einen Adaptier-Schalt­ kreis verfügt, der bei der Herstellung des Reglers modifi­ zierbar ist und der den Programmablauf der jeweiligen spe­ ziellen Anwendung und/oder Auslegung anpaßt.

Ein solcher Regler ist aus der DE 29 52 500 A1 bekannt. Die­ ser Regler ist ebenfalls für Steuerungs- und/oder Regelungs­ aufgaben in der Autoelektronik vorgesehen und enthält einen Mikrocomputer und einen Programm- sowie Datenspeicher und einen Adaptier-Schaltkreis, mit dem der Programmlauf des Reglers den jeweiligen speziellen Anwendungen und Auslegun­ gen der von dem Regler gesteuerten Anlage angepaßt wird.

Außerdem ist aus der DE 32 34 637 A1 ein programmgesteuerter elektronischer Regler einer blockiergeschützten Bremsanlage bekannt. Mit Hilfe dieses Reglers werden in Abhängigkeit von Sensor- bzw. Meßsignalen, die die Geschwindigkeiten und das Drehverhalten der Räder des Fahrzeugs wiedergeben, Bremsdruck-Steuersignale erzeugt. Der in dieser Schrift be­ schriebene Regler enthält in einer Ausführungsart Mikrocom­ puter, in denen das Reglerprogramm fest gespeichert ist. Solche Mikrocomputer, die aus einem einzigen Baustein beste­ hen, und in die das Reglerprogramm durch Maskenprogrammie­ rung eingebracht werden kann, sind vergleichsweise preis­ wert.

Als nachteilig wird empfunden, daß praktisch für jeden Fahr­ zeugtyp ein Reglerprogramm mit speziellen Parametern und individuellen Programmschritten benötigt wird, weil z. B. der angestrebte optimale Druckverlauf während einer Schlupfrege­ lung von der Antriebsart, d. h. Vorderrad-, Hinterrad- oder Allradantrieb, von der Bremsauslegung und von zahlreichen anderen Konstruktionsmerkmalen beeinflußt wird. Außerdem werden unterschiedliche Sonderausstattungen, spezielle Re­ aktionen auf bestimmte Störfälle usw., gewünscht. Der Anzahl und dem Typ der jeweils vorhandenen Meßwertaufnehmer, wie Radsensoren, muß ebenfalls durch entsprechende Programmaus­ legung Rechnung getragen werden. Für jede Programmvariante muß folglich ein spezieller Mikrocomputer entwickelt werden, was den Herstellungsaufwand und die Lagerhaltung erheblich verteuert.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen pro­ grammgesteuerten elektronischen Regler für Kraftfahrzeuge zu entwickeln, der auf einfache Weise und mit geringem Aufwand in unterschiedlichen Fahrzeugtypen und Anforderungen ange­ paßt werden kann.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe mit dem im Anspruch 1 beschriebenen Regler gelöst werden kann, dessen Besonderheit darin besteht, daß der Regler mit mehreren Mikroprozessoren oder Mikrocomputern (1, 2), zwischen denen während des Pro­ grammablaufs Datenaustausch über Datenaustauschleitungen (27) oder über einen Datenaustauschbus stattfindet, ausgerü­ stet ist, wobei der Adaptier-Schaltkreis (12, 13) an die Da­ tenaustauschleitungen (27) oder an den Datenaustauschbus angeschlossen ist.

Erfindungsgemäß lassen sich also für verschiedene Fahrzeug­ typen, Bremsensysteme oder Bremsauslegungen vorgesehene Reg­ ler mit einem (oder mehreren) gleichen, einheitlich program­ mierten Schaltkreisen, z. B. Ein-Chip-Mikrocomputer, ausrü­ sten. Die Anpassung des Reglers an den jeweiligen Anwen­ dungsfall wird mit Hilfe eines sehr einfachen und billigen Adaptier-Schaltkreises vorgenommen, der im Rahmen des Her­ stellungsprozesses des Reglers mit minimalem Aufwand, bei­ spielsweise durch Bohren oder Unterbrechen einiger Leiter­ bahnen, abgewandelt wird und dadurch für den speziellen Fahrzeugtyp gewünschten Programmablauf initiiert.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Adaptier-Schaltkreis im wesentlichen aus einem Codier- und einem Schalter-Netzwerk, das zu bestimmten Zei­ ten oder zu vorgegebenen Zeitpunkten im Programmablauf einen Adaptierbefehl an den Mikroprozessor oder an den Mikrocompu­ ter anlegt. Das Codier-Netzwerk besteht dabei zweckmäßiger­ weise aus einem Schaltbrücken- oder einem Widerstands-Netz­ weg, mit dem je nach Anwendung und/oder Auslegung der von dem Regler gesteuerten Anlage das Potential an Eingängen des Mikroprozessors oder Mikrocomputers festgelegt werden kann.

Der erfindungsgemäße Regler ist zur Bremsschlupf- und/oder Antriebsschlupfregelung besonders geeignet.

Weitere Details der Erfindung gehen aus der folgenden Be­ schreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildungen hervor.

Es zeigen

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung im Blockschaltbild die wichtigsten Schaltkreise eines erfindungsgemäßen Reglers für eine blockiergeschützte Bremsanlage und

Fig. 2 im Flußdiagramm eine Möglichkeit zur Einfügung der Codier- und Schalternetzwerkfunktionen gemäß Fig. 1 in den Programmablauf.

In der Ausführungsart nach Fig. 1 enthält der Regler ei­ ner blockiergeschützten Bremsanlage zwei parallel betrie­ bene Mikrocomputer 1, 2 (MC1, MC2). Über Vielfachleitun­ gen 3, 4 werden den Eingängen der beiden Mikrocomputer 1, 2 Signale zugeführt, die mit Radsensoren S₁ bis S₄, z. B. mit induktiven Meßwertaufnehmern, gewonnen und in einer Triggerschaltung 5 aufbereitet wurden. Die Eingänge der beiden Mikrocomputer 1, 2 sind parallelgeschaltet. Somit erhalten beide die gleichen Informationen, insbe­ sondere über das Drehverhalten der einzelnen Fahrzeugrä­ der.

In dem Mikrocomputer 1 werden alle Eingangsinformationen nach einem vorgegebenen Programm, das in dem Mikrocompu­ ter gespeichert ist, logisch verknüpft und verarbeitet. Am Ausgang A₁ des Mikrocomputers 1 stehen schließlich Bremsdrucksteuersignale zur Verfügung, die über das Lei­ tungssystem 6 einer Verstärkerschaltung 7 und über die Leitungen 8 zu Bremsdruck-Steuerventilen 9 weitergeleitet werden. Mit diesen Ventilen, die üblicherweise als elek­ tromagnetisch betätigbare Mehrwegeventile ausgebildet sind, wird der Bremsdruck in den Radbremsen der geregel­ ten Räder gesenkt, konstant gehalten und zur gegebenen Zeit wieder erhöht, um ein Blockieren der Räder zu ver­ hindern und eine möglichst effektive Abbremsung des Fahr­ zeugs mit kurzem Bremsweg unter Erhalt der Fahrstabilität zu erreichen. Sogenannte Hauptventile, die in bekannter Weise Druckmittel in die Bremskreise zurückführen und da­ durch die beim Druckabbau entnommene Druckmittelmenge er­ setzen, sind ebenfalls in der Ventil-Anordnung 9 enthal­ ten.

Bei der dargestellten Reglerschaltung werden die in der Triggerschaltung 5 aufbereiteten Sensorsignale in dem zweiten Mikrocomputer 2 in gleicher Weise, insbesondere nach dem gleichen Programm, wie im Mikrocomputer 1 verar­ beitet. Über ein Leitungssystem 10 und eine Anpassungs­ stufe 11 werden die durch den Mikrocomputer 1 erzeugten Signale nach dem Passieren des Verstärkers 7 zum Ausgang A₂ des zweiten Mikrocomputers 2 zurückgeführt. Außerdem sind beide Mikrocomputer 1, 2 durch einen Datenaustausch­ bus 27 miteinander verbunden. Durch diese Verschaltung können ständig externe und interne Signale der beiden Mi­ krocomputer 1, 2 verglichen werden. Stimmen die Signale nicht überein, deutet dies auf einen Fehler hin, weshalb in diesem Fall über eine nicht dargestellte Überwachungs­ schaltung die Schlupfregelung abgeschaltet und sicherge­ stellt wird, daß weiterhin eine normale, d. h. ungeregelte Bremsung möglich bleibt.

An den Datenaustauschbus 27 ist in der in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsart der erfindungswesentliche Adap­ tier-Schaltkreis, nämlich ein Kodier- und Schalternetz­ werk 12, 13 angeschlossen. Das Kodiernetzwerk 12 besteht hier lediglich aus einer Reihe zunächst parallelgeschal­ teter ohmscher Widerstände R1 bzw. R2 bis R8, die einer­ seits über eine gemeinsame Leitung 14 an eine Spannungs­ quelle +U_B und andererseits über eine gemeinsame Lei­ tung M an Masse angeschaltet sind. Jeder Widerstand R1 bis R8 ist über einen offenen Schalter a₁ bis a₈, der sich im Inneren des Schalter-Netzwerkes 13 befindet, mit einer Leitung des Datenaustauschbuses 27, verbunden.

Zur Kodierung des Adaptier-Schaltkreises 12, 13 wird in dem Kodier-Netzwerk 12 entweder der vorgefertigte An­ schluß der Widerstände R_n an die Masseleitung M belas­ sen oder aufgetrennt. Im vorliegenden Fall sind die Wi­ derstände R1 bis R8 auf einer gedruckten Schaltung unter­ gebracht, so daß die Auftrennung des Anschlusses an die Leitung M auf sehr einfache Weise durch Aufbohren (Boh­ rungen 15, 16, 17, 18) der Anschluß-Leiterbahn an die Masseleitung M durchgeführt werden kann.

Werden die Schalter a₁ bis a_n des Schalter-Netzwerkes 13 geschlossen, wird also über das Kodier-Netzwerk 12 entweder Masse oder über die Widerstände R1 bis R8 Span­ nung +U_B an die einzelnen Leitungen des Datenaustausch­ bus 27 angelegt. Im dargestellten Beispiel wird über die Schalter a₁, a₃, a₄ und a₇ Spannung angelegt, während die Schalter a₂, a₅, a₆ und a₈ mit der Masseleitung M verbunden sind. Über das Schalter-Netzwerk 13 kann also ein durch die Kodierung des Kodier-Netzwer­ kes 12 fest vorgegebener Befehl über den Datenaustausch­ bus 27 den Mikrocomputern 1, 2 zugeführt werden. Da acht Schalter und Anschlußwege vorgesehen sind, ergeben sich insgesamt 256 Kombinationsmöglichkeiten; somit sind 256 unterschiedliche Befehle durch das Kodier- und Schalt- Netzwerk 12, 13 zu realisieren.

Über die Steueranschlüsse 19 und 20 wird zu bestimmten Zeitpunkten das Schalternetzwerk 13 betätigt und dadurch der durch die Kodierung des Netzwerkes 12 vorgegebene Be­ fehl, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Form eines 8bit Datenwortes, in den Datenaustauschbus 27 ein­ gespeist.

In dem Regler nach Fig. 1 sind die beiden Mikrocomputer 1, 2 durch den Datenaustauschbus 27 miteinander verbun­ den, über den unter anderem Signale, die z. B. Zwischener­ gebnisse der Datenverarbeitung innerhalb des Mikrocompu­ ters 1 oder 2 darstellen, mit den entsprechenden, in dem anderen Mikrocomputer erarbeiteten Daten auf Übereinstim­ mung verglichen werden.

Fig. 2 zeigt den Programmablauf bei Verwendung des Adap­ tier-Netzwerkes 12, 13 nach Fig. 1. Nach dem Anlegen des Steuerbefehls 21 an das Schalternetzwerk 13 - siehe Fig. 1 - werden die Schalter a₁ bis a₈ geschlossen und da­ durch das Kodier-Netzwerk 12 angeschaltet; dies ist durch den Programmschritt 22 in Fig. 2 symbolisiert. Der durch die Kodierung des Netzwerkes 12 festgelegte Befehl wird somit in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Form eines 8bit Datenwortes in den Datenaustauschbus 27 einge­ geben und führt - dies ist durch 24 veranschaulicht - zu einer Auswahl bestimmter Parameter, bestimmter Programm­ schritte oder anderer Kenngrößen, die den Ablauf des in den Mikrocomputern 1, 2 gespeicherten Reglerprogrammes beeinflussen. Beispielsweise können durch den im Netzwerk 12 kodierten Befehl die Dauer der Druckabbau- oder Druck­ aufbaupulse in bestimmten Regelphasen bestimmt werden. Auch ist es möglich, das Reglerprogramm den geänderten Bedingungen bei Frontantrieb, Hinterradantrieb oder All­ radantrieb anzupassen. Eine Giermomenten-Beeinflussung, z. B. durch Begrenzung der maximalen Druckdifferenzen zwi­ schen den beiden Rädern einer Achse durch Verknüpfung der entsprechenden Druckaufbauzeiten oder dergleichen, läßt sich, wenn entsprechende Programmschritte in den Mikro­ computern 1, 2 gespeichert sind, durch die Kodierung des Netzwerkes 12 "einschalten" oder verhindern. Eine Anpas­ sung der Signalverarbeitung an die jeweils verwendeten Radsensoren S₁ bis S₄, insbesondere an die Zuordnung der Impulsfrequenz zur Winkelgeschwindigkeit der Räder, und an zahlreiche andere, vom jeweiligen Fahrzeugtyp bzw. von der Bremsenauslegung abhängiger Größen wird ebenfalls durch die Kodierung vorgenommen.

Nach der Datenauswahl 24 folgt die Initialisierung 25 des Reglerprogrammes, das nun in der dem Fahrzeugtyp oder der Auslegung entsprechenden Weise abläuft. Die Adaption der Pulsbreiten, mit denen der Bremsdruckaufbau und -abbau gesteuert wird, an die Kennlinie der verwendeten Radbrem­ sen, wird ebenfalls durch die Kodierung vorgenommen. Das Auslösen von Zusatzfunktionen, z. B. Antriebsschlupfrege­ lung usw., läßt sich gleichfalls durch die Kodierung be­ einflussen.

Je nach Ausführungsart des Reglers wird der durch Kodie­ rung des Netzwerks 12 vorgegebene Befehl in größeren Zeitabständen, z. B. bei jedem Einschalten der Zündung, oder zu einem vorgegebenen Zeitpunkt innerhalb jedes Si­ gnalverarbeitungszyklus auf den Datenaustauschbus 27 ge­ geben. Außerhalb dieser Eingabezeit, d. h. nach dem Abkop­ peln des Kodiernetzwerkes 12 durch Öffnen der Schalter im Netzwerk 13, steht der Datenaustauschbus 27 ungehindert für andere Funktionen bzw. Datenübertragungen zur Verfü­ gung.

Durch die Einführung des erfindungsgemäßen Adaptier-Netz­ schaltkreises 12, 13 wird also mit sehr geringem Aufwand ein wichtiger Schritt in Richtung auf einen universell einsetzbaren Regler vollzogen. Der durch das universelle Programm, das in den Mikrocomputer fest gespeichert wer­ den muß, eventuell erhöhte Bedarf an Speicherplätzen ist von untergeordneter Bedeutung, weil ohnehin bei heutigen Mikrocomputer-Bausteinen genügend Speicherplätze zur Ver­ fügung stehen.

Claims (4)

1. Programmgesteuerter elektronischer Regler für Kraftfahr­ zeuge, der elektronische Schaltkreise aufweist, mit de­ nen in Abhängigkeit von Meßsignalen nach einem vorgege­ benen, in einem Mikroprozessor oder Mikrocomputer mit zugehörigen, internen und/oder externen Speichern ent­ haltenen Programm Steuersignale erzeugbar sind, wobei in dem oder den Speichern ein an unterschiedliche Anwendun­ gen und/oder Auslegungen der von dem Regler gesteuerten Anlage adaptierbares Universal-Programm gespeichert ist und wobei der Regler über einen Adaptier-Schaltkreis (12, 13) verfügt, der bei der Herstellung des Reglers modifizierbar ist und der den Programmablauf der jewei­ ligen speziellen Anwendung und/oder Auslegung anpaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler mit mehreren Mi­ kroprozessoren oder Mikrocomputern (1, 2), zwischen denen während des Programmablaufs Datenaustausch über Daten­ austauschleitungen (27) oder über einen Datenaustausch­ bus stattfindet, ausgerüstet ist, wobei der Adaptier- Schaltkreis (12, 13) an die Datenaustauschleitungen (27) oder an den Datenaustauschbus angeschlossen ist.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adaptier-Schaltkreis (12, 13) im wesentlichen aus einem Kodier- (12) und einem Schalter-Netzwerk (13) besteht, das zu bestimmten Zeiten oder zu vorgegebenen Zeitpunk­ ten im Programmablauf einen Adaptierbefehl an den Mikro­ prozessor oder an den Mikrocomputer (1, 2) anlegt.

3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kodier-Netzwerk (12) aus einem Schaltbrücken- oder einem Widerstands-Netzwerk besteht, mit dem je nach Anwendung und/oder Auslegung der von dem Regler gesteuerten Anlage das Potential an Eingängen des Mikroprozessors oder des Mikrocomputers (1, 2) festlegbar ist.

4. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Bremsschlupf- und/oder An­ triebsschlupfregelung vorgesehen ist.