JPH11504747A - 計算ユニットの機能性を検査する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 前以て決められた時間間隔において前以て決められた数のデータビットを有するデータ語が第２の計算ユニットから第１の計算ユニットに供給される、第１の計算ユニットの機能性の検査方法が提供される。各データビットには１つの機能が割り当てられている。第１の計算ユニットが機能の処理後に所属のデータビットを反転しかつタイムスロットの終わりにデータ語を第２の計算ユニットに送出し、第２の計算ユニットは供給されたデータ語を検査する。

Description

【発明の詳細な説明】 計算ユニットの機能性を検査する方法 本発明には、請求項１の上位概念に記載の計算ユニットの機能性を検査する方 法が記載されている。 安全性にとって重要な機能はますますもって、殊に車両において、計算ユニッ トによって制御されるようになっている。それ故に計算ユニットは正しい機能に ついて検査すべきである。計算ユニットの正しい機能性は前以て決められた機能 の適時な処理を含んでおり、この処理が例えば実行時間監視に基づいて検査され る。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第４１１４９９９号公報から、車両の制御デー タを決定するための第１の計算ユニットと第１の計算ユニットを監視するための 第２の計算ユニットとが設けられている、車両の制御系が公知である。第１の計 算ユニットおよび第２の計算ユニットはそれぞれ、独立したタイムベースに接続 されている。第２の計算ユニットは第１の計算ユニットに第１のデータを予め供 給する。これらのデータから第１の計算ユニットは計算規定に従って結果を計算 し、この結果を第１の計算ユニットは今度は第２の計算ユニットに戻す。第２の 計算ユニットは、第１の計算ユニットから戻し供給されたデータが正確かつ適時 に戻し供給されるかどうかを検査する。 本発明の課題は、第１の計算ユニットの正しい機能性の監視の改善を図ること である。 本発明の課題は、請求項１の特徴部分に記載の構成によって解決される。 本発明の重要な利点は、第１の計算ユニットによって処理される個別機能の処 理が検査される点にある。 本発明の有利な実施形態および改良例はその他の請求項に記載されている。 本発明を図面を用いて詳細に説明する。その際： 第１図は、車両用制御装置の機能構成を示す線図であり、 第２図は、本発明の方法を実施するためのプログラムシーケンスを表す図であり 、 第３図は、安全性に重要な機能のデータ語を表す略図である。 次に、車両を制御するための装置を略示している第１図の例に基づいて、本発 明を詳細に説明する。第１図には、車両において閉ループ制御および開ループ制 御すべき複数の調整部材を示している車両ブロック１が示されている。車両ブロ ック１は例えば、電子的な出力制御部、電子的な制動系または自動速度制御部を 有している。更に、車両部ブロック１には相応のセンサおよび発生器が含まれて いる。これらセンサおよび発生器は相応の調整部材のその都度の位置および車両 および周囲の作動パラメータを検出する。 車両ブロック１の調整部材およびセンサはデータバス４を介して第１の計算ユ ニット２に接続されている。有利には、車両ブロック１の調整部材およびセンサ はデータバス４を介して第２の計算ユニット３とも接続されている。第１および 第２の計算ユニット２，３は、双方向のデータ線路８を介して相互に接続されて いる。 更に、第１の計算ユニット２は制御線路６を介して車両ブロック１の相応の調 整部材に接続されている。第２の計算ユニット３は制御線路５を介して第１の計 算ユニット２に接続されており有利には第２の制御線路７を介して車両ブロック １の相応の調整部材に接続されている。第１の計算ユニット２および第２の計算 ユニット３はそれぞれ、第１のメモリ９ないしメモリ１０に接続されている。 次に第１図の装置を絞り弁を備えた内燃機関の電子出力制御部の例に基づいて 説明する：絞り弁には発生器が配属されている。発生器はデータバス４を介して 絞り弁の調整位置を第１の計算ユニット２に送出する。更に第１の計算ユニット ２には、車両ブロック１のセンサを介して車両の作動条件に関する情報および有 利には例えば周囲温度、道路の濡れ具合などのような外部条件に関する別の情報 が供給される。 そこで第１の計算ユニット２は車両の作動条件に基 づいて前以て決められた関数および／または第１のメモリ９にファイルされてい るテーブルに従って、絞り弁１がとるべき調整位置を計算する。調整位置の計算 後、第１の計算ユニット２は制御線路６を介して、絞り弁に配属されている調整 器を計算された調整位置に相応する信号によって制御する。 簡単な構成において、第２の計算ユニット３はデータバス４に接続されておら ずかつ第２の制御線路７を使用することもできない。この場合第２の計算ユニッ ト３は、データ線路８を介するデータ交換に従って第２のメモリ１０にファイル されている前以て決められた方法に従って第１の計算ユニット２の正しい機能性 を検査する。 本発明の態様において、第２の計算ユニット３はデータバス４にも接続されて おりかつ第２の制御線路７を使用することができる。この場合、第２の計算ユニ ット３は所定の調整部材に対して、車両のセンサから送出された作動条件とファ イルされている関数および／またはテーブルから新しい調整位置を計算する。新 しい調整位置の計算後、第２の計算ユニット３は第２の制御線路７を介して相応 の調整部材を相応に制御する。調整部材の位置を計算するための関数および／ま たはテーブルは第２のメモリ１０にファイルされている。 第２図には、第２の計算ユニット３がデータ交換を 介して第１の計算ユニット２を正しい機能性、殊に前以て決められた機能の時間 正しい処理について関するプログラムシーケンスが略示されている。この例にお いて、時間シーケンスは、その始めにその都度、第２の計算ユニット３が第１の 計算ユニット２にデータ語１３を供給しかつその終わりに第１の計算ユニット２ が第２の計算ユニット３に安全性語を返送するタイムスロットに区分されている 。１つのタイムスロットは、前以て決められた時間間隔、有利には１０ｍｓを有 している。 第１のタイムスロット１０において第１の計算ユニット２は時点Ｔ０で、この 場合は８ビットから成っている安全性語１４を第２の計算ユニット３に返送する 。 第２の計算ユニット３は引き続いて第１のタイムスロット２０の始めに時点Ｔ １においてデータ語１３を第１の計算ユニット２に送出する。第１の計算ユニッ ト２は、データ語１３を、第１のメモリにファイルされている参照語１２と比較 する。この比較において、データ語１３の個別ビットが参照語１２の相応する個 別ビットと比較される。そこでデータ語１３のビットが参照語１２の相応するビ ットとは別の値を有していれば、データ語の相応のビットの値は第１の計算ユニ ット２によって、同様に第１のメモリ９にファイルされている安全性語１４の相 応の位置に書き込まれる。 ビット位置は以下、右から左に位置１ないし８というように表される。参照語 １２は、第１の位置で値１を有し、第２の位置で値１を有し、第３の位置で値０ を有し、第４の位置で値０を有し、第５の位置で値０を有し、第６の位置で値１ を有し、第７の位置で値１を有しかつ第８の位置で値０を有している。 データ語１３は第１の位置で値０を有し、第２の位置で値０を有し、第３の位 置で値１を有し、第４の位置で値１を有し、第５の位置で値１を有し、第６の位 置で値０を有し、第７の位置で値０を有しかつ第８の位置で同様に値０を有して いる。 従って第１の計算ユニット２は安全性語１４に、データ語の最初の７つのビッ トの値を安全性語１４の相応の最初の７つの位置に書き込む。このことは第２図 において相応のビットにハッチングを付して示されている。 データ語１３および安全性語１４は、各ビットが少なくとも１つの機能、殊に 車両の機能に割り当てられているように構成されている。図示の例では、第１の 位置のビットは絞り弁の位置制御に割り当てられ、第２の位置のビットは、絞り 弁の調整位置が許容領域と比較される、絞り弁の監視に割り当てられ、第４の位 置のビットはブレーキペダルの操作に割り当てられ、第６の位置のビットは、ペ ダルの調整位置が許容領域と比較される、ペダル値発生器監視（ＰＷＧ監視）に 割り当てられている。 そこで第１の計算ユニット２が１つの機能を実施すると、この機能の実施後、 安全性語１４の、この機能に相応するビットがデータ語１３の相応するビットの 値に対して反転される。しかし、安全性語１４を機能の実施の前にまたは機能の 実施の期間に変化することもできる。この変化されたビットは、実質的に、前以 て決められた時点でプログラムの前以て決められた箇所に到達したことを指示す る。 例えば、第２のタイムスロット２０において、絞り弁監視（ＤＫ監視）の実施 後、安全性語１４の第２の位置にあるビットが値０から値１に変化される。同様 に、ペダル値発生器監視の実施後、安仝性語１４の第６の位置にあるビットが値 ０から値１に変化される。位置制御（位置制御器）の場合にも、制動ペダル（操 作スイッチ）の場合にも上述したことに相応して実行される。 第１の計算ユニット２は、第２のタイムスロット２０において入力されたデー タ語１３を第３のタイムスロット３０に対する新しい参照語１４として記憶する 。 それから、１つの機能が第１の計算ユニット２によって２回順次実施されると 、安全性語１４における相応のビットの値は１回目でだけデータ語１３の値に対 して反転され、２回目には１回目に反転された値が維 持される。というのは、第１の計算ユニット２は機能の処理後、安全性語１４の 相応するビットにデータ語１３の相応のビットの反転された値を書き込むからで ある。このことは第２のタイムスロット２０において位置制御器の例において明 確に図示されている。 第１の計算ユニット２は、複数の機能の処理によって相応に変化された安全性 語１４を、第２のタイムスロット２０の終わりの前以て決められた時点Ｔ２で第 ２の計算ユニット３に送出する。既述の実施例において、安全性語１４は有利に はデータ語１３を受け取ってから１０ｍｓ後に第２の計算ユニット３に送出され 。 それから第２の計算ユニット３は、安全性語１４のビットを前以て決められた テーブルによって検査する。このテーブルには、どの機能が第１の計算ユニット ２によって所定の時点で処理されるべきであり、その結果相応のビットがデータ 語１３に対して反転された値を有しているはずであることが示されている。相応 のビットの値が反転されていなければ、相応のビットの機能に割り当てられてい るチャタリング防止計数器が第２の計算ユニット３によって値１だけ高められる 。チャタリング防止計数器が最大値を上回ると、相応の機能の誤機能が検出され る。 第１の計算ユニット２によって処理されるべき機能は有利には種々の時間間隔 において循環的に処理され る。上述した例では、データ語１３および安全性語１４の最初の２ビットに相応 する位置制御および絞り弁の監視は５ｍｓ毎に実行される。従って安全性語１４ の最初の２つのビットは第２の計算ユニット３によってそれぞれのタイムスロッ トの後に検査されかつデータ語１３の最初の２つのビットはそれぞれのタイムス ロットの前に反転される。 しかし第１の計算ユニット２は、各タイムスロットにおいて実施されるべきで はない機能も処理する。例えば、ＰＷＧ監視は、１０ｍｓ毎に実施されるだけで ある。１タイムスロットは１０ｍｓ長であるので、１つのタイムスロットにおい てＰＷＧ監視が実施されるべきではないことが起こる。第２の計算ユニット２は この場合、例えば第１のタイムスロット１０においてデータ語１３の第６のビッ トを最後のデータ語１３に比べて反転して第１の計算ユニット２に送出する。し かし第２の計算ユニット３は第３のタイムスロット３０の後に漸く、安全性語１ ４の相応のビットがデータ語１３の相応のビットに対して反転されているかどう かを検査する。従って、安全性語１４の１つのビットは各タイムスロットの後に は検査されない。 第２の計算ユニット３は有利には、機能の処理、従ってデータ語１３に対する 安全性語１４の相応のビットの反転を、機能の処理の繰り返し周波数の２倍の大 きさの時間間隔において検査する。このようにして、 第１の計算ユニット２と第２の計算ユニット３との間の小さなクロックずれによ って、第１の計算ユニット２が正しく動作しているにも拘わらず、エラーが検出 されるのが妨げられる。 しかしデータ語１３におけるビットの反転と安全性語１４の相応のビットの検 査との間の時間間隔は、処理すべき機能に応じて整合することができる。 データ語１３の第８ビットおよび安全性語１４の第８ビットに相応する速度制 御の機能は、１００ｍｓ毎に実施されるべきである。従って安全性語１４の第８ ビットは、データ語１３における相応のビットの反転の２００ｍｓ後に、データ 語１３におけるビットに対する反転について検査される。 第２の計算ユニット３は、第３のタイムスロット３０に対して時点Ｔ３におい て新しいデータ語１３を第１の計算ユニット２に送出する。この新しいデータ語 １３は、第２のタイムスロット２０の間に第１の計算ユニット２に供給されたデ ータ語１３から次のように決定される：第２の計算ユニット３によって最後に検 査されかつその機能がこの時点で第１の計算ユニット２によって処理されるべき であるビットが、新しいデータ語１３においてその前のデータ語１３に対して反 転される。別のビットは第２のタイムスロット２０のデータ語１３がそのまま使 用される。 第１の計算ユニット２は第３のタイムスロット３０ において、データ語１３を参照語１２と比較する。この参照語は第２のタイムス ロット２０のデータ語１３に相応している。データ語１３において参照語１２に 対して異なっているビットは第３のタイムスロット３０の安全性語１４に移され る。この安全性語は第２のタイムスロット２０の変化された安全性語１４に相応 している。 第３のタイムスロット３０において、データ語１３は参照語１２とは第１およ び第２のビットにおいて異なっている。従って、第１の計算ユニット２は、デー タ語１３の第１のビットおよび第２のビットを安全性語１４に書き込む。このこ とは、第３のタイムスロット３０において、安全性語１４の第１のビットおよび 第２のビットの斜線のマーキングによって示されている。 第３のタイムスロット３０において、安全性語１４の第１ないし第７ビットの 機能が第１の計算ユニット２によって実施される。 安全性語１４の第１のビットに位置制御が対応し、第２ビットに絞り弁の監視 が対応し、第３ビットに第１の計算ユニットの実行経過コントロールが対応し、 第４ビットに操作スイッチが対応し、第５ビットに充填調整器が対応し、第６ビ ットにペダル値発生器監視が対応し、第７ビットにペダル値発生器評価が対応し ている。第１の計算ユニット２は最初の７つのビット の機能を実施するので、安全性語１４の最初の７つのビットは第１の計算ユニッ ト２によって反転される。このことは、第３のタイムスロット３０において最初 の７つのビットの斜線掛けによって示されている。 第３のタイムスロット３０の終わりに、時点Ｔ４において、変化された安全性 語１４が再び第２の計算ユニット３に送出される。第２の計算ユニット３はそこ で、安全性語１４の、この時点で第１の計算ユニットによってテーブルに従って 処理されるべきであるビットをデータ語１３のビットと比較する。 それからこの方法は、第２のタイムスロット２０から第３のタイムスロット３ ０への移行に相応して、第３のタイムスロット３０から第４のタイムスロット４ ０への移行の際に続行される。 データ語１３および安全性語１４の個別ビットが規則的な時間間隔において反 転されることによって、第１の計算ユニット２および第２の計算ユニット３間の 線路における短絡または固定の値への電圧の障害ある固定が確実に検出される。 これにより、第１の計算ユニット２および第２の計算ユニット３間の線路接続も 障害について検査される。 第３図には、前以て決められた数の機能に対するデータ語１３が略示されてい る。これらの機能は、括弧内に示されている時間間隔において規則的に第１の計 算ユニット２によって処理されるべきであり、従って 相応の時間間隔において第２の計算ユニット３によってこの処理が検査もされる 。 有利には、データ語１３のビットは、値１を有する少なくとも１つのビットお よび値０を有する少なくとも１つのビットが設けられているように選択されてい る。これにより、例えば、第１の計算ユニット２と第２の計算ユニット３との間 に発生しかつすべてのビットの値を１、即ち高電位または０、即ち低電位に固定 する短絡のような線路障害を検出することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホルスト ヨウヴェナール ドイツ連邦共和国 Ｄ―75446 ヴィール ンスハイム ヴァルデンザーシュトラーセ 33 (72)発明者 ディートマー ペータース ドイツ連邦共和国 Ｄ―93059 レーゲン スブルク アルテニュールンベルガー シ ュトラーセ ４アー (72)発明者 ヨハン シュミット ドイツ連邦共和国 Ｄ―93413 シャーム ティールシュタイン 10

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１の計算ユニット（２）の機能性の検査方法であって、該第１の計算ユ ニットには第２の計算ユニット（３）からデータ語（１３）が予め与えられ、該 データ語が第１の計算ユニット（２）によって変化されかつ第２の計算ユニット （３）が、データ語（１４）が第１の計算ユニット（２）によって前以て決めら れた時点までに変化されるかどうかを監視する形式の方法において、 前記データ語（１３，１４）の少なくとも１つのビットを１つの機能に割り当て 、 該機能が前記第１の計算ユニット（２）によって処理されるとき、該第１の計算 ユニット（２）によって相応のビットを変化する ことを特徴とする方法。 ２．前記第２の計算ユニット（３）は前以て決められた時点（Ｔ１，Ｔ３）に データ語（１３）を予め与え、かつ前記第１の計算ユニット（２）は該データ語 （１３）を参照語（１２）と比較しかつ該参照語（１２）とは異なっているビッ トを安全性語（１４）に書き込み、かつ前記第１の計算ユニット（２）は機能の 処理後、該機能に割り当てられている、安全性語（１４）のビットを変化し、か つ前記第１の計算ユニット（２）は前以て決められた時点（Ｔ３，Ｔ４）で前記 安全性語（１４）を前記第２の計算ユニット（３）に出力する 請求項１記載の方法。 ３．前記第２の計算ユニット（３）はこれまでのデータ語から新しいデータ語 を求めかつ該データ語を前以て決められた時点（Ｔ３）で前記第１の計算ユニッ ト（２）に予め与え、ここで第２の計算ユニット（３）は前記新しいデータ語に おいてこれまでのデータ語に対して少なくとも、前記第１の計算ユニット（２） が前以て決められた時間間隔において処理すべきである機能に対応するビットを 変化する 請求項１記載の方法。 ４．前記第１の計算ユニット（２）は前記第２の計算ユニット（３）から供給 されるデータ語（１３）を参照語（１２）としてファイルしかつ次に供給される データデータ語（１３）との比較の際に参照語（１２）として使用する 請求項１記載の方法。 ５．前記第１の計算ユニット（２）は前記変化されたデータ語（１３）を安全 性語（１４）として前記第２の計算ユニット（３）に返送し、かつ該第２の計算 ユニット（３）は前記安全性語（１４）の少なくとも１つのビットを参照値と比 較する 請求項１記載の方法。 ６．前記第２の計算ユニット（３）は安全性語（１ ４）のビットを、該ビットに割り当てられた機能に依存している前以て決められ た時間間隔において検査する 請求項５記載の方法。 ７．前記データ語（１３）の少なくとも１つのビットは値１、即ちハイ状態を 有しておりかつ前記データ語（１３）の少なくとも１つのビットは値０、即ちロ ー状態を有している 請求項１記載の方法。