RU2538337C2

RU2538337C2 - Способ и система для управления по меньшей мере одним исполнительным органом

Info

Publication number: RU2538337C2
Application number: RU2012103227/08A
Authority: RU
Inventors: ФОЙХТЕР Вильфрид; ХЕЙЛЬ Андреас
Original assignee: Роберт Бош Гмбх
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2015-01-10
Also published as: US20120185145A1; EP2449438A1; US9952578B2; EP2449438B1; RU2012103227A; DE102009027369A1; JP2012531639A; WO2011000651A1; CN102473004A; CN102473004B

Abstract

Изобретение относится к способу управления по меньшей мере одним исполнительным органом (11). Технический результат заключается в обеспечении непрерывного контроля блоков управления при минимальных аппаратных затратах. Способ предусматривает наличие двух блоков управления (А, В) и логической схемы (13) выбора, причем каждый из блоков управления (А, В) выполнен с возможностью воздействия на исполнительный орган (11). Каждый из блоков управления (А, В) выполняет самодиагностику. В зависимости от результата самодиагностики каждый из блоков управления (А, В) генерирует по меньшей мере один сигнал активизации (АА, АВ, ВА, ВВ). Сигнал активизации (АА, АВ, ВА, ВВ) указывает на то, который из блоков управления (А, В) должен быть активизирован. В зависимости от сигналов активизации (АА, АВ, ВА, ВВ) логическая схема (13) выбора активизирует один из двух блоков управления (А, В) для воздействия на исполнительный орган (11). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу и системе для управления по меньшей мере одним исполнительным органом, охарактеризованным в ограничительной части пунктов 1 и 7 формулы изобретения.

Уровень техники

Известны так называемые "системы 1оо2" (от англ. "1 out of 2" - "один из двух"), в которых логическая схема выбора решает, какой из двух блоков управления следует активизировать (включить). Принятие такого решения зависит от сигналов активизации, поступающих в эту логическую схему. Сигналы активизации генерируются вышестоящими устройствами диагностики и контроля, осуществляющими непрерывную проверку работоспособности обоих блоков управления. Реализация этих устройств диагностики и контроля связана, в частности, со значительными затратами на аппаратное и программное обеспечение.

Из US 6845467 В1 известны система и способ для переключения управления между резервными блоками управления. При этом осуществляется контроль состояния резервного блока управления с целью определения необходимости переключения управления между блоками управления. Системы контроля и переключения основаны на применении аппаратных средств, а управление осуществляется посредством конечного автомата. При этом генерируются сигналы состояния, соответствующие состоянию того блока управления, для которого они предназначены.

Раскрытие изобретения

В основе изобретения лежит задача создания системы описанного выше типа, в которой обеспечивается непрерывный контроль при низких затратах. В предлагаемом изобретении эта задача решается посредством способа по пункту 1 и системы по пункту 7 формулы изобретения. Согласно изобретению каждый блок управления выполняет самодиагностику. Затем каждый блок управления генерирует, в зависимости от результата самодиагностики, по меньшей мере один сигнал активизации, который указывает на то, который из блоков управления должен быть активизирован. После этого логическая схема выбора активизирует, в зависимости от сигналов активизации, один из двух блоков управления для воздействия на исполнительный орган. Согласно изобретению оба блока управления выполняют самодиагностику. Следовательно, дополнительные затраты на аппаратное обеспечение для вышестоящего устройства диагностики и контроля не требуются. Вместо этого может быть реализована самодиагностика с использованием, в основном, лишь дополнительного программного обеспечения в соответствующих блоках управления. Система, предлагаемая в настоящем изобретении, обеспечивает существенное упрощение конструкции и снижение затрат. В предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один из двух блоков управления содержит процессор и сторожевую схему, причем сторожевая схема непрерывно проверяет процессор на наличие возможных ошибок и в случае обнаружения ошибки генерирует сигнал ошибки, в зависимости от которого генерируется(-ются) сигнал(-ы) активизации соответствующего блока управления. Сторожевая схема представляет собой устройство, реализуемое без больших затрат.

Другие отличительные признаки, возможности применения и преимущества изобретения указаны в приведенном ниже описании примеров его осуществления, изображенных на чертежах. При этом все описанные или изображенные отличительные признаки образуют, сами по себе или в любой комбинации, предмет изобретения независимо от того, как они представлены в пунктах формулы изобретения или в их ссылках, а также независимо от того, как они сформулированы в описании или изображены на чертеже.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана блок-схема, представляющая собой один из примеров осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы для управления по меньшей мере одним исполнительным органом, а на фиг.2 представлена таблица, предназначенная для использования в системе, показанной на фиг.1.

Осуществление изобретения

Изображенная на фиг.1 система 10 предусмотрена для управления по меньшей мере одним исполнительным органом 11. Система 10 содержит два блока управления А, В, а также логическую схему 13 выбора. Блок управления А генерирует два сигнала активизации АА, АВ, поступающих в логическую схему 13 выбора, в которую также поступают два сигнала активизации ВА, ВВ, генерируемых блоком управления В. Кроме того, каждый из блоков управления А, В генерирует управляющий сигнал (соответственно Aout и Bout), предназначенный для управления исполнительным органом 11. Управляющие сигналы Aout, Bout поступают на оба входа переключателя 14, выход которого соединен с исполнительным органом 11. Коммутационное положение переключателя 14 задается переключающим сигналом, поступающим из логической схемы 13 выбора.

На оба блока управления А, В поступают один или несколько входных сигналов (не показаны). При этом в предпочтительном варианте на блоки управления А, В подаются одни и те же сигналы. Эти входные сигналы, так же как и управляющие сигналы Aout, Bout, могут быть цифровыми или аналоговыми.

Каждый из блоков управления А, В предназначен для оказания воздействия на исполнительный орган 11 в зависимости от входных сигналов. При этом каждый из блоков управления А, В способен управлять исполнительным органом 11 требуемым образом и полностью независимо от другого блока управления В, А.

Кроме того, в каждом из блоков управления А, В предусмотрены возможности самопроверки и самодиагностики. При этом самодиагностика одного из блоков управления А, В осуществляется независимо от другого блока управления В, А.

В зависимости от результата самодиагностики каждый из блоков управления А, В генерирует свои сигналы активизации АА, АВ, ВА, ВВ. Все четыре сигнала активизации АА, АВ, ВА, ВВ поступают в логическую схему 13 выбора. С помощью таблицы, показанной на фиг.2, логическая схема 13 выбора генерирует переключающий сигнал U, тем самым осуществляя управление переключателем 14. Вследствие этого переключатель 14 устанавливается в определенное коммутационное положение, сопоставленное одному из двух блоков управления А, В. Кроме того, на исполнительный орган 11 передается, через переключатель 14, управляющий сигнал Aout, Bout только того блока управления А, В, который был выбран посредством переключающего сигнала U.

Четыре сигнала активизации АА, АВ, ВА, ВВ в каждом случае могут иметь одно логическое значение "L"(низкий уровень) или"Н" (высокий уровень), причем в представленном примере осуществления значение "L" обозначает желательное состояние.

Если, например, сигнал активизации АА имеет значение "Н", а сигнал активизации АВ - значение "L", то это означает, что в качестве желательного состояния блок управления А мог бы активизировать блок управления В. Это желательное состояние блока управления А может иметь место, например, в случае, если блок управления А в процессе самодиагностики обнаруживает наличие ошибок в своей работе. В этом случае сам блок управления А не активизируется, в связи с чем он генерирует сигнал активизации АА со значением "Н". Вместо этого блок управления А стремится активизировать блок управления В, для чего генерирует сигнал активизации АВ со значением "L".

В таблицу, показанную на фиг.2, внесены и пронумерованы числами от 1 до 16 все возможные комбинации четырех сигналов активизации АА, АВ, ВА, ВВ. Для каждой комбинации, кроме того, указано, какой из двух блоков управления А, В активизируется с помощью подачи переключающего сигнала U и перевода переключателя 14 в соответствующее коммутационное положение.

Описанный выше случай, когда блок управления А генерирует сигналы активизации АА=Н и AB=L, представлен в таблице на фиг.2, например, комбинацией 6. Блок управления В в этом случае генерирует сигналы активизации ВА=Н и BB=L. Это означает, что желательные состояния обоих блоков управления А, В совпадают и что блок управления А не активен, а блок управления В активен. Так описывается нормальное состояние активизации блока управления В.

В случае комбинации 5 блок управления А желает активизировать блок управления В. Однако блок управления В генерирует сигналы активизации ВА=ВВ=Н. Ситуация, в которой блок управления В деактивизируется (отключается) сам и стремится деактивизировать и блок управления А, является неправдоподобной, и это означает, что блок управления В неработоспособен. По этой причине в данном случае осуществляется переключение на блок управления А, хотя для самого блока управления А активизация вовсе не являлась желательным состоянием.

Аналогичный случай имеет место для комбинации 8. Здесь желательными состояниями для блока управления В являются активизация самого себя и одновременно блока управления А (сигналы активизации ВА=ВВ=L). Такая ситуация является неправдоподобной, и это означает, что блок управления В неработоспособен. По этой причине в данном случае осуществляется переключение на блок управления А, хотя для самого блока управления А активизация вовсе не являлась желательным состоянием.

В случае комбинации 7 блоки управления А, В генерируют сигналы активизации противоположной направленности. Так, блок управления А стремится деактивизировать себя и активизировать блок управления В, тогда как желательным состоянием для блока управления В является активизация не себя, а блока управления А. Согласно таблице на фиг.2, в этом случае по определению активизируется блок управления В.

В случае комбинации 11 желательным состоянием для обоих блоков управления А, В является активизация блока управления А. Таким образом, данная комбинация описывает нормальное состояние активизации блока управления А.

В случаях комбинаций 9 и 12 сигналы активизации блока управления В являются неправдоподобными. Поэтому в этих случаях активизируется блок управления А, который и сам стремится активизировать себя. Аналогичным образом блок управления А активизируется в случае комбинации 13.

В случае комбинации 10 блоки управления А, В генерируют сигналы активизации противоположной направленности. Согласно таблице на фиг.2, в этом случае по определению активизируется блок управления В.

В каждой из комбинаций 2, 3 и 4 неправдоподобными являются по меньшей мере сигналы активизации блока управления А. Поэтому во всех этих случаях осуществляется переключение на блок управления В, даже если для самого блока управления В активизация не является желательным состоянием. Аналогичным образом, сигналы активизации блока управления А являются неправдоподобными в каждой из комбинаций 14 и 15. Поэтому и в этих случаях активизируется блок управления В.

В комбинациях 1 и 16 неправдоподобными являются все четыре сигнала активизации. Это приводит к тому, что в обоих случаях по определению активизируется блок управления В.

Таким образом, при всех возможных комбинациях сигналов активизации АА, АВ, ВА, ВВ каждый раз активизируется один из двух блоков управления А, В. Это достигается с помощью переключающего сигнала U, переводящего переключатель 14 в соответствующее коммутационное положение. Затем на исполнительный орган 11 воздействует управляющий сигнал Aout, Bout выбранного блока управления А, В.

Как упоминалось выше, имеются комбинации, при которых происходит активизация одного из двух блоков управления А, В, хотя для самого этого блока управления активизация не является желательным состоянием. Данный случай имеет место, например, в комбинации 5. При возникновении такой или сравнимой комбинации может появиться дополнительная возможность передачи сообщения об этом состоянии вышестоящему управляющему устройству или пользователю. В этом случае вышестоящее управляющее устройство или пользователь может внести коррективы в работу системы 10, представленной на фиг.1, и осуществить - вопреки таблице на фиг.2, - выбор и активизацию одного из двух блоков управления А, В по совершенно другим критериям.

Конструктивное исполнение обоих блоков управления А, В показано на фиг.1 и описано ниже на примере блока управления В. Подразумевается, что блок управления А может быть выполнен соответствующим образом.

Блок управления В содержит процессор 21 и сторожевую схему 22. Процессор 21 предназначен, кроме прочего, для генерирования управляющего сигнала Bout. Задачей сторожевой схемы 22 является непрерывная проверка работоспособности процессора 21. Этот процесс обозначен на фиг.1 стрелкой 23. Процессор 21, наоборот, непрерывно проверяет работоспособность сторожевой схемы 22. Этот процесс обозначен на фиг.1 стрелкой 24.

Если сторожевая схема 22 обнаруживает ошибку в работе процессора 21, то она генерирует сигнал ошибки F. Этот сигнал ошибки F может, в случае необходимости, содержать информацию о типе ошибки процессора 21.

Если процессор 21 обнаруживает ошибку в работе сторожевой схемы 22, то процессор 21 изменяет режим своей работы таким образом, что сторожевая схема 22 воспринимает это изменение как ошибку в работе процессора 21. Обнаружив эту мнимую ошибку процессора 21, сторожевая схема 22 генерирует уже упоминавшийся сигнал ошибки F. В качестве альтернативы или дополнения возможно генерирование процессором 21 сигнала ошибки F', передаваемого независимо от сторожевой схемы 22.

Сигнал ошибки F (и, в случае необходимости, сигнал ошибки F') поступает в схему 25, которая в зависимости от сигнала ошибки F, F' генерирует оба сигнала активизации ВА, ВВ блока управления В.

При этом значения "L","H" сигналов активизации ВА, ВВ могут зависеть от информации о типе ошибки, которая может содержаться в сигнале ошибки F, F'. Если, например, сторожевая схема 22 обнаруживает тотальный сбой процессора 21, то это может привести к значениям "L","H" сигналов активизации ВА, ВВ, отличающихся от значений в описанном выше случае сбоя в работе сторожевой схемы 22.

Описанное исполнение блока управления В предоставляет, например, возможность обнаружения сторожевой схемой 22 тотального сбоя процессора 21 и передачи ею, через схему 25, информации об этом в логическую схему 13 выбора. При этом схема 25 может быть выполнена таким образом, что даже в случае неработоспособности и процессора 21, и сторожевой схемы 22 будут генерироваться сигналы активизации ВА, ВВ с такими значениями "L","H", что блок управления В будет деактивизирован.

Claims

1. Способ управления по меньшей мере одним исполнительным органом (11) посредством двух блоков управления (А, В) и логической схемы (13) выбора, причем каждый из блоков управления (А, В) выполнен с возможностью воздействия на исполнительный орган (11), каждый из блоков управления (А, В) выполняет самодиагностику, в зависимости от результатов которой каждый из блоков управления (А, В) генерирует по меньшей мере один сигнал активизации (АА, АВ, ВА, ВВ), указывающий на то, который из блоков управления (А, В) должен быть активизирован, а логическая схема (13) выбора активизирует, в зависимости от сигналов активизации (АА, АВ, ВА, ВВ), один из двух блоков управления (А, В) для воздействия на исполнительный орган (11), отличающийся тем, что каждый из двух блоков управления (А, В) генерирует два сигнала активизации (АА, АВ, ВА, ВВ), причем каждый из этих двух сигналов активизации (АА, АВ, ВА, ВВ) относится к одному из двух блоков управления (А, В), а оба сигнала активизации (АА, АВ, ВА, ВВ) указывают на то, должен ли быть активизирован соответствующий блок управления (А, В) или нет.

2. Способ по п.1, в котором логическая схема (13) выбора проверяет, являются ли сигналы активизации, полученные от обоих блоков управления (А, В), правдоподобными, и активизирует один из блоков управления, если сигнал(-ы) активизации другого блока управления является(-ются) неправдоподобным(-и).

3. Способ по п.2, в котором блок управления активизируют даже в том случае, если он сам не желает активизации.

4. Способ по п.1, в котором логическая схема (13) выбора проверяет, являются ли сигналы активизации, полученные от обоих блоков управления (А, В), правдоподобными, и активизирует один из блоков управления, если все сигналы активизации являются неправдоподобными.

5. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором активизируется тот блок управления, который согласованно указан обоими блоками управления (А, В) как подлежащий активизации.

6. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один из двух блоков управления (А, В) содержит процессор (21) и сторожевую схему (22), причем сторожевая схема (22) непрерывно проверяет процессор (21) на наличие возможных ошибок и в случае обнаружения ошибки генерирует сигнал ошибки (F), в зависимости от которого генерируется(-ются) сигнал(-ы) активизации соответствующего блока управления.

7. Система (10) для управления по меньшей мере одним исполнительным органом (11), содержащая два блока управления (А, В) и логическую схему (13) выбора, причем каждый из блоков управления (А, В) выполнен с возможностью воздействия на исполнительный орган (11) и способен выполнять самодиагностику, в зависимости от результатов которой каждый из блоков управления (А, В) способен генерировать по меньшей мере один сигнал активизации (АА, АВ, ВА, ВВ), указывающий на то, который из блоков управления (А, В) должен быть активизирован, отличающаяся тем, что каждый из блоков управления (А, В) способен генерировать два сигнала активизации (АА, АВ, ВА, ВВ), причем каждый из этих двух сигналов активизации (АА, АВ, ВА, ВВ) относится к одному из двух блоков управления (А, В), а оба сигнала активизации (АА, АВ, ВА, ВВ) указывают на то, должен ли быть активизирован соответствующий блок управления (А, В) или нет, а логическая схема (13) выбора способна активизировать, в зависимости от сигналов активизации (АА, АВ, ВА, ВВ), один из двух блоков управления (А, В) для воздействия на исполнительный орган (11).

8. Система (10) по п.7, в которой в логической схеме (13) выбора реализована таблица, в которой для каждой комбинации сигналов активизации (АА, АВ, ВА, ВВ) указан блок управления, подлежащий активизации.

9. Система (10) по п.7, в которой по меньшей мере один из двух блоков управления (А, В) содержит процессор (21) и сторожевую схему (22), причем сторожевая схема (22) способна непрерывно проверять процессор (21) на наличие возможных ошибок и в случае обнаружения ошибки способна генерировать сигнал ошибки (F), в зависимости от которого генерируется(-ются) сигнал(-ы) активизации соответствующего блока управления.

10. Система (10) по одному из пп.7-9, в которой блоки управления (А, В) предусмотрены для управления исполнительным органом и/или регулирования исполнительного органа, в частности исполнительного органа двигателя внутреннего сгорания.