WO2021156231A1 - Verfahren zur nichtflüchtigen speicherung einer betriebsinformation bei einem fahrzeug oder einer maschine, vorrichtung zur durchführung des verfahrens sowie fahrzeug und computerprogramm - Google Patents

Verfahren zur nichtflüchtigen speicherung einer betriebsinformation bei einem fahrzeug oder einer maschine, vorrichtung zur durchführung des verfahrens sowie fahrzeug und computerprogramm Download PDF

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WO2021156231A1
WO2021156231A1 PCT/EP2021/052386 EP2021052386W WO2021156231A1 WO 2021156231 A1 WO2021156231 A1 WO 2021156231A1 EP 2021052386 W EP2021052386 W EP 2021052386W WO 2021156231 A1 WO2021156231 A1 WO 2021156231A1
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WO
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memory
vehicle
storage
operating information
decimal places
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Application number
PCT/EP2021/052386
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Inventor
Juri Remele
Martin Sedlmeier
Original Assignee
Volkswagen Aktiengesellschaft
Audi Ag
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Publication date
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/40—Business processes related to the transportation industry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00—Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • G01C22/02—Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers by conversion into electric waveforms and subsequent integration, e.g. using tachometer generator
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/08—Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
    • G06F11/10—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
    • G06F11/1004—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's to protect a block of data words, e.g. CRC or checksum

Definitions

  • the invention relates to the field of storing operating information in a vehicle or a machine.
  • the operational information relates in particular to the permanent storage of the mileage. This can be done in the form of the mileage or an indication of the operating hours.
  • the invention further relates to a device for carrying out the method as well as a correspondingly designed vehicle and a correspondingly designed computer program.
  • a circuit arrangement for adding, storing and reproducing electrical counting pulses from a signal generator which emits pulses which are written directly or via a pulse divider as counting pulses in a one-step code in a number of storage registers of an overwritable, non-volatile memory and the content of which is read out cyclically from the memory as the sum of the counting pulses and shown optically on a display.
  • a control circuit is provided which, beginning with the first memory register, writes each new counting pulse into the next memory register and, after reaching the last memory register, increases the content of the first and then the next memory register by one unit each with the next counting pulses.
  • an electronic odometer which stores data of an integrated route distance of a vehicle in an EEPROM.
  • the odometer comprises data dividing means for dividing the integrated data into high-value digital data and low-value digital data, as well as selection means for selecting at least four memories in the EEPROM in accordance with the divided, low-value data.
  • the high-value data is written in at least three of the memories and the low-order data is written in the other of the selected memories.
  • a vehicle odometer system for counting pulses from an odometer and for storing binary data in non-volatile form which represent the decimal values of the odometer data.
  • the architecture of the circuit is such that the data in the high order digit positions of the odometer are used as pointers to the non-volatile memory addresses used to store the data for the low order digit positions.
  • the object of the invention is to provide a solution to the problem described.
  • the invention relates to a method for the non-volatile storage of operating information in a vehicle or a machine, the operating information being incremented during operation and the current status of the operating information being entered progressively in a non-volatile memory, the operating information being separated into integer part and Decimal places are entered binary in two different memory areas of the non-volatile memory. This is used to document the state of use of the vehicle or machine.
  • the solution improves the consumption of resources for storing the operational information in high resolution.
  • the integer portion of the operating information is entered on a rolling basis in the number of storage locations in the associated storage area, the number of storage locations being such that the operating information is not exceeded during the life of the vehicle or machine for entering the operating information Maximum number of write cycles for the non-volatile memory can occur. This has the advantage that the solution also has great flexibility for the use of non-volatile memories with different maximum numbers of write cycles.
  • the width of the memory spaces that must be made available for storing the integer portion of the operating information is selected so that at least the maximum value for the integer portion that is for the planned maximum service life of the vehicle or the machine, can be entered as a binary value in the memory locations.
  • a larger width can be selected with a required high mileage or a smaller width with a required lower mileage.
  • a further development of the invention provides that the decimal places are only saved in the case of the individual operational shutdowns (power-down sequences) for the distance storage. It is not necessary to save every fraction after the decimal point during operation. The fraction of the decimal point changes too often and is only of interest for the last started kilometer, which is not completely driven.
  • the width is chosen so that at least the decimal places for the planned maximum resolution of the operating information are each in a memory location as binary values of the allocated memory area can be entered in the non-volatile memory.
  • the width of the memory locations is increased in order to be able to additionally store error detection information in the memory locations for the decimal places.
  • the error detection information can be a checksum.
  • an error protection code that is more complex to calculate can also be entered as error identification information, for example a CRC check code.
  • multiple storage of the decimal places can be made with
  • Error detection information can be used. This increases the robustness of the method against external disturbances when storing the data.
  • an address pointer is used to store the decimal places in the memory locations, which determines the memory location of the allocated memory area of the non-volatile memory in which the fractional part of the operating information is to be entered.
  • the address pointer is determined by the storage space area in which the integer part of the operating information is stored, the fraction of which is to be stored after the decimal point. This means that the memory locations for the decimal places can be used evenly frequently.
  • the address calculation for the rolling storage is adapted in such a way that the storage space recognized as faulty is excluded from the rolling storage and the selected reserve storage space is instead included in the rolling storage.
  • decimal places are stored twice in two different memory areas.
  • the device has a computing unit which is designed to carry out the steps of the method according to the invention. This can be done by using a suitably programmed computer program.
  • the vehicle has a device for carrying out the method according to the invention.
  • the non-volatile memory in the computing unit in one or more control devices, in particular a brake control device.
  • the invention relates to a computer program which has program steps which, when the program is processed by a computing unit, cause the computing unit to carry out the method according to the invention.
  • An embodiment of the invention is shown in the drawings and is explained in more detail below with reference to the figures.
  • 1 shows a vehicle with 4 wheel speed sensors
  • FIG. 2 shows a block diagram of the vehicle network with the various networked control units of the vehicle
  • Fig. 1 shows a vehicle.
  • a passenger car is shown. Any other vehicle could, however, also be considered as the vehicle. Examples of other vehicles are: buses, commercial vehicles, especially trucks, trucks,
  • the invention can also be used in aircraft and watercraft.
  • the vehicle is provided with reference number 10.
  • As a passenger car the vehicle is equipped with 4 wheels.
  • Today's brake systems are usually also equipped with anti-slip regulation ASR. For this it is necessary to record the wheel speeds of all 4 wheels, as well as for the anti-lock brake function ABS. That is why it is also shown in the drawing that a wheel speed sensor RDS is attached to each wheel.
  • the wheel speed sensors RDS are connected to a brake control system 100.
  • the brake control system can be present, for example, in an ESC control unit that controls the primary braking system of the vehicle. This performs the function of electronic driving stabilization, also known as Electronic Stability Control (ESC).
  • ESC Electronic Stability Control
  • This ESC control unit has the ability to brake the vehicle 10 from high speed in a controlled manner.
  • the functionality of the ABS anti-lock braking system is also available in modern ESC control units.
  • Fig. 2 shows schematically a block diagram of the vehicle electronics for an electric vehicle. This also includes some subsystems or applications of the infotainment system. These include a touch-sensitive display unit 20, a computing device 40 and an input unit 50.
  • the display unit 20 comprises both a display area for displaying variable graphic information and a user interface (touch-sensitive layer) arranged above the display area for the input of commands by a user.
  • the display unit 20 of the infotainment system is typically present in the cockpit. It is a touch-sensitive screen 20 which is mounted in the center console.
  • the touch-sensitive screen 20 is used in particular to operate functions of the vehicle 10. For example, it can be used to control a radio, a navigation system, playback of stored pieces of music and / or an air conditioning system, other electronic devices or other convenience functions or applications of the vehicle 10.
  • an infotainment system In motor vehicles, especially passenger cars, an infotainment system denotes the combination of car radio, navigation system, hands-free system, driver assistance systems and other functions in a central operating unit.
  • infotainment is a suitcase word made up of the words information and entertainment.
  • Mechanical operating elements for example buttons, rotary controls or combinations thereof, such as for example rotary push-buttons, can also be arranged in the input unit 50 below the screen 20.
  • parts of the infotainment system can also be operated using the steering wheel. This multifunction steering wheel operating unit is not shown separately, but is viewed as part of the input unit 50.
  • the other parts of the infotainment system camera 150, radio 140, navigation device 130, telephone 120 and instrument cluster 110 are connected to the device for operating the infotainment system via the data bus 100.
  • a bus system based on Ethernet technology, such as IEEE 802.03cg, can be used as the data bus 100.
  • Bus systems in which data is transmitted via fiber optic cables can be replaced. Examples are the MOST bus (Media Oriented System Transport) or the D2B bus (Domestic Digital Bus).
  • the camera 150 can be designed as a conventional video camera. In this case, it records 25 frames / s, which corresponds to 50 fields / s in the interlace recording mode.
  • a special camera can be used that records more images / s in order to increase the accuracy of the object detection for faster moving objects.
  • Several cameras can be used to monitor the surroundings.
  • RADAR or LIDAR systems corresponding to Radio Detection and Ranging and Light Detection and Ranging, could also be used in addition or as an alternative to carry out or expand the monitoring of the surroundings.
  • the vehicle 10 is equipped with a communication module 160 for wireless internal and external communication.
  • This module is often referred to as an on-board unit. It can be designed for cellular communication, e.g. according to the latest 5G standard. It can also be designed for WLAN communication, corresponding to wireless LAN, be it for communication with devices of the occupants in the vehicle or for vehicle-to-vehicle communication, etc.
  • the electric vehicle has an electric motor on the rear axle.
  • a 1-speed gearbox and the power electronics are also integrated there.
  • the power electronics are denoted by the reference number 172.
  • another electric motor can be placed on the front axle and the electric vehicle can be equipped with all-wheel drive (not shown).
  • the ESP control unit in which the ABS braking function is also accommodated, is denoted by the reference number 174.
  • the RDS wheel speed sensors are connected to this.
  • the electronics for the input transmission are designated by the reference number 176 in FIG. 2.
  • the vehicle is essentially controlled by two high-performance computers instead of many individual control units.
  • the high-performance computers are abbreviated to ICAS in FIG. 2.
  • ICAS stands for In-Car-Application-Server.
  • the computer 30 controls the driving functions
  • the computer with the reference number 40 (ICAS3) is provided for the infotainment system including an augmented reality head-up display and also supplies the conventional instrument cluster 110 with information.
  • ICAS3 another high-performance computer ICAS3 can be installed, which is responsible for the automated driving functions.
  • the distance storage which is required by law for the vehicles, is discussed.
  • the modern distance storage replaces the well-known odometer.
  • the basis for calculating the distance is the pulses emitted by the RDS wheel speed sensors.
  • the ESP control unit transmits the Increment values regularly, for example every 10 ms, via the CAN bus 104 to the high-performance computer 30.
  • a mean value is formed from the four increment values of the four different wheel speed sensors RDS.
  • the distance traveled per increment is calculated using an assumed mean tire circumference. According to the regulations, the distance must be recorded with an accuracy of 1 mm. Without this accuracy, there could otherwise be excessive deviations in the mileage over the years.
  • the mileage is often digitally and non-volatile stored in the instrument cluster 110.
  • the Autosar organization has regulations about the accuracy with which the kilometer information should be saved and at what time intervals in order to keep the mileage as up-to-date as possible, even if an accident occurs.
  • the way of storage, as well as how much memory is to be provided for it, is left to the manufacturers.
  • Today, an EEPROM memory with three different memory banks is often provided. So far, the memory has been provided in the instrument cluster 110.
  • a new approach is to provide the memory multiple times in the on-board electronics.
  • FIG. 2 shows that the memory is provided in the high-performance computer 30 and has the reference number 32. Another approach provides that the memory should also be accommodated in the ESP control unit 174.
  • a special type of storage is implemented according to the invention.
  • the kilometer information is saved with integer binary values.
  • the decimal places, i.e. the millimeter, is saved separately in another memory area.
  • an area M1 is allocated for storing the integer portion. This also includes an area RM1 as a reserve, which is used if a memory location has been identified as faulty. There is also a memory area M2, which is used for storing the decimal places of the odometer reading. A reserve area RM2 is also reserved for this area.
  • an address pointer AP is shown, which for the Addressing the memory locations in the memory area M2 is required. This address pointer is located in a register memory area of the high-performance computer 30. The register memory area is located in a CMOS RAM memory 33, for example.
  • a memory area of the EEPROM 32 with 400 binary words of 4 bytes each is allocated to store the whole number of kilometers.
  • the binary words are written to the memory area on a rolling basis. This means that an address counter is incremented for each write process.
  • the 400 memory locations with 4 bytes each are written to on a rolling basis, i.e. one after the other.
  • the first memory location Wordl contains the entry 1 after the first write operation, i.e. after the 1st cycle. This corresponds to the entry for the first kilometer driven. After driving the second kilometer, entry 2 is written to memory location Word2. For the third kilometer driven, entry 3 is written to memory location Word3.
  • entry 4 is written to the fourth memory location Word4 for the fourth kilometer driven.
  • This process continues until the entry 400 for the 400th kilometer driven is written in Word400's 400th memory location. This completes the first write cycle and each memory location has been written to once.
  • the process then continues from the beginning. This can be seen in FIG. 4 from the fact that the entry 401 is written into the first memory location Word1 in the second write cycle. This entry corresponds to a kilometer specification for the 401st kilometer driven.
  • the next entry is then written in memory location Word2, which corresponds to the kilometer specification 402 km.
  • the second cycle is ended with the writing of the entry 800 in the memory location Word400.
  • the entry in it corresponds to the kilometer specification 800 km.
  • the process continues as shown in FIG.
  • the decimal places correspond to the millimeter for the odometer.
  • the Millimeters are required in the range from 1 mm to 999,999 mm. It is not necessary to continuously save the decimal places. This is why the approach chosen is to save the decimal places only when the power supply is switched off. If they are then not saved, the mileage could otherwise deviate by up to one kilometer from the distance actually driven. Even if the vehicle is involved in an accident, a power-down reset is triggered by a voltage monitoring circuit and the decimal places are saved as a result. A maximum of 100,000 powerdown resets are expected for the life of the vehicle 10.
  • a memory area of the EEPROM 32 with 10 binary words of 4 bytes + 5 binary words is allocated as a reserve.
  • the reserve is provided because theoretically a memory defect could occur in individual memory locations, so that it is then necessary to switch to a reserve memory location. Only 3 bytes are required to save the millimeter resolution.
  • the decimal places including the checksum are stored twice. The checksum makes it possible to detect bit errors when saving the decimal places.
  • 1 byte is made available for the checksum.
  • the known CRC check code could be calculated and entered as a checksum in the additional byte.
  • Fig. 5 again shows the various write cycles.
  • a memory entry is not set again on a rolling basis over the 10 memory words AL1W1 to AL1W10.
  • the part of the decimal point is only saved permanently in the event of a powerdown event.
  • storage location AL1W1 contains 0.000.001 km after the decimal point.
  • the decimal place 0.235.001 km is entered, etc., as indicated in FIG. 5.
  • the address pointer AP points to the memory space to be used. In one variant, the address of the memory area in which the current km integer is stored is used as the address pointer AP.
  • FIG. 6 shows how like when storing the integers.
  • Fig. 3 bit errors can be recognized and corrected. For this it is not necessary to provide a checksum for each memory location. It first explains how errors are detected.
  • FIG. 6 shows the principle in a simplified form with only four memory locations W1 to W4, in which data is stored on a rolling basis. The first five entries are correct. The 6th entry shows incorrect storage. After the write process, the entry for the 6th kilometer driven is not found in the storage location W2, but instead the entry 456 km incorrectly. This entry should not appear at this point, because the entry for the 456 km would have to be made in memory location W4 in the 456th write cycle. The error can be identified by comparing the memory address with the entries.
  • Another method of error detection can be to evaluate the neighboring entries as well. If there is the entry 5 km in storage location W1 and entry 456 km in storage location W2 and entry 999 km in storage location W3, it has been recognized that the entry in storage location W2 and W3 is incorrect, because in the case of rolling storage, consecutive Storage locations are incremental kilometers. To correct the entry in memory location W2, the neighboring values are compared. If the entry for 5 km is in memory location W1 and the entry for 999 km in memory location W3, the entry for 6 km belongs in memory location W2. An attempt is then made to overwrite the entry in memory location W2 with the corrected value for 6 km. The writing and deletion of entries in the EEPROM memory 32 is possible in fine-grained fashion (byte-wise or word-wise) during the normal program runtime.
  • specialty processors can include application specific integrated circuits (ASICs), reduced instruction set computers (RISC), and / or field programmable gate arrays (FPGAs).
  • ASICs application specific integrated circuits
  • RISC reduced instruction set computers
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • the proposed method and the device are preferably implemented as a combination of hardware and software.
  • the software is preferably installed as an application program on a program storage device. Typically, it is a computer platform-based machine that includes hardware such as one or more central processing units (CPU), random access memory (RAM), and one or more input / output (I / O) interfaces.
  • An operating system is also typically installed on the computer platform.
  • the various processes and functions described here may be part of the application program or a part that is executed by the operating system.
  • the invention was explained using the example of the storage of the operating information separately according to the integer and fractional part, which is particularly suitable when the mileage is stored separately according to the kilometer and millimeter. In principle, however, it is also possible to choose a different division. Instead of integer and decimal places, it would be possible to be able to divide into a freely selectable high and low value range. In another variant, it would be possible to count the individual wheel impulses. 1 wheel impulse corresponds, for example, to a distance of approx. 2 cm (wheel circumference 200 cm / 100 pulses per wheel revolution). In order to be able to record 4 million km in 2 cm resolution, a 38-bit wide memory space is required. With the memory arrangement described like. 4 the higher 23 bits would be stored in the 'Word400' memory (which roughly corresponds to the km integer). The lower 15 bits, which roughly correspond to the number of kilometers after the decimal point, would be saved again for the respective power-down event.
  • non-volatile memory memory types other than the EEPROM memory described could also be used.
  • a CMOS RAM memory or a Flash EPROM memory are mentioned as further examples.
  • CMOS RAM 40 high-performance computer 2 50 control unit 60 head-up display unit 90 data line 100 Ethernet bus 104 CAN bus 110 instrument cluster 120 telephone 130 navigation device 140 radio 150 camera 160 on-board communication unit 172 power electronics 174 ESP control unit 176 gearbox control unit AP Address pointer M1 Storage area for integer portion M2 Storage area for decimal places RDS Wheel speed sensor RM1 Reserve for storage area for integer portion RM2 Reserve for storage area for decimal places Wordl 1. Storage space for integer portion up to
  • Word400 400 Storage space for integer portion

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur nichtflüchtigen Speicherung einer Betriebsinformation bei einem Fahrzeug (10) oder einer Maschine. Für Fahrzeuge ist z.B. die Speicherung des Kilometerstandes vorgeschrieben. Dabei wird die Betriebsinformation im Betrieb fortschreitend hochgezählt und der aktuelle Stand in einem nichtflüchtigen Speicher (32) fortschreitend eingetragen, um den Gebrauchszustand des Fahrzeuges (10) oder der Maschine zu dokumentieren. Die typischerweise eingesetzten nichtflüchtigen Speicher in Form von EEPROMs weisen nur eine begrenzte Anzahl von Schreibzyklen auf. Für eine speichereffiziente Lösung wird die Betriebsinformation getrennt nach Ganzzahlanteil und Nachkommastellen binär in zwei verschiedenen Speicherbereichen des nichtflüchtigen Speichers (32) eingetragen. Weiterhin kann eine rollierende Abspeicherung des Ganzzahlanteils in eine Anzahl von Speicherplätzen (Word1 bis Word400) vorgesehen werden, wobei die Anzahl der Speicherplätze so bemessen wird, dass zum Einträgen der Betriebsinformation während der Lebensdauer des Fahrzeuges (10) oder der Maschine keine Überschreitung der zulässigen Höchstzahl an Schreibzyklen für den nichtflüchtigen Speicher (32) Vorkommen kann.

Description

Beschreibung
Verfahren zur nichtflüchtigen Speicherung einer Betriebsinformation bei einem Fahrzeug oder einer Maschine, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie Fahrzeug und
Computerprogramm
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Speicherung von Betriebsinformationen bei einem Fahrzeug oder einer Maschine. Für Fahrzeuge betrifft die Betriebsinformation im Besonderen die dauerhafte Abspeicherung der Laufleistung. Dies kann in Form des Kilometerstandes oder einer Betriebsstundenangabe erfolgen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein entsprechend ausgelegtes Fahrzeug und ein entsprechend ausgelegtes Computerprogramm.
Aktuell wird die Betriebsinformation z.B. in Form des Gesamtkilometerstandes unter Verwendung von vorgeschriebenen Autosar Mechanismen in einen nichtflüchtigen Speicher geschrieben. Die Autosar Spezifikationen gehen aus einer Entwicklungspartnerschaft verschiedener Automobil-Hersteller und Zuliefer-Betriebe hervor. Sobald es bei weniger als 100.000 Schreibzyklen bleibt, führt dies bei Benutzung hochwertiger EEPROM-Speicher zu keinem zusätzlichen Aufwand. Heute wird aber gefordert, dass jeder Kilometer des Gesamtkilometerstandes in Millimeter-Auflösung gespeichert wird. Dies führt bei den heute eingesetzten Methoden zur Abspeicherung der Betriebsinformation zu bis zu 10.000.000 Schreibzyklen für die geplante Laufzeit eines „Autolebens“. Steht nur Speicher mit maximal 10.000 Schreibzyklen zur Verfügung, müsste man also „entsprechend viel“ Speicherplatz für die Daten-Breite unter Berücksichtigung der maximalen Anzahl der Schreib-/Löschzyklen und gewünschten Mehrfachablagen reservieren. Dies erhöht den Speicheraufwand beträchtlich.
Um 4 Mio. km in Millimeter-Auflösung in einem Speicherplatz abspeichern zu können, werden 42 Bit pro Speicherplatz benötigt. (4.000.000.000.000 = Ox 03 A352 944000). Typischerweise werden solche Variablen aber in größeren Speicherplätzen abgelegt, wenn z.B. eine Prüfsumme zusätzlich abgespeichert werden soll. Es würde sich dafür dann ein 64- Bit Speicher anbieten, der 8 Byte je Speicherplatz abspeichern kann. Bei 10.000 Schreibzyklen müsste man also 4.000.000.000.000 / 10.000 = 400.000.000 * 8 Byte = 3,2 GByte an Speicherplatz bei nur einfacher Ablage vorsehen. Aus der DE 3532 768 A1 ist eine Schaltungsanordnung bekannt zur Addition, Speicherung und Wiedergabe von elektrischen Zählimpulsen eines Signalgebers, der Impulse abgibt, welche direkt oder über einen Impulsteiler als Zählimpulse in einem einschrittigen Code in einer Anzahl von Speicherregistern eines überschreibbaren, nichtflüchtigen Speichers eingeschrieben werden und dessen Inhalt als Summe der Zählimpulse aus dem Speicher zyklisch ausgelesen sowie über ein Display optisch angezeigt wird. In der Schaltungsanordnung ist eine Steuerschaltung vorgesehen, die beginnend mit dem ersten Speicherregister jeden neuen Zählimpuls in das nächstfolgende Speicherregister einschreibt und nach dem Erreichen des letzten Speicherregisters mit den nächsten Zählimpulsen den Inhalt des ersten und danach des jeweils nächstfolgenden Speicherregisters um je eine Einheit erhöht.
Aus der DE 69002399 T2 ist ein elektronischer Wegmesser bekannt, welcher Daten einer integrierten Wegdistanz eines Fahrzeugs in einem EEPROM speichert. Der Wegmesser umfasst Datenaufteilungsmittel zum Aufteilen der integrierten Daten in hochwertige digitale Daten und niederwertige digitale Daten, sowie Auswahlmittel zum Auswählen von wenigstens vier Speichern in dem EEPROM gemäß den aufgeteilten, niederwertigen Daten. Die hochwertigen Daten werden in wenigstens drei der Speicher geschrieben und die niederwertigen Daten in den anderen der ausgewählten Speicher geschrieben.
Aus der US 4,803,707 ist ein Fahrzeug-Kilometerzählersystem bekannt zum Zählen von Impulsen eines Kilometerzählers und zum Speichern von Binärdaten in nichtflüchtiger Form, die die dezimalen Werte der Kilometerzählerdaten darstellen. Die Architektur der Schaltung ist so aufgebaut, dass die Daten in den höherwertigen Ziffernpositionen des Kilometerzählers als Zeiger für die nichtflüchtigen Speicheradressen verwendet werden, die zum Speichern der Daten für die niederwertigen Ziffernpositionen verwendet werden.
Aus der US 5,386,533 ist es bekannt, EEPROM-Speicherfür die Speicherung des Kilometerstandes bei einem Fahrzeug einzusetzen. Der Kilometerstand wird mit 0,1 km Auflösung inkrementiert. Die Daten werden im Gray-Code Datenformat abgespeichert.
Aus der US 4,710,888 ist ein System zum Messen der von einem Fahrzeug zurückgelegten Strecke bekannt, bei dem die aktualisierten Messungen in einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung gespeichert werden. Immer, wenn ein Impuls von dem einem Detektor empfangen wird, wird eine einzelne Zählung zu dem Kilometerzähler-Vorzähler addiert.
Wenn das Vorzählerregister 50 Zählungen (0,01 km) akkumuliert, wird eine einzelne Zählung zu dem Inkrementierungsregister addiert. Wenn das Inkrementierungsregister den Stand von 1536 Inkrementierungen (15,36) km (oder ungefähr 10 Meilen) akkumuliert hat, wird die Routine aufgerufen, die einen neuen Kilometerzählerwert in den nichtflüchtigen Speicher schreibt.
Aus der US 4,860,228 ist ein Odometer bekannt, bei dem der Kilometerstand nicht nur bei dem Erkennen eines Powerdown-Ereignisses in den EEPROM-Speicher geschrieben wird. Bei 10.000 Schreibzyklen können bei einer Auflösung von einer Zehntel Meile 256.000 Meilen aufgezeichnet werden. Dafür ist ein EEPROM-Speicher mit 38 Bytes erforderlich.
Bei der heute eingesetzten Lösung mit reservierter Speicherbank und dreifacher Ablage der Daten ergibt sich ein erhöhter Speicherverbrauch von ohnehin schon knappen Ressourcen in den Fahrzeug-Steuergeräten.
Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass das Erfordernis der Einhaltung der maximal zulässigen Schreibzyklenzahl von nichtflüchtigen Speicherbausteinen für die bekannten Lösungen zur Abspeicherung der gesetzlich geforderten Betriebsinformation in hoher Auflösung ein Problem darstellt, wenn der Speicherbedarf verringert werden soll. Dementsprechend ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung anzugeben für das beschriebene Problem.
Die Lösung für das oben beschriebene Problem besteht darin, dass bei der Abspeicherung der Laufleistung mit hoher Auflösung die Nachkommastellen getrennt von der Ganzzahl abgespeichert werden. Dies erlaubt, dass jeder Teil als Binärzahl gespeichert werden kann. Dies erlaubt weiterhin, dass eine hohe Anzahl von Kilometern mit der Auflösung 1 km abgespeichert werden kann. Weiterhin wird dadurch die Word-Breite (Anzahl der Bits je Ganzzahl) begrenzt und die Auswertung/Plausibilisierung der Zählfolge vereinfacht.
In einer allgemeinen Ausprägung betrifft die Erfindung ein Verfahren zur nichtflüchtigen Speicherung einer Betriebsinformation bei einem Fahrzeug oder einer Maschine, wobei die Betriebsinformation im Betrieb fortschreitend hochgezählt wird und der aktuelle Stand der Betriebsinformation in einem nichtflüchtigen Speicher fortschreitend eingetragen wird, wobei die Betriebsinformation getrennt nach Ganzzahlanteil und Nachkommastellen binär in zwei verschiedene Speicherbereiche des nichtflüchtigen Speichers eingetragen wird. Dies dient dazu, den Gebrauchszustand des Fahrzeuges oder der Maschine zu dokumentieren. Durch die Lösung wird der Ressourcenverbrauch für die Abspeicherung der Betriebsinformation in hoher Auflösung verbessert. Zur weiteren Optimierung ist es vorteilhaft, wenn der Ganzzahlanteil der Betriebsinformation rollierend in die Anzahl von Speicherplätzen des zugehörigen Speicherbereichs eingetragen wird, wobei die Anzahl der Speicherplätze so bemessen wird, dass zum Einträgen der Betriebsinformation während der Lebensdauer des Fahrzeuges oder der Maschine keine Überschreitung der zulässigen Höchstzahl an Schreibzyklen für den nichtflüchtigen Speicher Vorkommen kann. Dies hat den Vorteil, dass die Lösung auch eine große Flexibilität für den Einsatz von nichtflüchtigen Speicher mit unterschiedlicher Höchstzahl an Schreibzyklen hat.
Für die Umsetzung ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Breite der Speicherplätze, die für die Abspeicherung des Ganzzahlanteils der Betriebsinformation zur Verfügung gestellt werden müssen, so gewählt wird, dass wenigstens der Maximalwert für den Ganzzahlanteil, der sich für die geplante maximale Gebrauchsdauer des Fahrzeuges oder der Maschine ergibt, als Binärwert jeweils in die Speicherplätze eingetragen werden kann. Je nach Anforderung kann eine größere Breite bei einer geforderten hohen Laufleistung oder eine geringere Breite bei einer geforderten geringeren Laufleistung gewählt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass für die Wegstreckenspeicherung die Nachkommastellen nur bei den einzelnen Betriebsabschaltungen (Power-Down-Sequenzen) abgespeichert werden. Es ist nämlich nicht erforderlich, jeden Nachkommaanteil im laufenden Betrieb zu speichern. Der Nachkommaanteil ändert sich zu häufig und er ist nur für den letzten angefangenen Kilometer interessant, der nicht komplett gefahren wird.
Für die Bestimmung der Breite der Speicherplätze, die für die Abspeicherung der Nachkommastellen der Betriebsinformation zur Verfügung gestellt werden müssen, ist es vorteilhaft, wenn die Breite so gewählt wird, dass wenigstens die Nachkommastellen für die geplante maximale Auflösung der Betriebsinformation als Binärwerte jeweils in einen Speicherplatz des allokierten Speicherbereichs in dem nichtflüchtigen Speicher eingetragen werden können.
Dafür ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Breite der Speicherplätze erhöht wird, um in den Speicherplätzen für die Nachkommastellen zusätzlich eine Fehlererkennungsinformation abspeichern zu können. Die Fehlererkennungsinformation kann im einfachsten Fall eine Prüfsumme sein. Es kann aber auch ein aufwendigerzu berechnender Fehlerschutzcode als Fehlererkennungsinformation eingetragen werden, z.B. ein CRC-Prüfcode. Zusätzlich kann eine Mehrfachablage der Nachkommastellen mit
Fehlererkennungsinformation verwendet werden. Dies erhöht die Robustheit des Verfahrens gegenüber äußeren Störeinflüssen bei der Abspeicherung der Daten.
Um zu vermeiden, dass bei der Speicherung der Nachkommastellen die Speicherzellen zu oft beschrieben werden, ist es vorteilhaft, eine Zeigerlösung einzusetzen, mit der auf den aktuell zu verwendenden Speicherplatz gezeigt wird. Als Zeiger kann die Adresse der aktuellen Betriebsinformations-Ganzzahl verwendet werden.
In einer Variante wird für die Abspeicherung der Nachkommastellen in den Speicherplätzen ein Adresszeiger eingesetzt, der bestimmt, in welchen Speicherplatz des allokierten Speicherbereichs des nichtflüchtigen Speichers der Nachkommaanteil der Betriebsinformation eingetragen werden soll.
Dafür ist es besonders vorteilhaft, wenn der Adresszeiger davon bestimmt wird, in welchem Speicherplatzbereich der Ganzzahlanteil der Betriebsinformation abgespeichert ist, dessen Nachkommaanteil abgespeichert werden soll. Damit lässt sich eine gleichmäßig häufige Benutzung der Speicherplätze für die Nachkommastellen erzielen.
Für die konkrete Umsetzung ist es vorteilhaft, den Speicherplatzbereich für die Abspeicherung des Ganzzahlanteils in entsprechend viele gleich große Segmente einzuteilen, wie Speicherplätze für die Abspeicherung der Nachkommastellen entsprechend des Erfordernis hinsichtlich der geforderten Begrenzung der Schreibzyklenzahl benötigt werden.
Sehr vorteilhaft ist auch, wenn nach der Abspeicherung des Ganzzahlanteils der Betriebsinformation der geschriebene Eintrag ausgelesen wird und mit wenigstens zwei benachbarten Speicherplatzeinträgen verglichen wird, wobei ein Fehleintrag daran erkannt wird, dass ein Speicherplatzeintrag nicht fortlaufend mit dem gewählten Inkrementwert gegenüber dem Nachbarspeicherplatzeintrag eingetragen wurde. Diese Lösung erlaubt eine schnelle Fehlerüberprüfung bei Abspeicherung des Ganzzahlanteils ohne Verwendung von Prüfsummen oder Fehlerschutzcodes. Die Speichereffizienz ist dadurch auch erhöht.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn ein als fehlerhaft erkannter Eintrag mit dem korrigierten Wert überschrieben wird und, wenn nach einer Anzahl von Versuchen kein korrekter Eintrag in dem Speicherplatz möglich ist, der korrigierte Wert in einen Reservespeicherplatz des allokierten Speicherbereichs geschrieben wird. So wird es möglich, schadhafte Speicherplätze im nichtflüchtigen Speicher zu eliminieren und durch Reservespeicherplätze zu ersetzen.
Dafür ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn die Adressberechnung für die rollierende Speicherung so angepasst wird, dass der als fehlerhaft erkannte Speicherplatz von der rollierenden Speicherung ausgenommen wird und stattdessen der gewählte Reservespeicherplatz mit in die rollierende Speicherung aufgenommen wird.
Um die Robustheit des Verfahrens für die Speicherung der Nachkommastellen in dem allokierten Speicherbereich zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn die Nachkommastellen doppelt in zwei verschiedenen Speicherbereichen abgelegt werden.
Bei Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich der folgende Speicherbedarf:
Wenn EEPROM-Speicher benutzt werden, die für 10.000 Schreibzyklen ausgelegt sind, werden 400 Speicherplätze ä 4 Byte für die Speicherung des Ganzzahlanteils des Kilometerstandes eingesetzt und 50 Speicherplätze als Reserve angelegt. Für die Speicherung der Nachkommastellen werdenlO Speicherplätze ä 4 Byte Breite plus 5 Speicherplätze als Reserve benötigt. Zusammen ergeben sich 4x450 + 4x15 Bytes = 1800 Bytes + 30 Bytes = 1830 Bytes an Speicherbedarf.
Für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine Recheneinheit aufweist, die ausgelegt ist, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Dies kann durch Einsatz eines entsprechend programmierten Computerprogramms erfolgen.
Für die Anwendung der Erfindung in Fahrzeugen ist es vorteilhaft, wenn das Fahrzeug eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung aufweist. Um Manipulationen an der aufgezeichneten Betriebsinformation zu verhindern, ist es vorteilhaft, den nichtflüchtigen Speicher in der Recheneinheit in einer oder mehreren Steuergeräten, insbesondere einem Bremssteuergerät, vorzusehen.
In einerweiteren Ausprägung betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das Programmschritte aufweist, die bei Abarbeitung des Programms durch eine Recheneinheit diese veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Fahrzeug mit 4 Raddrehzahlsensoren;
Fig. 2 ein Blockdiagramm des Fahrzeugnetzwerkes mit den verschiedenen vernetzten Steuergeräten des Fahrzeuges;
Fig. 3 eine Ansicht der verschiedenen Speicherbereiche, die für die Abspeicherung der Wegstreckeninformation benötigt werden;
Fig. 4 das Prinzip der rollierenden Speicherung des ganzzahligen Anteils der Wegstreckeninformation in einer Anzahl von Datenworten;
Fig. 5 das Prinzip der rollierenden Speicherung der Nachkommastellen der Wegstreckeninformation in einer Anzahl von Datenworten; und
Fig. 6 das Prinzip der Erkennung von Bitfehlern bei der Speicherung des ganzzahligen Anteils der Wegstreckeninformation und deren Fehlerkorrektur.
Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung. Es versteht sich somit, dass Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Anordnungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben werden, die aber Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung verkörpern und in ihrem Umfang ebenfalls geschützt sein sollen.
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug. Dargestellt ist ein Personenwagen (Pkw). Als Fahrzeug kämen allerdings beliebige andere Fahrzeuge ebenfalls in Betracht. Beispiele von weiteren Fahrzeugen sind: Busse, Nutzfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen Lkw,
Landmaschinen, Baumaschinen, Motorräder, Campingfahrzeuge, Schienenfahrzeuge usw.
Im Prinzip ist die Erfindung auch in Luft- und Wasserfahrzeugen einsetzbar. Das Fahrzeug ist mit Bezugszahl 10 versehen. Als Pkw ist das Fahrzeug mit 4 Rädern ausgestattet. Die heutigen Bremssysteme sind üblicherweise auch mit Antischlupfregelung ASR ausgestattet. Dafür ist es erforderlich, die Raddrehzahlen aller 4 Rädern zu erfassen, ebenso für die Antiblockierbremsfunktion ABS. Deswegen ist es in der Zeichnung ebenfalls dargestellt, dass an jedem Rad ein Raddrehzahlsensor RDS angebracht ist. Die Raddrehzahlsensoren RDS sind mit einem Bremssteuersystem 100 verbunden. Das Bremssteuersystem kann beispielsweise in einem ESC-Steuergerät vorhanden sein, welches das Primärbremssystem des Fahrzeuges steuert. Dieses führt die Funktion der elektronischen Fahrstabilisierung, auch Electronic Stability Control (ESC) genannt, aus. Dieses ESC-Steuergerät besitzt die Fähigkeit, das Fahrzeug 10 aus hoher Geschwindigkeit kontrolliert abzubremsen. Dafür ist in modernen ESC-Steuergeräten auch die Funktionalität des Antiblockiersystems ABS vorhanden.
Fig. 2 zeigt schematisch ein Blockschaltbild der Fahrzeugelektronik für ein Elektrofahrzeug. Dazu gehören auch einige Teilsysteme oder Applikationen des Infotainmentsystems. Dazu gehören eine berührungsempfindliche Anzeigeeinheit 20, eine Recheneinrichtung 40 und eine Eingabeeinheit 50. Die Anzeigeeinheit 20 umfasst sowohl eine Anzeigefläche zum Anzeigen veränderlicher grafischer Informationen als auch eine über der Anzeigefläche angeordnete Bedienoberfläche (berührungssensitive Schicht) zum Eingeben von Befehlen durch einen Benutzer. Die Anzeigeeinheit 20 des Infotainmentsystems ist typischerweise in dem Cockpit vorhanden. Es handelt sich um einen berührungsempfindlichen Bildschirm 20, der in der Mittelkonsole angebracht ist.
Der berührungsempfindliche Bildschirm 20 dient dabei insbesondere zur Bedienung von Funktionen des Fahrzeugs 10. Beispielsweise können darüber ein Radio, ein Navigationssystem, eine Wiedergabe von gespeicherten Musikstücken und/oder eine Klimaanlage, andere elektronische Einrichtungen oder andere Komfortfunktionen oder Applikationen des Fahrzeugs 10 gesteuert werden. Zusammengefasst wird häufig von einem „Infotainmentsystem“ gesprochen. Ein Infotainmentsystem bezeichnet bei Kraftfahrzeugen, speziell Pkw, die Zusammenführung von Autoradio, Navigationssystem, Freisprecheinrichtung, Fahrerassistenzsystemen und weiterer Funktionen in einer zentralen Bedieneinheit. Der Begriff Infotainment ist ein Kofferwort, zusammengesetzt aus den Worten Information und Entertainment (Unterhaltung). Unterhalb des Bildschirms 20 können zudem mechanische Bedienelemente, beispielsweise Tasten, Drehregler oder Kombinationen hiervon, wie beispielsweise Drückdrehregler, in der Eingabeeinheit 50 angeordnet sein. Typischerweise ist auch eine Lenkradbedienung von Teilen des Infotainmentsystems möglich. Diese Multifunktionslenkrad-Bedieneinheit ist nicht separat dargestellt, sondern wird als Teil der Eingabeeinheit 50 betrachtet.
Die weiteren Teile des Infotainmentsystems Kamera 150, Radio 140, Navigationsgerät 130, Telefon 120 und Kombiinstrument 110 sind über den Datenbus 100 mit der Vorrichtung zur Bedienung des Infotainmentsystems verbunden. Als Datenbus 100 kommt der Einsatz eines auf Ethernet-Technologie beruhenden Bussystems wie IEEE 802.03cg in Frage. Auch Bussysteme, bei denen die Datenübertragung über Lichtwellenleiter geschieht, sind ersetzbar. Als Beispiele werden genannt der MOST Bus (Media Oriented System Transport) oder der D2B Bus (Domestic Digital Bus). Hier wird noch erwähnt, dass die Kamera 150 als konventionelle Videokamera ausgelegt sein kann. In diesem Fall nimmt sie 25 Vollbilder/s auf, was bei dem Interlace-Aufnahmemodus 50 Halbbilder/s entspricht. Alternativ kann eine Spezialkamera eingesetzt werden, die mehr Bilder/s aufnimmt, um die Genauigkeit der Objekterkennung bei sich schneller bewegenden Objekten zu erhöhen. Es können mehrere Kameras zur Umfeldbeobachtung eingesetzt werden. Daneben könnten auch RADAR- oder LIDAR-Systeme, entsprechend Radio Detection and Ranging und Light Detection and Ranging ergänzend oder alternativ eingesetzt werden, um die Umfeldbeobachtung durchzuführen oder zu erweitern. Für die drahtlose Kommunikation nach innen und außen ist das Fahrzeug 10 mit einem Kommunikationsmodul 160 ausgestattet. Dieses Modul wird oft auch als On-Board Unit bezeichnet. Es kann für die Mobilfunk-Kommunikation, z.B. nach dem neuesten 5G-Standard ausgelegt sein. Ebenfalls kann es für WLAN-Kommunikation, entsprechend Wireless LAN, ausgelegt sein, sei es für die Kommunikation zu Geräten der Insassen im Fahrzeug oder für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation etc.
Das Elektrofahrzeug weist einen Elektromotor an der Hinterachse auf. Dort sind auch ein 1- Gang-Getriebe und die Leistungselektronik integriert. Die Leistungselektronik ist mit der Bezugszahl 172 bezeichnet. Zusätzlich kann ein weiterer Elektromotor an der Vorderachse platziert werden und das Elektrofahrzeug so mit Allradantrieb ausgestattet werden (nicht dargestellt). Das ESP-Steuergerät, in dem auch die ABS-Bremsfunktion untergebracht ist, ist mit der Bezugszahl 174 bezeichnet. Daran sind die Raddrehzahlsensoren RDS angeschlossen. Die Elektronik für das Eingang-Getriebe ist in der Fig. 2 mit der Bezugszahl 176 bezeichnet. Das Fahrzeug wird im Wesentlichen von zwei Hochleistungsrechnern statt vieler einzelner Steuergeräte gesteuert. Die Hochleistungsrechner sind in Fig. 2 mit ICAS abgekürzt. ICAS steht für In-Car-Application-Server. Der Rechner 30 (ICAS1) steuert die Fahrfunktionen, der Rechner mit der Bezugszahl 40 (ICAS3) ist für das Infotainmentsystem inklusive eines Augmented-Reality-Head-Up-Displays vorgesehen und beliefert auch das herkömmliche Kombiinstrument 110 mit Informationen. Zusätzlich kann noch ein weiterer Hochleistungsrechner ICAS3 verbaut werden, der für die automatisierten Fahrfunktionen zuständig ist.
Im Folgenden wird auf die Wegstreckenspeicherung eingegangen, die für die Fahrzeuge gesetzmäßig vorgeschrieben ist. Die moderne Wegstreckenspeicherung ersetzt den altbekannten Kilometerzähler. Basis für die Berechnung der Wegstrecke sind die Pulse, die von den Raddrehzahlsensoren RDS abgegeben werden. Das ESP-Steuergerät überträgt die Inkrementwerte regelmäßig, z.B. alle 10 ms, über den CAN-Bus 104 zu dem Hochleistungsrechner 30. Darin wird ein Mittelwert aus den vier Inkrementwerten der vier verschiedenen Radrehzahlsensoren RDS gebildet. Die gefahrene Wegstrecke pro Inkrement-Angabe wird über einen angenommenen mittleren Reifenumfang berechnet. Die Wegstrecke muss laut Vorschrift auf 1 mm genau erfasst werden. Ohne diese Genauigkeit könnten sich sonst über die Jahre zu große Abweichungen bei dem Kilometerstand ergeben.
Bei den modernen Fahrzeugen wird der Kilometerstand häufig im Kombiinstrument 110 digital und nichtflüchtig gespeichert. Es gibt über die Autosar-Organisation Vorschriften, mit welcher Genauigkeit die Kilometerangabe gespeichert werden soll und in welchen Zeitabständen, um den Kilometerstand möglichst aktuell zu halten, auch beim Auftreten eines Unfalls. Die Art und Weise der Speicherung, wie auch wieviel Speicher dafür vorzusehen ist, bleibt den Herstellern überlassen. Oft wird heute ein EEPROM-Speicher mit drei verschiedenen Speicherbänken vorgesehen. Bislang wurde der Speicher im Kombiinstrument 110 vorgesehen. Ein neuer Ansatz besteht darin, den Speicher mehrfach in der Bordelektronik vorzusehen. In der Fig. 2 ist dargestellt, dass der Speicher in dem Hochleistungsrechner 30 vorgesehen wird und die Bezugszahl 32 hat. Ein weiterer Ansatz sieht vor, dass der Speicher zusätzlich auch noch in dem ESP-Steuergerät 174 untergebracht werden sollte. Dies schützt den Speicher besser vor Manipulation, da das Risiko der Manipulation am sicherheitsrelevanten Bremssteuergerät besonders hoch ist. Es werden deshalb drei Speicherbänke vorgesehen, damit die maximal zulässige Anzahl von Schreibzyklen eingehalten werden kann. Bei EEPROM-Speicher beträgt die maximale Anzahl von Schreibzyklen 100.000 Schreibzyklen. Bei besonders preisgünstigen EEPROM- Speichern beträgt die Anzahl nur 10.000 Schreibzyklen.
Um hier den Speicherbedarf bei den ohnehin knapp bemessenen Ressourcen im Fahrzeugbereich zu verringern, wird erfindungsgemäß eine besondere Art der Speicherung realisiert. Die Kilometerangabe wird mit ganzzahligen Binärwerten gespeichert. Die Nachkommastellen, also die Millimeterangabe, wird separat in einen anderen Speicherbereich gespeichert.
Die Fig. 3 zeigt die benötigten Speicherbereiche. Im EEPROM-Speicher 32 wird ein Bereich M1 für die Abspeicherung des Ganzzahlanteils allokiert. Dazu gehört auch ein Bereich RM1 als Reserve, der eingesetzt wird, wenn ein Speicherplatz als fehlerhaft erkannt wurde. Daneben gibt es einen Speicherbereich M2, der für die Abspeicherung der Nachkommastellen des Kilometerstandes eingesetzt wird. Auch für diesen Bereich wird ein Reservebereich RM2 reserviert. In Fig. 3 ist noch ein Adresszeiger AP gezeigt, der für die Adressierung der Speicherplätze in dem Speicherbereich M2 benötigt wird. Dieser Adresszeiger ist in einem Registerspeicherbereich des Hochleistungsrechners 30 lokalisiert. Der Registerspeicherbereich befindet sich z.B. in einem CMOS-RAM Speicher 33.
Fig. 4 zeigt die besondere Form der Speicherung der ganzzahligen Werte für die Kilometerangabe. Es wird ein Speicherbereich des EEPROM 32 mit 400 Binärworten ä 4 Byte für die Speicherung der ganzzahligen Kilometerangabe allokiert. Die Binärworte werden rollierend in den Speicherbereich geschrieben. Das bedeutet, dass für jeden Schreibvorgang ein Adresszähler inkrementiert wird. Die 400 Speicherplätze ä 4 Byte werden rollierend, also eine nach der anderen, beschrieben. Der erste Speicherplatz Wordl enthält nach dem ersten Schreibvorgang, also nach dem 1. Zyklus, den Eintrag 1. Dies entspricht dem Eintrag für den ersten gefahrenen Kilometer. Nach dem zweiten gefahrenen Kilometer wird in den Speicherplatz Word2 der Eintrag 2 geschrieben. Für den dritten gefahrenen Kilometer wird in den Speicherplatz Word3 der Eintrag 3 geschrieben. Entsprechend wird für den vierten gefahrenen Kilometer der Eintrag 4 in den vierten Speicherplatz Word4 geschrieben. Dieser Vorgang setzt sich weiter fort, bis in den 400. Speicherplatz Word400 der Eintrag 400 für den 400. gefahrenen Kilometer geschrieben wird. Damit ist der erste Schreibzyklus vervollständigt und jeder Speicherplatz wurde einmal beschrieben. Der Vorgang wird dann von vorne fortgesetzt. Dies ist in der Fig. 4 daran erkennbar, dass in den ersten Speicherplatz Wordl im 2. Schreibzyklus der Eintrag 401 geschrieben wird. Dieser Eintrag entspricht einer Kilometerangabe für den 401. gefahrenen Kilometer. Danach wird in den Speicherplatz Word2 der nächste Eintrag geschrieben, was der Kilometerangabe 402 km entspricht. Der zweite Zyklus wird mit dem Schreiben des Eintrags 800 in den Speicherplatz Word400 beendet. Der Eintrag darin entspricht dann der Kilometerangabe 800 km. Der Vorgang setzt sich so fort, wie in Fig. 4 dargestellt. Mit Ende des 10.000. Zyklus steht in dem Speicherplatz Word400 der Eintrag für den 4.000.000. gefahrenen Kilometer. Dieser Wert ist so hoch, dass er kaum in der Lebensdauer des Fahrzeuges erreicht werden kann. Die Lösung hat aber Potential für weitere Schreibzyklen. Theoretisch ließe sich die Zahl 4.294.967.295 in die 4 Byte-Speicherplätze eintragen. Es ist aber ersichtlich, dass die Lösung sogar für den Einsatz von preiswerten EEPROM Speichertypen funktioniert, die nur für 10.000 Schreibzyklen ausgelegt sind. Alternativ ließe sich auch nur die Zykluszahl auf den Speicherplätzen eintragen, was die Wortbreite verringern würde. Dafür wäre dann die Kilometerangabe nicht mehr in Klartext vorhanden und der Kilometerstand müsste jeweils berechnet werden.
Die Fig. 5 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zum Abspeichern der Nachkommastellen. Die Nachkommastellen entsprechen der Millimeterangabe für den Wegstreckenzähler. Die Millimeterangabe wird im Bereich von 1 mm bis zu 999.999 mm gefordert. Es ist nicht nötig, die Nachkommastellen laufend zu speichern. Deshalb wird der Ansatz gewählt, die Nachkommastellen nur bei Abschaltung der Stromversorgung zu speichern. Wenn sie dann nicht gespeichert werden würden, könnte sonst der Kilometerstand um bis zu einen Kilometer von der tatsächlich gefahrenen Strecke abweichen. Auch wenn das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt wird, wird durch eine Spannungsüberwachungsschaltung eine Powerdown- Reset ausgelöst und es wird dadurch noch die Abspeicherung der Nachkommastellen durchgeführt. Mit maximal 100.000 Powerdown- Resets wird für die Lebensdauer des Fahrzeuges 10 gerechnet. Dafür wird ein Speicherbereich des EEPROM 32 mit 10 Binärworten ä 4 Byte + 5 Binärworten als Reserve allokiert. Die Reserve wird vorgesehen, weil theoretisch ein Speicherdefekt bei einzelnen Speicherplätzen auftreten könnte, so dass es dann nötig wird, auf einen Reservespeicherplatz umzuschalten. Um die Millimeterauflösung abzuspeichern, sind nur 3 Bytes nötig. Aus Robustheitsgründen wird eine doppelte Ablage der Nachkommastellen inklusive Checksumme umgesetzt. Die Checksumme gestattet es, Bitfehler bei der Abspeicherung der Nachkommastellen zu erkennen. Im in Fig. 5 gezeigten Beispiel wird 1 Byte für die Checksumme zur Verfügung gestellt. Es könnte z.B. der bekannte CRC-Prüfcode berechnet werden und als Prüfsumme in das zusätzliche Byte eingetragen werden. Fig. 5 zeigt wieder die verschiedenen Schreibzyklen. Anders als bei der Abspeicherung des ganzzahligen Anteils des Kilometerstandes wird nicht wieder rollierend über die 10 Speicherworte AL1W1 bis AL1W10 ein Speichereintrag gesetzt. Es wird nur bei einem Powerdown-Ereignis der Nachkommanateil dauerhaft gespeichert. Nach dem ersten gezeigten Zyklus für den Speicherplatz AL1W1 steht in dem Speicherplatz AL1W1 die Nachkommastelle 0,000.001 km. Beim nächsten Eintrag wird dort die Nachkommastelle 0,235.001 km eingetragen usw., wie in Fig. 5 angegeben. Um zu vermeiden, dass hier die Zellen bei maximal 100.000 Powerdown- Resets zu oft beschrieben werden, wird eine Pointer-Lösung implementiert. Der Adresszeiger AP zeigt jeweils auf den zu verwendenden Speicherplatz. In einer Variante wird als Adresszeiger AP dabei die Adresse des Speicherbereichs, in dem die aktuelle km- Ganzzahl abgelegt ist, verwendet. So wird es dann ermöglicht, dass die Nachkommastellen der Ganzzahlen im Speicherbereich mit den Speicherplätzen Wordl bis Word20, s. Fig. 4, in dem ersten Speicherplatz AL1W1 abgelegt wird. Die Nachkommastellen der Ganzzahlen im Speicherbereich mit den Speicherplätzen Word21 bis Word40 werden dann in dem zweiten Speicherplatz AL1W2 abgelegt usw.! Schließlich werden die Nachkommastellen der Ganzzahlen im Speicherbereich mit den Speicherplätzen Word381 bis Word400 dann in dem Speicherplatz AL1W10 abgelegt. Da die Ganzzahl des Kilometerstandes in dem Speicher 32 rollierend verteilt wird, werden die für die Nachkommastellen vorgesehenen Speicherplätze AL1W1 bis AL1W10 in etwa gleichmäßig oft beschrieben. Dies ist aber nicht exakt richtig, da nur bei Powerdown-Ereignissen abgespeichert wird.
Die Fig. 6 zeigt noch, wie bei der Speicherung der Ganzzahlen gern. Fig. 3 Bitfehler erkannt und korrigiert werden können. Dafür ist es nicht erforderlich, eine Prüfsumme pro Speicherplatz vorzusehen. Zunächst wird erläutert, wie die Erkennung von Fehlern erfolgt. Die Fig. 6 zeigt das Prinzip in vereinfachter Form mit nur vier Speicherplätzen W1 bis W4, in die rollierend gespeichert wird. Die ersten fünf Einträge erfolgen korrekt. Beim 6. Eintrag ist eine fehlerhafte Speicherung gezeigt. In dem Speicherplatz W2 findet sich nach dem Schreibvorgang nicht der Eintrag für den 6. gefahrenen Kilometer, sondern fälschlicherweise der Eintrag 456 km. An dieser Stelle dürfte dieser Eintrag nicht erscheinen, denn der Eintrag für den 456 km müsste im Speicherplatz W4 erfolgen im 456. Schreibzyklus. Durch Vergleich der Speicherplatzadressen mit den Einträgen kann der Fehler erkannt werden. Eine andere Methode der Fehlererkennung kann darin bestehen, die Nachbareinträge mit auszuwerten. Wenn im Speicherplatz W1 der Eintrag 5 km steht und in Speicherplatz W2 der Eintrag 456 km und in Speicherplatz W3 sich der Eintrag 999 km findet, ist erkannt, dass der Eintrag in Speicherplatz W2 und W3 fehlerhaft ist, denn bei der rollierenden Speicherung müssen in aufeinanderfolgenden Speicherplätzen inkrementeile Kilometerangaben stehen. Zur Korrektur des Eintrages in Speicherplatz W2 werden die benachbarten Werte verglichen. Steht also in Speicherplatz W1 der Eintrag für 5 km und in Speicherplatz W3 der Eintrag für 999 km, so gehört in Speicherplatz W2 der Eintrag für 6 km. Es wird dann versucht, den Eintrag in Speicherplatz W2 mit dem korrigierten Wert für 6 km zu überschreiben. Das Schreiben und Löschen von Einträgen im EEPROM-Speicher 32 ist feingranular (Byte-weise oder Wort-weise) zur normalen Programmlaufzeit möglich.
Wenn das Überschreiben des fehlerhaften Eintrages auch nach mehrmaligen Versuchen nicht möglich ist, muss ein anderer Speicherplatz verwendet werden. Im Beispiel wird dann versucht, auf Speicherplatz W3 den Eintrag für 7 km zu schreiben. Wenn auch dies misslingt, so wird der Eintrag für 7 km in Speicherplatz W4 geschrieben. Der Algorithmus zur Adressberechnung für die rollierende Speicherung wird dann so angepasst, dass nach Schreiben des Eintrages in Speicherplatz W1 der Adresszeiger um drei Speicherplätze inkrementiert wird, so dass als Nächstes der Speicherplatz W4 mit dem Eintrag für 7 km beschrieben wird. Es werden dann zwei Reservespeicherplätze hinzugenommen, die dann für die rollierende Speicherung eingesetzt werden. Auch dies wird in dem Algorithmus zur Adressberechnung berücksichtigt. Alle hierin erwähnten Beispiele wie auch bedingte Formulierungen sind ohne Einschränkung auf solche speziell angeführten Beispiele zu verstehen. So wird es zum Beispiel von Fachleuten anerkannt, dass das hier dargestellte Blockdiagramm eine konzeptionelle Ansicht einer beispielhaften Schaltungsanordnung darstellt. In ähnlicherWeise ist zu erkennen, dass ein dargestelltes Flussdiagramm, Zustandsübergangsdiagramm, Pseudocode und dergleichen verschiedene Varianten zur Darstellung von Prozessen darstellen, die im Wesentlichen in computerlesbaren Medien gespeichert und somit von einem Computer oder Prozessor ausgeführt werden können.
Es sollte verstanden werden, dass das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen in verschiedenen Formen von Hardware, Software, Firmware, Spezialprozessoren oder einer Kombination davon implementiert werden können. Spezialprozessoren können anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Reduced Instruction Set Computer (RISC) und / oder Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) umfassen. Vorzugsweise werden das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung als eine Kombination von Hardware und Software implementiert. Die Software wird vorzugsweise als ein Anwendungsprogramm auf einer Programmspeichervorrichtung installiert. Typischerweise handelt es sich um eine Maschine auf Basis einer Computerplattform, die Hardware aufweist, wie beispielsweise eine oder mehrere Zentraleinheiten (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und eine oder mehrere Eingabe/Ausgabe (I/O) Schnittstelle(n). Auf der Computerplattform wird typischerweise außerdem ein Betriebssystem installiert. Die verschiedenen Prozesse und Funktionen, die hier beschrieben wurden, können Teil des Anwendungsprogramms sein oder ein Teil, der über das Betriebssystem ausgeführt wird.
Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen, die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehörend in Betracht ziehen würde.
Die Erfindung wurde am Beispiel der Abspeicherung der Betriebsinformation getrennt nach Ganzzahl- und Nachkommastellen-Anteil erläutert, was gerade bei Abspeicherung des Kilometerstandes getrennt nach Kilometerangabe und Millimeterangabe sehr gut geeignet ist. Im Prinzip ist es aber auch möglich, eine andere Aufteilung zu wählen. Statt Ganzzahl- und Nachkommastellen-Anteil wäre es möglich, in einen frei wählbaren High- und Low- Wertebereich einteilen zu können. So wäre es in einer anderen Variante möglich, die einzelnen Rad-Impulse zu zählen. 1 Rad- Impuls entspricht dabei z.B. einer Wegstrecke von ca. 2 cm (Radumfang 200 cm / 100 Pulse je Radumdrehung). Um 4 Millionen km in 2 cm Auflösung erfassen zu können, wird ein 38 Bit breiter Speicherplatz benötigt. Bei der beschriebenen Speicheranordnung gern. Fig. 4 würden in den ‘Word400‘-Speicher die höheren 23 Bit abgespeichert (was in etwa der km- Ganzzahl entspricht). Die niederen 15 Bit, die in etwa den Kilometer-Nachkommastellen entsprechen, würden wieder bei dem jeweiligen Power-Down-Ereignis gespeichert werden.
Als Beispiel eines nichtflüchtigen Speichers könnten auch andere Speichertypen als der beschriebene EEPROM-Speicher eingesetzt werden. Es werden als weitere Beispiele ein CMOS-RAM-Speicher oder ein Flash-EPROM-Speicher genannt.
Bezugszeichenliste
10 Fahrzeug
20 LCD-Anzeigeeinheit
30 Hochleistungsrechner 1
32 EEPROM
33 CMOS- RAM 40 Hochleistungsrechner 2 50 Bedieneinheit 60 Head-Up-Anzeigeeinheit 90 Datenleitung 100 Ethernet-Bus 104 CAN-Bus 110 Kombiinstrument 120 Telefon 130 Navigationsgerät 140 Radio 150 Kamera 160 OnBoard-Kommunikationseinheit 172 Leistungselektronik 174 ESP-Steuergerät 176 Getriebesteuergerät AP Adresszeiger M1 Speicherbereich für Ganzzahlanteil M2 Speicherbereich für Nachkommastellen RDS Raddrehzahlsensor RM1 Reserve für Speicherbereich für Ganzzahlanteil RM2 Reserve für Speicherbereich für Nachkommastellen Wordl 1. Speicherplatz für Ganzzahlanteil bis
Word400 400. Speicherplatz für Ganzzahlanteil
AL1W1 1. Speicherplatz für Nachkommastellen in Ablage 1
AL1W10 10. Speicherplatz für Nachkommastellen in Ablage 1
AL1W1 1. Speicherplatz für Nachkommastellen in Ablage 2
AL1W10 10. Speicherplatz für Nachkommastellen in Ablage 2
W1 1. Speicherplatz für Ganzzahlanteil
W2 2. Speicherplatz für Ganzzahlanteil

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur nichtflüchtigen Speicherung einer Betriebsinformation bei einem Fahrzeug (10) oder einer Maschine, wobei die Betriebsinformation im Betrieb fortschreitend hochgezählt wird, und der aktuelle Stand der Betriebsinformation in einem nichtflüchtigen Speicher (32) fortschreitend eingetragen wird, um den Gebrauchszustand des Fahrzeuges (10) oder der Maschine zu dokumentieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsinformation getrennt nach Ganzzahlanteil und Nachkommastellen binär in zwei verschiedene Speicherbereiche des nichtflüchtigen Speichers (32) eingetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ganzzahlanteil der Betriebsinformation rollierend in eine Anzahl von Speicherplätzen (Wordl bis Word400) eingetragen wird, wobei die Speicherplätze nach jedem rollierenden Durchlauf überschrieben werden, wobei die Anzahl der Speicherplätze (Wordl bis Word400) so bemessen wird, dass zum Einträgen der Betriebsinformation während der Lebensdauer des Fahrzeuges (10) oder der Maschine keine Überschreitung der zulässigen Höchstzahl an Schreibzyklen für den nichtflüchtigen Speicher (32) Vorkommen kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Breite der Speicherplätze (Wordl bis Word400), die für die Abspeicherung des Ganzzahlanteils der Betriebsinformation zur Verfügung gestellt werden müssen, so gewählt wird, dass wenigstens der Maximalwert für den Ganzzahlanteil, der sich für die geplante maximale Gebrauchsdauer des Fahrzeuges (10) oder der Maschine ergibt, als Binärwert jeweils in die Speicherplätze eingetragen werden kann.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Breite der Speicherplätze (AL1W1 bis AL1W10), die für die Abspeicherung der Nachkommastellen der Betriebsinformation zur Verfügung gestellt werden müssen, so gewählt wird, dass wenigstens die Nachkommastellen für die geplante maximale Auflösung der Betriebsinformation als Binärwerte jeweils in einen Speicherplatz (AL1W1 bis AL1W10) des allokierten Speicherbereichs für die Nachkommastellen in dem nichtflüchtigen Speicher (32) eingetragen werden können.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breite der Speicherplätze (AL1W1 bis AL1W10) erhöht wird, um in den Speicherplätzen (AL1W1 bis AL1W10) für die Nachkommastellen zusätzlich eine Fehlererkennungsinformation abspeichern zu können.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für die Abspeicherung der Nachkommastellen in den Speicherplätzen (AL1W1 bis AL1W10) ein Adresszeiger (AP) eingesetzt wird, der bestimmt, in welchen Speicherplatz (AL1W1 bis AL1W10) des allokierten Speicherbereichs des nichtflüchtigen Speichers (32) ein Nachkommaanteil der Betriebsinformation eingetragen werden soll.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Adresszeiger (AP) daraus bestimmt wird, in welchem Speicherplatzbereich der Ganzzahlanteil der Betriebsinformation abgespeichert ist, deren Nachkommaanteil abgespeichert werden soll.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Speicherplatzbereich für die Abspeicherung des Ganzzahlanteils in entsprechend viele gleich große Segmente eingeteilt wird, wie Speicherplätze (AL1W1 bis AL1W10) für die Abspeicherung der Nachkommastellen entsprechend des Erfordernis hinsichtlich der geforderten Begrenzung der Schreibzyklenzahl benötigt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach der Abspeicherung des Ganzzahlanteils der Betriebs Information der geschriebene Eintrag ausgelesen wird und mit wenigstens zwei benachbarten Speicherplatzeinträgen verglichen wird, wobei ein Fehleintrag daran erkannt wird, dass ein Speicherplatzeintrag nicht fortlaufend mit dem gewählten Inkrementwert gegenüber dem Nachbarspeicherplatzeintrag eingetragen wurde.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein als fehlerhaft erkannter Eintrag mit dem korrigierten Wert überschrieben wird und, wenn nach einer Anzahl von Versuchen kein korrekter Eintrag in dem Speicherplatz (Wordl bis Word400) möglich ist, der korrigierte Wert in einen Reservespeicherplatz des allokierten Speicherbereichs geschrieben wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Adressberechnung für die rollierende Speicherung so angepasst wird, dass der als fehlerhaft erkannte Speicherplatz (W2, W3) von der rollierenden Speicherung ausgenommen wird und stattdessen der gewählte Reservespeicherplatz mit in die rollierende Speicherung aufgenommen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Nachkommastellen in dem allokierten Speicherbereich doppelt in zwei verschiedenen Speicherbereichen abgelegt werden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei die Vorrichtung eine Recheneinheit (30) aufweist, die ausgelegt ist, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
14. Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) eine Vorrichtung nach Anspruch 13 aufweist.
15. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm Programmschritte aufweist, die bei Abarbeitung des Programms durch eine Recheneinheit (30) diese veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.
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