DaimlerChrysler AG

Ansteuersystem für eine Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges

Die Erfindung betrifft ein Ansteuersystem für eine Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die überwachung von Steuereinheiten eines Ansteuersystems einer Antriebseinheit ist im Allgemeinen als Drei-Ebenen-überwachungskonzept ausgeführt. Ein derartiges überwachungskonzept ist aus der Druckschrift DE 44 38 714 Al bekannt. Sie beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeuges mit einem Mikrocomputer mit wenigstens zwei voneinander unabhängigen Ebenen, wobei eine erste Ebene die Steuerfunktionen und eine zweite Ebene die überwachungsfunktionen durchführt. Eine dritte Ebene bildet eine Kontrollebene, welche die überwachungsebene und damit den Mikrocomputer kontrolliert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ansteuersystem mit hoher Verfügbarkeit darzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Antriebs-Steuereinheit eine zweite

Datenübertragungseinrichtung aufweist, und zusätzlich über einen zweiten Kotnraunikationsweg mit der externen Steuereinheit verbunden ist, wobei die Sollmomentvorgabe von der externen Steuereinheit über den zweiten Kommunikationsweg an die zweite Datenübertragungseinrichtung weitergebbar ist.

Dies hat den Vorteil, dass bei einem Ausfall eines der Kommunikationswege noch ein zweiter Kommunikationsweg zur Datenübertragung zur Verfügung steht . Das erhöht die Verfügbarkeit des Ansteuersystems .

In einer Ausführungsform sind bei Erkennen eines Fehlers in der Datenübertragung einer Datenübertragungseinrichtung mittels der Antriebs-Steuereinheit und bei Vorliegen des Fehlers kürzer als eine vorgegebene Zeitdauer die letzten fehlerfreien Daten dieser Datenübertragungseinrichtung beibehaltbar. änderungen in den Sollvorgaben erfolgen üblicherweise nicht unstetig. Daher stellt es für kurze Unterbrechungen eine gute Näherung eines fehlenden Wertes da, den alten Wert beizubehalten. Damit können Kurzzeitfehler kompensiert werden ohne auf die Daten des anderen Kommunikationsweges zurückzugreifen .

In einer Ausführungsform sind bei Erkennen eines Fehlers in der Datenübertragung einer Datenübertragungseinrichtung mittels der Antriebs-Steuereinheit die Daten der jeweils anderen Datenübertragungseinrichtung übernehmbar, wenn der Fehler länger als eine vorgegebene Zeitdauer vorliegt. Da in beiden Datenübertragungseinrichtung die gleichen Daten übertragen Werten sind die fehlerhaft übertragene Daten einer Datenübertragungseinrichtung durch die Daten der jeweils anderen Datenübertragungseinrichtung ersetzbar. Damit ist die

Datenqualität auch bei einem Ausfall einer der Datenübertragungseinrichtungen sichergestellt .

In einer Ausführungsform ist bei Erkennen eines Fehlers in der Datenübertragung beider Datenübertragungseinrichtung mittels der Antriebs-Steuereinheit, ein Sollmoment mit dem Wert Null vorgebbar, wenn der Fehler länger als die vorgegebene Zeitdauer vorliegt. Damit wird sichergestellt, dass die Antriebseinheit in einem zulässigen und sicheren Zustand betrieben wird.

In einer Ausführungsform ist ein Fehlersignal in der Antriebs-Steuereinheit speicherbar. Damit ist es möglich den Fehler an den Fahrer zu signalisieren und/oder im Rahmen einer externen Diagnose durch Wartungspersonal zu erkennen und zu beheben.

In einer Ausführungsform ist dieser Zustand bis zum nächsten Neustart des Antriebs beibehaltbar. Damit ist es möglich bei andauernd auftretenden Fehlern das System dauerhaft bis zum nächsten Neustart in einem sicheren Zustand zu betreiben und den Fehler zu signalisieren. Damit wird vermieden, dass sich ein Undefinierter Zustand einstellt.

In einer Ausführungsform ist jedem der beiden Kommunikationswege eine eigene Identitätskennung zuordenbar ist, aufgrund derer erkennbar ist, über welchen Kommunikationsweg ein Sollmoment der Steuereinheit übertragen wurde. Damit kann den Daten zugeordnet werden, über welchen Kommunikationsweg sie der Steuereinheit zugeführt wurden. Dies erleichtert die spätere Auswertung.

In einer Ausführungsform ist über beide Kommunikationswege das gleiche Sollmoment mit einer gleichen Botschaftsfrequenz

an die jeweils zugeordnete Datenübertragungseinrichtung übertragbar. Dies erleichtert den synchronisierten Abgleich der Daten der beiden Kommunikationswege und die Fehlererkennung .

In einer Ausführungsform ist über beide Kommunikationswege das gleiche Sollmoment mit einem gleichen Botschaftszähler und mit einer gleichen Prüfsumme an die jeweils zugeordnete Datenübertragungseinrichtung übertragbar. Dies erleichtert ebenfalls den synchronisierten Abgleich der Daten der beiden Kommunikationswege und verbessert die Fehlererkennung.

In einer Ausführungsform ist die zweite Datenübertragungseinrichtung in der

Funktionsüberwachungsebene angeordnet ist. Damit ist es möglich die Datenübertragung fortzusetzen, selbst wenn eine der Ebenen, die Funktionsebene oder die Funktionsüberwachungsebene einen Fehler in der Datenübertragung aufweist.

In einer Ausführungsform ist die Daten der beiden Datenübertragungseinrichtungen parallel zueinander durch die Antriebs-Steuereinheit auswertbar sind. Damit ist es möglich die Datenübertragung fortzusetzen, selbst wenn eine der Ebenen, die Funktionsebene oder die Funktionsüberwachungsebene fehlerhaft arbeitet .

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen und den Beschreibungen hervor. Dabei zeigt die Fig. eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ansteuersystems .

Alle in den Fig. 1 bis Fig. 4 dargestellten Einrichtungen und sonstigen Bauteile der Steuereinheit können gleichermaßen als

elektronisches Bauteil als Funktionalität oder Speicherbereich eines Rechnerbausteins, als Software oder Vergleichbares ausgeführt sein.

Die Fig. zeigt eine Antriebs-Steuereinheit 1 einer Antriebseinheit und eine zweite separate externe Steuereinheit 2.

In der Fig. ist eine Antriebs-Steuereinheit 1 dargestellt, die einer nicht dargestellten Antriebseinheit zugeordnet ist. Die Antriebseinheit wird von dieser Antriebs-Steuereinheit 1 gesteuert. Die Antriebseinheit kann beispielsweise als elektrische Maschine, als Brennkraftmaschine oder dergleichen sein.

Die Antriebs-Steuereinheit 1 weist eine Funktionsebene 3 und eine Funktionsüberwachungsebene 4 auf. Die Fig. zeigt des Weiteren eine zweite externe Steuereinheit 2. Diese kann beispielsweise eine zentrale Antriebs-Steuereinheit zur Koordinierung mehrerer Antriebseinheiten (Hybrid- Steuereinheit) , die Fahrzeugsteuereinheit oder die Steuereinheit einer Brennkraftmaschine sein.

Diese externe Steuereinheit 2 ist über zwei

Kommunikationswege A und B mit der Antriebs-Steuereinheit 1 verbunden .

Die Antriebs-Steuereinheit 1 weist zwei Datenübertragungseinheiten 5 und 6 auf . Die Datenübertragungseinheit 5 ist in der Funktionsebene 3 angeordnet . Die Datenübertragungseinheit 6 ist in der Funktionsüberwachungsebene 4 angeordnet. Der

Kommunikationsweg A verbindet die externe Steuereinheit 2 mit der Datenübertragungseinheit 5 der Funktionsebene 3 der

Antriebs-Steuereinheit 1. Der Kommunikationsweg B verbindet die externe Steuereinheit 2 mit der Datenübertragungseinheit 6 der Funktionsüberwachungsebene 4 der Antriebs-Steuereinheit 1.

über die Kommunikationswege A und B gibt die externe Steuereinheit 2 ein Sollmoment Msoll an die Antriebs- Steuereinheit 1 der Antriebseinheit. Dabei wird von den Kommunikationswegen A und B das identische Sollmoment Msoll übertragen. Dabei wird dem übertragenen Sollmoment Msoll die Information beigefügt, über welchen der Kommunikationswege A oder B es übertragen wurde. Entsprechend ist in der Fig.l das Sollmoment mit Msoll_A bzw. Msoll_B gekennzeichnet.

Die übertragung des Sollmoments Msoll erfolgt auf den beiden Kommunikationswegen A und B mit der gleichen Taktfrequenz, und unter Zuordnung des gleichen Botschaftszählers. Dabei ist dem Sollmoment Msoll_A bzw. Msoll_B jeweils eine Prüfsumme zugeordnet . Damit können zeitgleich auf den

Kommunikationswegen A und B parallel übertragene identische Werte für das Sollmoment Msoll anhand der übereinstimmung des Botschaftszählers und der Gleichheit der Prüfsummen einander zugeordnet werden.

Von der Datenübertragungseinrichtung 5 wird das über den Kommunikationsweg A übertragene Sollmoment Msoll_A an eine Einrichtung 7 der Funktionsebene 3 und eine Einrichtung 11 der Funktionsüberwachungsebene 4 weitergegeben.

Von der Datenübertragungseinrichtung 6 wird das über den Kommunikationsweg B übertragene Sollmoment Msoll_B an eine Einrichtung 8 der Funktionsebene 3 und eine Einrichtung 10 der Funktionsüberwachungsebene 4 weitergegeben.

In einer Einrichtung 9 der Funktionsebene 3 werden die Daten der Einrichtung 7 und der Einrichtung 8 miteinander verglichen. Dabei wird geprüft, ob die Daten von Kommunikationsweg A und Kommunikationsweg B die gleiche Aktualität besitzen. Dies ist dann der Fall, wenn der Botschaftszähler der Daten von Kommunikationsweg A und der Daten von Kommunikationsweg B den gleichen Wert hat. Außerdem wird geprüft, ob jeweils die Prüfsumme richtig ist und mit der der Daten des anderen Kommunikationsweges übereinstimmt. Anschließend erfolgt die Ermittlung des von der Einrichtung 9 der Funktionsebene 3 auszugebenden Sollmoments Msoll_F.

Es wird ein Fehler erkannt, wenn eine Botschaft verloren wurde, die Prüfsumme fehlerhaft ist, ein Fehler im Botschaftszähler erkannt wurde (Wert des Botschaftszählers ist gleich dem der letzten Botschaft oder um mehr als eins größer) . Verlorene Botschaften führen zu einer reversiblen Fehlerreaktion, ein Fehler in der Prüfsumme oder im Botschaftszähler führen zum einer irreversiblen Reaktion, die bis zum nächsten Motorstart aufrechterhalten wird.

Die Momentenermittlung in der Funktionsebene 3 ist in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:

Liegen keine übertragungsfehler in Kommunikationsweg A oder B vor und haben die beiden Sollmomente Msoll_FA und Msoll_A das gleiche Vorzeichen, so gibt die Einrichtung 9 den niedrigeren der beiden Werte aus. Sind beide Werte positiv, so entspricht dies dem Minimum Min [Msoll_FA, Msoll_FB] aus den Werten für das Sollmoment. Sind beide Werte negativ, so entspricht dies dem Maximum Max [Msoll_FA, Msoll_FB] aus den Werten für das Sollmoment .

Liegt kein übertragungsfehler vor, aber die beiden Sollmomente Msoll_FA und Msoll_A haben ein unterschiedliches Vorzeichen, so gibt die Einrichtung 9 ein Sollmoment Msoll_F mit dem Wert Null aus.

Liegt ein übertragungsfehler in einem der Kommunikationswege A oder B vor, so übernimmt die Einrichtung 9 bzw. die ihr vorgelagerte Einrichtung 7 bzw. 8 den letzten fehlerfrei übertragenen Wert des betroffenen Kommunikationsweges A bzw. B, wenn der Fehler nicht länger als eine als festgelegte Zeitdauer (Entprellzeit) andauert.

Liegt ein übertragungsfehler in einem der Kommunikationswege A oder B vor, der über diese festgelegte Entprellzeit hinaus fortbesteht, so gibt die Einrichtung 9 das Sollmoment Msoll_A bzw. Msoll_FA des anderen, fehlerfreien Kommunikationsweges B bzw. A als Sollmoment Msoll_F aus.

Liegt ein übertragungsfehler in beiden Kommunikationswegen A und B vor, so gibt die Einrichtung 9 ein Sollmoment Msoll_F mit dem Wert Null aus.

In einer Einrichtung 12 der Funktionsüberwachungsebene 4 werden die Daten der Einrichtung 10 und der Einrichtung 11 miteinander verglichen. Dabei wird anhand der Botschaftszähler geprüft, ob die Daten von Kommunikationsweg A und Kommunikationsweg B die gleiche Aktualität besitzen. Außerdem wird geprüft, ob die Prüfsummen richtig sind und übereinstimmen.

Die Momentenermittlung in der Funktionsüberwachungsebene 4 entspricht der in der Funktionsebene 3 und wird daher nicht nochmals im Detail erläutert.

Auf diese Weise werden die beiden Kommunikationswege A und B in der Funktionsebene 3 und der Funktionsüberwachungsebene 4 parallel zueinander ausgewertet. Dies erhöht sowohl die Fehlererkennung als auch die Möglichkeiten einen Fehler zu kompensieren.