DE3610620C2 - Programmgesteuerter elektronischer Regler - Google Patents
Programmgesteuerter elektronischer ReglerInfo
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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 +UB 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 Rn 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 an des Schalter-Netzwerkes
13 geschlossen, wird also über das Kodier-Netzwerk 12
entweder Masse oder über die Widerstände R1 bis R8 Span
nung +UB 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.
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