DE102011003345A1

DE102011003345A1 - Netzwerkverbundsystem für Fahrzeugsteuergeräte und/oder für Fahrzeugregelgeräte und Synchronisationsverfahren zum Betrieb des Netzwerkverbundsystems

Info

Publication number: DE102011003345A1
Application number: DE102011003345A
Authority: DE
Inventors: Kai Schade; Bernd Geyer
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-08-02
Also published as: WO2012101229A1

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Netzwerkverbundsystem für Fahrzeugsteuergeräte und/oder für Fahrzeugregelgeräte, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte, wobei in den mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräten und/oder Fahrzeugregelgeräten jeweils ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung des zugehörigen Fahrzeugsteuersystems und/oder Fahrzeugregelsystems von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ausgeführt wird, wobei die mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte über eine Busanbindung an einen gemeinsamen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung verfügen, wobei über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung ein Informationsaustausch der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte untereinander stattfindet und wobei die Loop-Zeit tL mindestens eines Datenverarbeitungsprogramms für eine Anzahl n1,2 von Loops gegenüber einer nominellen Loop-Zeit tL,n um eine Zeitspanne Δt verkürzt oder verlängert wird, um die Ankunftszeit von Informationen im Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus mit einem Informationsankunftserwartungsfenster des mindestens einen Datenverarbeitungsprogramms zu synchronisieren, das sich dadurch auszeichnet, dass die Anzahl n1,2 von Loops mittels eines Algorithmus in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung empfangenen Information bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Netzwerkverbundsystem gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte gemäß Oberbegriffen von Ansprüchen 19 und 24 und ein Synchronisationsverfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 25.
Zukünftige Fahrzeugsysteme werden immer stärker untereinander vernetzt und der Informationsaustausch dieser Systeme untereinender nimmt zu. Gleichzeitig nimmt auch die Anzahl elektronischer und elektromechanischer Fahrzeugsysteme in aktuellen Fahrzeugen stetig zu, wodurch ebenfalls eine Zunahme des Informationsflusses im Fahrzeug verursacht und eine wachsende Vernetzung notwendig wird. Ein Beispiel hierfür sind elektromechanisch betätigbare Radbremsen (EMB), welche neben einem elektromechanischen Aktuator ein im Bereich des Rads angeordnetes elektronisches Steuer- und Regelgerät umfassen. Ebenso lässt sich auch eine deutliche Zunahme von Umfeldsensoren in Kraftfahrzeugen beobachten, deren Sensorsignale von entsprechenden Modulen ausgewertet werden müssen und ggf. als Entscheidungsbasis für einen Steuereingriff durch eine Bremseinrichtung dienen können.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2008/155341 A1 ist eine kombinierte Bremsanlage mit hydraulisch betätigbaren Radbremsen an einer ersten Achse und elektromechanisch betätigbaren Radbremsen an einer zweiten Achse bekannt. Der ersten Fahrzeugachse ist dabei eine elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit und jedem elektromechanischen Aktuator der zweiten Achse eine elektronische Steuer- und Regeleinheit zugeordnet. Die Steuer- und Regeleinheiten sind über Datenbusse miteinander verbunden.
Bei einer klassischen funktionellen Aufteilung bezüglich der Hardware- und Softwarekomponenten arbeitet die zugeordnete prozessorbasierte Steuereinheit auf Basis einer sensorgestützten Regelung. Diese Regelung vermag eine maximale Anzahl von Iterationen (Berechnungen) pro Sekunde zu leisten. Beispielsweise entspricht eine Iterationsrate von 200 s^–1 Loop-Zeit von 5 ms. Stell- und Regelvorgänge erfolgen üblicherweise im Zeitraster dieser Loop Zeit.
Unterschiedliche Netzwerkgeräte besitzen üblicherweise auch unterschiedliche Loop-Zeiten. Während ein Motorsteuergerät Loop-Zeiten von 4 ms bis 64 ms erlaubt, verwendet das klassische ESP-Steuergerät (ESP: elektronisches Stabilitätsprogramm) hingegen eine Loop-Zeit von 10 ms. Ein neuartiger elektromechanischer Radbremsaktuator wiederum arbeitet mit einer Software-Loop-Zeit von 5 ms.
Ein Beispiel für ein vernetztes Fahrzeugbremsensystem gibt die WO 2008/155341 A1 . Die offenbarte Bremsanlage verfügt über ein ESP-Aggregat als Zentralregler (Master), welcher auf Basis seiner Loop-Zeit Kommunikations-Botschaften zu anderen Geräten (Slaves) des Netzwerks sendet (z. B. an die Wheel Control Unit, WCU) und quasi per „Fernsteuerung” die Sollgrößen (z. B. für die einzustellende Bremskraft) vorgibt. In diesem Fall werden die Ventile (Bremskraft) nicht mehr radindividuell direkt (zentral) gesteuert. Stattdessen sendet das ESP-Aggregat anhand von Kommunikations-Botschaften der EMB die Sollspannkraft, worauf die jeweilige EMB autonom die Istspannkraft entsprechend einregelt. Die elektrische Bremse ist somit Teil eines Netzwerkverbundsystems.
Die noch nicht veröffentlichte deutsche Patentschrift mit der Anmeldenummer 10 2010 031 608.3 offenbart ein Netzwerk, welches die Steuer- und Regeleinheiten einer EMB sowie eine zentrale elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) umfasst. Die ECU sendet mit Zeitmarken versehene Nachrichten an die Steuer- und Regeleinheiten der Aktuatoren, woraufhin diese eine Phasenanpassung der eigenen Loop-Zeiten an das Eintreffen der Zeitmarken vornehmen. Die Anpassung wird dabei über eine fest vorgegebene Anzahl von verkürzten oder verlängerten Loops erreicht.
Ein offensichtlicher Nachteil von im Stand der Technik beschriebenen Netzwerken liegt entweder in dem losen zeitlichen Zusammenhang der Loop-Zeiten der einzelnen Netzwerkgeräte oder in dem starren und unflexiblen Erreichen einer Synchronisation mittels einer fest vorgegebenen Anzahl von verkürzten oder verlängerten Loops. Sind die Netzwerkgeräte nicht oder noch nicht aufeinander abgestimmt, kann eine vom Master versandte und von einem Slave empfangene Botschaft unter Umständen eine gewisse Zeit unberücksichtigt bleiben, bevor der Slave die Botschaft verarbeitet und ggf. eine entsprechende Aktion ausführt, da die aktuell ausgeführte Iterationsschleife noch beendet werden muss. Dieser Zeitverzug ist bei einer plötzlichen Bremsanforderung als sicherheitsrelevant einzustufen: Der Bremsvorgang kann in einer Gefahrensituation insgesamt verspätet eingeleitet werden, da beispielsweise eine von einem Umfeldsensor erkannte Kollisionsgefahr und der entsprechende Bremseneingriff nicht sofort ausgewertet bzw. umgesetzt werden. In anderen Fällen können die Spannkraftsollwerte einer Bremsvorrichtung zu unterschiedlichen Zeiten eingeregelt werden, wodurch die Stabilität des Fahrzeugs während des Bremsvorgangs gefährdet wird. Ein Anpassen der Loop-Zeiten über eine fest vorgegebene Anzahl von verkürzten oder verlängerten Loops wiederum verlängert in vielen Fällen die Zeitspanne bis zum Erreichen einer Synchronisation unnötig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Netzwerkverbundsystem vorzuschlagen, bei dem eine zeitliche Abstimmung zwischen den einzelnen Netzwerkgeräten in Abhängigkeit des erkannten Zeitversatzes flexibel realisiert wird. Weiterhin sollen zugehörige Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte und ein entsprechendes Synchronisationsverfahren vorgeschlagen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Netzwerkverbundsystem gemäß Anspruch 1, die Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte gemäß Ansprüchen 19 und 24 und das Synchronisationsverfahren gemäß Anspruch 25 gelöst.
Das Netzwerkverbundsystem für Fahrzeugsteuergeräte und/oder für Fahrzeugregelgeräte, welches insbesondere in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet, umfasst mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte, wobei in den mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräten und/oder Fahrzeugregelgeräten jeweils ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung des zugehörigen Fahrzeugsteuersystems und/oder Fahrzeugregelsystems von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ausgeführt wird. Die mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte verfügen über eine Busanbindung an einen gemeinsamen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung, wobei über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung ein Informationsaustausch der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte untereinander stattfindet und wobei die Loop-Zeit t_L mindestens eines Datenverarbeitungsprogramms für eine Anzahl n_1,2 von Loops gegenüber einer nominellen Loop-Zeit t_L,n um eine Zeitspanne Δt verkürzt oder verlängert wird, um die Ankunftszeit von Informationen im Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung mit einem Informationsankunftserwartungsfenster des mindestens einen Datenverarbeitungsprogramms zu synchronisieren. Das erfindungsgemäße Netzwerkverbundsystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Anzahl n_1,2 von Loops mittels eines Algorithmus in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung empfangenen Information bestimmt wird.
Sofern die Loop-Zeit eines Datenverarbeitungsprogramms eines Fahrzeugsteuergeräts und/oder Fahrzeugregelgeräts veränderbar ist, kann eine relative Verschiebung der Loop-Zeit und somit des Informationsankunftserwartungsfensters in einem eine Information empfangenden Gerät gegenüber dem eine Information sendenden Gerät erzielt werden. Da eine empfangene Information nur dann im Wesentlichen ohne zeitlichen Verzug abgearbeitet werden kann, wenn sie in das Informationsankunftserwartungsfenster fällt, ergibt sich der Vorteil, dass Totzeiten der Informationsverarbeitung wegfallen bzw. deutlich verkürzt werden, sobald das sendende und das empfangende Gerät synchronisiert sind.
Somit wird der Nachteil behoben, dass Geräte, die in einem Netzwerk miteinander unsynchronisiert kommunizieren, Informationen anderer Netzwerkgeräte zu zufälligen Zeitpunkten empfangen. In diesem Fall führt ein empfangendes Gerät noch den aktuellen Loop zu Ende, bevor es auf die empfangene Information reagieren kann, obwohl diese bereits vorliegt. Speziell bei sicherheitskritischen Steuergeräten, wie z. B. einem ESP-Steuergerät, ist die schnelle Verarbeitung und Umsetzung von Informationen jedoch von großer Bedeutung.
Indem die nominelle Loop-Zeit t_L,n des empfangenden Geräts für eine von einem Algorithmus bestimmte Anzahl n_1,2 von Loops um eine Zeitspanne Δt verkürzt oder verlängert wird, wird eine schrittweise Annäherung und Synchronisation der kommunizierenden Netzwerkgeräte erzielt. Sobald die Synchronisation erreicht ist, d. h. sobald empfangene Informationen im Informationsankunftserwartungsfenster eintreffen, wird die Loop-Zeit wieder auf den Wert der nominellen Loop-Zeit t_L,n gesetzt. Die Geräte sind nun synchronisiert.
Der besondere Vorteil, der sich aus der Verwendung des Algorithmus zur Bestimmung der Anzahl n_1,2 von verkürzten oder verlängerten Loops ergibt, liegt darin, dass ein an den jeweils tatsächlich vorliegenden Phasenversatz angepasstes Erreichen der Synchronisation ermöglicht wird, wobei zusätzlich berücksichtigt werden kann, dass es eine obere Grenze für die Dauer der Zeitspanne Δt geben kann, welche von der nominellen Loop-Zeit des entsprechenden Geräts und dessen Empfindlichkeit gegenüber Takt-Schwankungen abhängt. Der tatsächlich vorliegende Phasenversatz wird durch Vergleich des Zeitpunkts des Eintreffens einer Information mit dem Zeitpunkt des Auftretens des Informationsankunftserwartungsfensters erkannt. Ausgehend von dem erkannten Phasenversatz bestimmt der Algorithmus unter Berücksichtigung von Δt eine weitestgehend optimale Anzahl n_1,2 von verkürzten oder verlängerten Loops, welche zum schnellen Erreichen der Synchronisation führt, ohne dabei durch übermäßige Taktschwankungen eine erhöhte Fehlerrate bei der Informationsverabreitung des Datenverarbeitungsprogramms des zu synchronisierenden Geräts zu bewirken.
Bevorzugt ist es außerdem vorgesehen, dass die Zeitspanne Δt mittels eines Algorithmus in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus empfangenen Information bestimmt wird. Der Algorithmus zur Bestimmung der Zeitspanne Δt kann dabei der selbe Algorithmus sein, welcher die Anzahl n_1,2 von verkürzten oder verlängerten Loops bestimmt oder auch ein unabhängiger Algorithmus, welcher mit dem Algorithmus zur Bestimmung von n_1,2 zusammenwirkt. Durch die jeweils flexibel bestimmte Zeitspanne Δt, welche in Abhängigkeit der empfangenen Information und damit in Abhängigkeit des erkannten Phasenversatzes bestimmt wird, ist in Verbindung mit der flexibel bestimmten Anzahl n_1,2 von veränderten Loops eine weitestgehende ideale, weil flexible Anpassung der Taktzyklen der kommunizierenden Geräte möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die zur Bestimmung der Anzahl n_1,2 von Loops und/oder zur Bestimmung der Zeitspanne Δt verwendete, mindestens eine über den gemeinsamen Datenbus empfangene Information eine Zeitmarke enthält. Durch das Versenden einer Information mit einer Zeitmarke von einem Master (Hauptsteuergerät) an einen Slave (Untersteuergerät), erhält der Slave eine Zeit- bzw. Takt-Information des Masters, welche zur Bestimmung des Phasenversatzes genutzt werden kann.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die Information mit einer Zeitmarke zusätzlich weitere Daten umfasst. Dadurch kann eine ohnehin vom Hauptsteuergerät versandte Information gleichzeitig zum Versenden von Zeitmarken genutzt werden. Eine Zeitmarke kann darüber hinaus vorteilhafterweise an einer bestimmten Position innerhalb der gesendeten Nachricht eingeordnet sein, wodurch diese Position eine Zeit- bzw. Takt-Information für den Empfänger transportiert. Die Zeitmarke kann in diesem Fall entweder als reine Markierung einer zuvor abgesprochenen Position im Takt-Zyklus des Masters (beispielsweise Beginn des Zyklus) dienen, oder aber auch eine Relativ-Information über diejenige Position im Takt-Zyklus beinhalten, an welcher sie versandt wurde (beispielsweise den Versatz zum Beginn des Zyklus). Außerdem ergibt sich der Vorteil, dass das Senden von ggf. sicherheitskritischen Informationen durch das Hauptsteuergerät nicht unterbrochen werden muss, um eine gesonderte Information mit Zeitmarke an einer bestimmten Position im Takt-Zyklus zu versenden.
Besonders bevorzugt ist es außerdem, dass Informationen mit einer Zeitmarke von mindestens einem der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte über den gemeinsamen Datenbus an mindestens ein weiteres der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte periodisch, insbesondere zeitäquidistant, versendet werden. Durch das periodische versenden von Zeitmarken ist es nicht mehr notwendig, dass die Zeitmarke eine Information über ihren Sendezeitpunkt im Takt-Zyklus des Masters beinhaltet. Die Zeitmarke wird stets zu einem festen Zeitpunkt versendet. Wenn die empfangenden Geräte die in diesem Fall notwendige Information besitzen, welcher Zeitpunkt im Takt-Zyklus des Masters markiert wird, kann die Zeitmarke im Hinblick auf ihren Datenumfang klein gehalten werden, da sie keine zusätzlichen Informationen transportieren muss. Zeitmarken können von mehr als nur einem Gerät im Netzwerk versandt werden und von mehr als nur einem Gerät im Netzwerk empfangen und verarbeitet werden. Dadurch wird die Synchronisation von Netzwerken mit einer größeren Anzahl von Netzwerkgeräten begünstigt.
Insbesondere ist es zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Informationen mit einer Zeitmarke von einem Datenbus mit eigener Loop-Zeit, insbesondere einem Flexray-Bus, an mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte periodisch, insbesondere zeitäquidistant, versandt werden. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Zeitmarken nicht von einem Gerät im Netzwerk erstellt und versandt werden müssen, wodurch keine Rechenzeit dieses Geräts von seiner eigentlichen Hauptaufgabe zu Synchronisationszwecken anderer Geräte abgezogen wird. Außerdem besitzen naturgemäß alle Netzwerkgeräte eine direkte oder zumindest indirekte Anbindung an den Datenbus, wodurch Synchronisationsinformationen vom Datenbus besonders schnell und effektiv an die Netzwerkgeräte übertragen werden können. Ein Durchschleifen von Synchronisationsinformationen über eines oder mehrere Netzwerkgeräte ist in diesem Fall nicht notwendig, sofern alle Netzwerkgeräte mit einer Primärrecheneinheit versehen sind. Für Netzwerkgeräte mit einer Sekundärrecheneinheit kann die Anzahl der vorgeschalteten Geräte, durch welche die Synchronisationsinformation durchgeschleift werden muss, vorteilhaft verringert werden.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Informationen mit einer Zeitmarke von einem externen Trigger über den gemeinsamen Datenbus an mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte periodisch, insbesondere zeitäquidistant, versendet werden. Auch in diesem Fall bietet sich der Vorteil, dass die freie Rechenzeit eines Hauptsteuergeräts nicht durch das Erstellen und Versenden von Synchronisationsinformationen eingeschränkt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Zeitspanne Δt auf ein limitiertes und/oder gefiltertes Maß begrenzt ist. Durch diese Begrenzung auf einen Maximalwert für die Zeitspanne Δt kann eine übermäßige Veränderung der vorgegebenen Taktfrequenz vermieden werden. Eine übermäßige Veränderung kann zu einer erhöhten Fehlerrate in der Datenverarbeitung des Geräts führen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Zeitspanne Δt auf 1% der Loop-Zeit begrenzt ist. Die Begrenzung auf 1% führt im Wesentlich noch nicht zu einer erhöhten Fehlerrate. Trotzdem erlaubt sie innerhalb eines kurzen Zeitraums eine Synchronisation der Netzwerkgeräte.
Außerdem ist es vorgesehen, dass ein Fahrzeugsteuergerät einen Sollwert für eine zu steuernde und/oder zu regelnde Fahrzeugeinrichtung vorgibt. Fahrzeugsteuergeräte bieten den Vorteil, dass sie relativ einfach und kostengünstig sind, da sie keine Rückkoppelschleife von der zu steuernden Vorrichtung besitzen und keine Istwerte auslesen. Ein Fahrzeugsteuergerät kann etwa ein Steuergerät für einen Elektromotor sein, das mittels eines Stroms den Elektromotor auf eine aus einer Kennlinie entnommene Soll-Drehzahl steuert.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass ein Fahrzeugregelgerät einen Istwert aus einer Fahrzeugeinrichtung ausliest. Dadurch wird es möglich, den tatsächlichen Zustand einer Fahrzeugeinrichtung auszulesen und zu überprüfen.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass ein Fahrzeugregelgerät die Abweichung eines Sollwerts für eine zu steuernde und/oder zu regelnde Fahrzeugeinrichtung mit einem Istwert der zu steuernden und/oder zu regelnden Fahrzeugeinrichtung vergleicht und den Istwert an den Sollwert anpasst. Erst durch den Vergleich eines Sollwerts mit einem Istwert kann eine Regelung der entsprechenden Fahrzeugeinrichtung stattfinden. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für einen Großteil der wesentlichen Fahrzeugeinrichtungen, wie z. B. Motor und Bremsen.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass eine Fahrzeugeinrichtung eine Einrichtung aus der Gruppe:

– Fahrzeugbremseinrichtung,
– Motorregeleinrichtung
– Fahrwerksregeleinrichtung,
– Getrieberegeleinrichtung,
– Elektro-Differential-Einrichtung,
– Elektromotorregeleinrichtung,
– Optische Sensoreinrichtung und
– Entfernungssensoreinrichtung

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät mit einer Primärrecheneinheit eine direkte Busanbindung an den gemeinsamen Datenbus besitzt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über die direkte Busanbindung einen direkten Zugriff auf Synchronisationsinformationen und Zeitmarken hat, welche bevorzugt über den gemeinsamen Datenbus gesendet werden.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass ein Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät mit einer Sekundärrecheneinheit eine gesonderte Datenanbindung, insbesondere ein Serielles-Peripherie-Interface oder ein Parallel-Interface, zu einem Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät besitzt, welches die Informationen mit einer Zeitmarke über den gemeinsamen Datenbus versendet und/oder empfängt. Synchronisationsinformationen und Zeitmarken können auf diesem Weg vom Gerät mit der direkten Busanbindung an das Gerät mit der Sekundärrecheneinheit weiter geleitet werden, wodurch auch das Gerät mit der Sekundärrecheneinheit auf ein im Netzwerkverbund als Master dienendes Hauptsteuergerät synchronisiert werden kann. Der Vorteil dieser gesonderten Datenanbindung ergibt sich besonders für Netzwerkgeräte, die hauptsächlich mit ausschließlich einem weiteren Netzwerkgerät kommunizieren (welches eine direkte Anbindung an den gemeinsamen Datenbus hat). Somit wird der Datenverkehr zwischen dem Gerät mit der Primärrecheneinheit und dem Gerät mit der Sekundärrecheneinheit nicht über den gemeinsamen Datenbus geführt, wodurch dort keine Bandbreite belegt wird, welche für die Kommunikation mehrerer anderer Netzwerkgeräte genutzt werden kann.
Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass die Sekundärrecheneinheit ein Coprozessor ist, welcher im Gehäuse einer Primärrecheneinheit angeordnet ist und über eine interne Datenverbindung, insbesondere RAM-Datenaustausch, Chip-Timer, Interrupts und/oder geeignete Hardwareperipherien, an die Primärrecheneinheit angebunden ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Sekundärrecheneinheit, welche ohnehin eng mit einer Primärrecheneinheit kommunikativ interagiert, besonders effektiv mit der Primärrecheneinheit gekoppelt ist.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der gemeinsame Datenbus ein Flexray-Bus, CAN-Bus, LIN-Bus, MOST-Bus oder Ethernet-Bus ist. Je nachdem, welche der aufgeführten Ausführungsformen Anwendung findet, ergeben sich im Einzelnen unterschiedliche Vorteile von besonders schneller Datenübertragung bis hin zu der Möglichkeit, die Eigen-Takt-Frequenz des Busses zur Synchronisation der Netzwerkgeräte zu nutzen.
Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass die mit einer Zeitmarke versehene Information von mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräten und/oder Fahrzeugregelgeräten bestimmt und/oder gebildet wird. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass mehrere Netzwerkgerät, welche evtl. mit unterschiedlichen Loop-Zeiten arbeiten, andere Netzwerkgeräte auf eine gemeinsame, von allen Geräten nutzbare Taktfrequenz synchronisieren können. Somit wird im Falle unterschiedlicher Loop-Zeiten einzelner Geräte vorteilhaft eine Synchronisation des gesamten Netzwerkverbundsystems ermöglicht.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass mindestens eines der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte weder einem elektromechanischen Aktuator einer Radbremse zugeordnet ist noch die nominelle Loop-Zeit t_L,n des in diesem Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät ausgeführten Datenverarbeitungsprogramms zur Veränderung der nominellen Loop-Zeit t_L,n des Datenverarbeitungsprogramms eines zweiten der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte genutzt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät, welches insbesondere in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet und in welchem von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung einer Fahrzeugfunktion ausgeführt wird. Das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät verfügt über eine Busanbindung für einen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung, wobei das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den Datenbus und/oder die interne Datenverbindung Informationen mit mindestens einem weiteren Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät austauscht. Weiterhin umfasst das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät Synchronisationsmittel, welche die Loop-Zeit t_L des Datenverarbeitungsprogramms für eine Anzahl n_1,2 von Loops gegenüber einer nominellen Loop-Zeit t_L,n um eine Zeitspanne Δt verkürzen oder verlängern, um die Ankunftszeit von Informationen im Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den Datenbus und/oder die interne Datenverbindung mit einem Informationsankunftserwartungsfenster des Datenverarbeitungsprogramms zu synchronisieren. Das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät zeichnet sich dadurch aus, dass ein Algorithmus die Anzahl n_1,2 von Loops in Abhängigkeit von mindestens einer über den Datenbus und/oder die interne Datenverbindung empfangenen Information bestimmt. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuergeräts und/oder Fahrzeugregelgeräts liegt darin, dass es auf Basis von empfangenen Informationen eine Anpassung der eigenen Taktfrequenz an eine äußere Taktvorgabe durchführen kann. Somit kann sich das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät zu einem weiteren Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät, welches die Funktion eines Masters bzw. Hauptsteuergeräts im Netzwerk hat, synchronisieren.
Vorzugsweise zeichnet sich das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät dadurch aus, dass das Gerät Zeitmarkensetzmittel umfasst, welche den Zeitpunkt der Ankunft einer Information ohne Zeitmarke als Zeitmarke setzen. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass jede beliebige einlaufende Information zur Synchronisierung der eigenen Loop-Zeit an eine externe Signalquelle genutzt werden kann. Dies erlaubt außerdem eine selbstständige Synchronisation eines Slaves bzw. Untersteuergeräts an einen Master bzw. an ein Hauptsteuergerät, ohne dass der Master eigene Rechenzeit zum Erstellen und Versenden von Zeitmarken aufwenden muss. Auch die verfügbare Bandbreite eines Datenbusses wird in diesem Fall nicht durch die Übertragung von Zeitmarken eingeschränkt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gerät, insbesondere ausschließlich, unmittelbar nach dem Empfang einer Information mit einer Zeitmarke oder dem Setzen des Ankunftszeitpunkts einer Information ohne Zeitmarke als Zeitmarke seinerseits eine Information versendet. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass das Zeitintervall zwischen dem Versenden dieser Nachricht und dem Versenden einer Nachricht mit Zeitmarke möglichst groß ist, wodurch Kollisionen der Nachrichten ohne Zeitmarke mit und Zeitmarke untereinander vermieden werden können. Zudem erhält das Hauptsteuergerät hierdurch eine Rückmeldung über den Empfang und ggf. die Verarbeitung der Information mit Zeitmarke durch das Untersteuergerät.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät Informationen mit einer Zeitmarke über die Busanbindung für den gemeinsamen Datenbus versendet. Dadurch bietet sich der Vorteil, dass das Gerät seinerseits in Verbindung mit einem Hauptsteuergerät weitere Untersteuergeräte synchronisieren kann. Es wird vorteilhaft ermöglicht, mehrere Netzwerkgerät, welche evtl. mit unterschiedlichen Loop-Zeiten arbeiten, auf eine gemeinsame, von allen Geräten nutzbare Taktfrequenz synchronisieren können.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die nominelle Loop-Zeit t_L,n des Datenverarbeitungsprogramms als Zeitbasis zur Versendung von Informationen mit Zeitmarken und/oder als Zeitbasis zum Setzen der Zeitmarke innerhalb einer versandten Information mit Zeitmarke dient. Somit wird die Loop-Zeit des Geräts als Taktfrequenz für andere Netzwerkgeräte vorgegeben, auf welche diese sich synchronisieren können.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät, welches insbesondere in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet und in welchem von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung einer Fahrzeugfunktion ausgeführt wird. Das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät verfügt über eine Busanbindung für einen gemeinsamen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung, wobei das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung Informationen mit mindestens einem weiteren Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät austauscht und wobei das Fahrzeugsteuersystem und/oder Fahrzeugregelsystem Informationen mit einer Zeitmarke über die Busanbindung für den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung versendet. Das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät zeichnet sich dadurch aus, dass die nominelle Loop-Zeit t_L,n des Datenverarbeitungsprogramms als Zeitbasis zur Versendung von Informationen mit Zeitmarken und/oder als Zeitbasis zum Setzen der Zeitmarke innerhalb einer versandten Information mit Zeitmarke dient. Hierdurch kann das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät im Netzwerkverbundsystem die Funktion eines Hauptsteuergeräts einnehmen und anderen Netzwerkgeräten Synchronisationsinformationen senden. Die erreichbare Synchronisation im Netzwerkverbundsystem führt zu den bereits beschriebenen Vorteilen.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Synchronisationsverfahren zum Betrieb eines Netzwerkverbundsystems für Fahrzeugsteuergeräte und/oder für Fahrzeugregelgeräte, welches insbesondere in einem Kraftfahrzeug Anwendung findet. Das Netzwerkverbundsystem umfasst mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte, wobei in den mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräten und/oder Fahrzeugregelgeräten jeweils ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung des zugehörigen Fahrzeugsteuersystems und/oder Fahrzeugregelsystems von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ausgeführt wird. Die mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte verfügen über eine Busanbindung an einen gemeinsamen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung, wobei über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung ein Informationsaustausch der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte untereinander stattfindet und wobei die Loop-Zeit t_L eines Datenverarbeitungsprogramms mindestens eines Fahrzeugsteuergeräts und/oder Fahrzeugregelgeräts für eine Anzahl n_1,2 von Loops gegenüber einer nominellen Loop-Zeit t_L,n um eine Zeitspanne Δt verkürzt oder verlängert wird, um die Ankunftszeit von Informationen im Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung mit einem Informationsankunftserwartungsfenster des mindestens einen Datenverarbeitungsprogramms zu synchronisieren. Das Synchronisationsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Anzahl n_1,2 von Loops mittels eines Algorithmus in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung empfangenen Information bestimmt wird. Der Vorteil des Synchronisationsverfahrens liegt darin, dass eine Synchronisation mehrerer miteinander kommunizierender Netzwerkgeräte erreicht wird, wodurch Kommunikationstotzeiten im Wesentlichen vermieden werden können. Im Übrigen bietet das Verfahren die selben Vorteile wie das bereits beschriebene erfindungsgemäße Netzwerkverbundsystem.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die nominelle Loop-Zeit t_L,n für eine Anzahl n₁ von Loops um eine Zeitspanne Δt verkürzt wird, wenn gilt: Δt·n₁ < Δt·n₂.
Da in diesem Fall eine Synchronisation durch eine Verkürzung der nominellen Loop-Zeit t_L,n schneller als durch eine Verlängerung der nominellen Loop-Zeit t_L,n erzielt werden kann, erlaubt dieser Verfahrensschritt eine im Wesentlichen schnellstmögliche Herstellung der Synchronisation eines Untersteuergeräts zu einem Hauptsteuergerät.
Vorzugsweise zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass die nominelle Loop-Zeit t_L,n für eine Anzahl n₂ von Loops um eine Zeitspanne Δt verlängert wird, wenn gilt: Δt·n₁ > Δt·n₂.
In diesem Fall wird eine Synchronisation schneller durch eine Verlängerung anstelle einer Verkürzung der nominellen Loop-Zeit t_L,n erzielt. Somit führt auch das Ausführen dieses Verfahrensschritts im Wesentlichen zu einer schnellstmöglichen Synchronisation eines Untersteuergeräts zu einem Hauptsteuergerät.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die um die Zeitspanne Δt verkürzte oder verlängerte Anzahl n_1,2 von Loops unmittelbar aufeinander folgend ausgeführt wird, bevor die Loop-Zeit wieder auf den Wert der nominellen Loop-Zeit t_L,n gesetzt wird. Indem die verkürzte oder verlängerte Anzahl n_1,2 von Loops ohne zwischenzeitliches Zurücksetzen auf den Wert der nominellen Loop-Zeit t_L,n ausgeführt wird, beschleunigt sich der Synchronisationsvorgang, da Pausen im „Spulvorgang” vermieden werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
Es zeigen
1 schematisch ein Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Bremssystems in einer bevorzugten Ausführungsform,
2 ein Bremssystem in einer bevorzugten Ausführungsform, das mit dem Verfahren aus 1 betrieben wird,
3 ein Kraftfahrzeug mit einem Bremssystem gemäß 2,
4 schematisch einen Ausschnitt eines Netzwerkverbundsystems bestehend aus zwei Fahrzeugsteuergeräten mit insgesamt einer Primärrecheneinheit und einer Sekundärrecheneinheit,
5 schematisch ein Fahrzeugsteuergerät mit einer Primärrecheneinheit und einer Sekundärrecheneinheit, welche im selben Gehäuse angeordnet sind,
6 schematisch ein Fahrzeugsteuergerät mit ausschließlich einer Primärrecheneinheit,
7 schematisch ein hydraulisches Bremssystem,
8 schematisch ein Netzwerkverbundsystem, welches Getriebesteuerung, Fahrwerksregler und Bremsensteuergeräte umfasst,
9 den Phasenversatz eines Hauptsteuergeräts zu einem Untersteuergerätüber mehrere Loops und
10 die Loop-Zeit eines Untersteuergeräts während eines Synchronisationsvorgangs.
Gleiche Objekte sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Bei dem in 1 beispielhaft dargestellten Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems werden zwischen einem Hauptsteuergerät (Master, nicht dargestellt) und einem Untersteuergerät (Slave, nicht dargestellt), Botschaften ausgetauscht. Dargestellt sind die für das Hauptsteuergerät zugehörige Zeitachse 70, auf der die Zeit t_SG1 aufgetragen ist, sowie die zum Untersteuergerät zugehörige Zeitachse 76, auf der die Zeit t_SG2 aufgetragen ist. In beiden Fällen sind auch die Loop-Zeiten kenntlich gemacht, t_SL1 für das Hauptsteuergerät und t_SL2 für das Untersteuergerät.
Das Hauptsteuergerät schickt an das Untersteuergerät in regelmäßigen Abständen Fragebotschaften 90, 91, 92, 93. Das Untersteuergerät schickt Antwortbotschaften 96, 97, 98, 99 an das Hauptsteuergerät.
Die vom Hauptsteuergerät abgeschickten Fragebotschaften sollen das Untersteuergerät in Informationsankunftserwartungsfenster 106 erreichen. Informationsankunftserwartungsfenster 106 ist derart ausgelegt, dass Fragebotschaften, die das Untersteuergerät innerhalb dieses Fensters erreichen, unmittelbar und im Wesentlichen ohne Verzögerung bearbeitet werden können.
Der Datenbus ist bei dem in 1 dargestellten Verfahren als CAN-Bus ausgelegt. Bei Verwendung eines CAN-gestützten Netzwerks wird zur Synchronisation beispielsgemäß die periodische (insbesondere zeitäquidistante) Versendung von Botschaften durch den Master, in diesem Beispiel ein ESP-Steuergerät, genutzt. Die kontinuierlich, in gleichen Abständen versandten Fragebotschaften 90, 91, 92, 93 dienen gleichermaßen der Datenübertragung und dem Setzen von Zeitmarken.
Diese periodisch vom Untersteuergerät sowie weiteren Slaves (weiteren als Untersteuergeräten fungierenden Steuer- und Regelgeräten) empfangenen Fragebotschaften 90, 91, 92, 93 werden hinsichtlich ihrer Ankunftszeit relativ zu der Software-Loop-Zeit t_SL2 bewertet und mit dem (vorgegebenen) gewünschten Ankunftszeitfenster bzw. Informationsankunftserwartungsfenster 106 abgeglichen. Ein zeitlicher Versatz wird durch eine entsprechende sukzessive Anpassung der Loop-Zeit t_SL2 kompensiert, bis der ideale Phasenbezug von Loop-Zeit des Untersteuergeräts zur Loop-Zeit des Hauptsteuergeräts hergestellt ist. Damit ist die Übertragungs-Latenz minimal, die Reaktionsgeschwindigkeit maximal, der Phasenversatz quasi konstant, die Applizierung von Reglerkoeffizienten eines Reglers mit Bezug auf die Strecke wird vereinfacht und es wird die beste Regelperformance erreicht, was kürzeste Bremswege bedeutet.
Beispielsgemäß kann die Loop-Zeit über einen Timer, welcher als Hardware-Modul eines Mikrocontrollers realisiert ist, festgelegt und erzeugt werden. Bei benötigter Anpassung in Richtung des Informationsankunftserwartungsfensters kann der Timer für begrenzte Dauer in begrenztem Maße in seiner Zählweise/Arbeitsweise umgestellt werden. Dies ist beispielsweise durch einen geänderten Minimal/Maximal-Wert und/oder eine angepasste Zählgeschwindigkeit zu erreichen.
Um sicherzustellen, dass die als Zeitmarker fungierenden Botschaften – Fragebotschaften 90, 91, 92, 93 – nicht mit anderen Botschaften kollidieren, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf eine kollisionsfreie Kommunikationsmethode zurückgegriffen. Hierzu wird ein Frage-Antwort-Totzeit-Frage-Antwort-Totzeit-...-Prinzip angewendet. Wie 1 entnehmbar ist, sendet der Master jeweils eine Fragebotschaft 90, 91, 92, 93 (Request) von definierter Länge in zeitäquidistanten Abständen – dies wird auch „timebased Transmission” (zeitbasierte Sendung von Requests) genannt. Der Slave sendet jeweils eine Antwortbotschaft 96, 97, 98, 99 (Response), ebenfalls von definierter Länge, unmittelbar jeweils nach Empfang von Request-Botschaft bzw. von Fragebotschaft 90, 91, 92, 93 – dies wird als „eventbased Transmission” (ereignisbasierte Sendung von Responses) bezeichnet. Die zeitliche Dauer der Versendung von Response bzw. Antwortbotschaft 96, 97, 98, 99 überschreitet niemals die Dauer der Pause zwischen Requests bzw. Fragebotschaften 96, 97, 98, 99. Dadurch ist sichergestellt, dass Requests und Responses niemals kollidieren, was die Synchronisation aktiv unterstützt.
Zur Synchronisation der Loop-Zeit t_SL1 des Hauptsteuergeräts und der Software-Loop-Zeit t_SL2 des Untersteuergeräts verkürzt das Untersteuergerät seine Loop-Zeit t_SL2 in jedem Zyklus, bis die die Zeitmarke darstellende/enthaltende Botschaft hinsichtlich ihrer Ankunftszeit innerhalb des (vorgegebenen) gewünschten Informationsankunftserwartungsfensters 106 liegt. Dargestellt sind vier Zyklen 116, 118, 120, 122, deren zeitliche Länge jeweils der Loop-Zeit t_SL2 entspricht. Im ersten Zyklus 116 verkürzt Steuergerät 2 seine Software-Loop-Zeit t_SL2 um 0,1 ms von 10 ms auf 9,9 ms. Dadurch wird erreicht, dass sich der Zeitpunkt, an dem das Untersteuergerät Fragebotschaft 91 empfängt, im Verhältnis zum zeitlichen Beginn seines Zyklus nach hinten verschiebt. Weitere zeitliche Verschiebungen um 0,1 ms finden in Zyklen 118 und 120 statt.
Im vierten Zyklus, Zyklus 122, erreicht Fragebotschaft 93 das Untersteuergerät in Informationsankunftserwartungsfenster 106. Da die Loop-Zeiten t_SL1 und t_SL2 im vorliegenden Fall übereinstimmen, erfolgt auch in den nachfolgenden Zyklen der Empfang der Fragebotschaften jeweils in Informationsankunftserwartungsfenster 106. Der Algorithmus zur Überwachung und ggf. Wiedergewinnung der Synchronisation ist idealerweise permanent aktiv. Eine Anpassung wird bedarfsgerecht eingeleitet, wenn ein Synchronisationsverlust (die Fragebotschaften verlassen das Informationsankunftserwartungsfensters) detektiert wurde. Dies kann unter Umständen durch nicht vermeidbare Ursachen wie Frequenzungenauigkeiten aufgrund von Bauteiltoleranzen der taktgebenden Bauteile (Quarz), Frequenzdrifts der Quarze aufgrund Temperaturschwankungen, kurzzeitige lokale oder globale Spannungsausfälle (z. B. ein Wackelkontakt am Stecker) bei einem oder bei mehreren Steuergeräten notwendig werden. Der ganz reguläre Fall einer notwendigen Synchronisation ist das „Aufsynchronisieren” nach dem Kaltstart/Erststart des Fahrzeugs (Einschalten der Zündung), bei welchem das Netzwerkverbundsystem zuvor deaktiviert/ausgeschaltet/schlafend war.
In anderen Anwendungsfällen kann auch die Loop-Zeit t_SL2 über eine Anzahl von Zyklen verlängert werden, um den Abgleich von Ankunftszeit und Informationsankunftserwartungsfenster zu erreichen. Auch Kombinationen von Verlängerungen und Verkürzungen sind möglich.
Wie im Zusammenhang mit 1 erläutert, wird zur Synchronisation der Loop-Zeit des regelnden Datenverarbeitungsprogramms (Untersteuergerät) auf die externen, vom Hauptsteuergerät versendeten Zeitmarken (CAN-Botschaften) die Loop-Zeit kurzzeitig verlängert bzw. verkürzt. So wird eine Art „Spuleffekt” der Zeitbasen der beiden Steuergeräte zueinander erzielt. Die befristet. verlängerte bzw. verkürzte Loop-Zeit innerhalb von Zyklen 116, 118, 120 (gekennzeichnet durch eine geschweifte Klammer 112) wird in für die Regelung vernachlässigbarem zeitlichen Rahmen variiert (≈ 1%).
In 2 ist Bremssystem 50 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Bremssystem 50 weist im Wesentlichen Betätigungseinheit 1 auf, die mittels Bremspedals 2 betätigbar ist. Betätigungseinheit 1 besteht ihrerseits aus Unterdruckbremskraftverstärker 3 sowie Unterdruckbremskraftverstärker 3 nachgeschaltetem Hauptbremszylinder 4, mit dem mittels hydraulischer Leitung 6 elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit 5 verbunden ist. An elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit 5 sind mittels hydraulischer Leitungen 15, 16 hydraulisch betätigbare Radbremsen 7, 8 angeschlossen, die im gezeigten Beispiel einer ersten Fahrzeugachse, z. B. Vorderachse, zugeordnet sind.
Wie 2 weiterhin entnehmbar ist, sind einer zweiten Fahrzeugachse, z. B. der Hinterachse, Radbremsen 9, 10 zugeordnet, deren Betätigung nach Maßgabe des in hydraulisch betätigbaren Radbremsen 7, 8 eingesteuerten hydraulischen Druckes durch elektromechanische Aktuatoren 11, 12 erfolgt. Der erwähnte hydraulische Druck wird mit Hilfe von nicht gezeigten Drucksensoren ermittelt, die in elektrohydraulischer Steuer- und Regeleinheit 5 integriert sind. Auf Grundlage dieses Druckwertes werden elektromechanisch betätigbare Radbremsen 9, 10 angesteuert, d. h. unter Berücksichtigung einer Bremskraftverteilungsfunktion zwischen Vorder- und Hinterachse wird eine Zuspannkraft von Radbremsen 9, 10 eingestellt. Außerdem können elektromechanisch betätigbare Bremsen 9, 10 nach Maßgabe des Betätigungswegs von Bremspedal 2, d. h. gemäß dem Fahrerverzögerungswunsch, angesteuert werden. Zu diesem Zweck wird der Betätigungsweg von Bremspedal 2 mit Hilfe von vorzugsweise redundant ausgeführtem Pedalwegsensors 22 ermittelt. Die Ansteuerung von der Hinterachse zugeordneten Radbremsen 9, 10 wird dezentral durch je eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 19, 20 vorgenommen.
Wie in 2 lediglich schematisch angedeutet ist, ist dargestelltes Bremssystem 50 beispielsgemäß mit einer Feststellbremsfunktionalität ausgestattet. Zu diesem Zweck weisen elektromechanisch betätigbare Radbremsen 9, 10 nicht gezeigte Feststellbremsvorrichtungen auf, mit denen Radbremsen 9, 10 im zugespannten Zustand verriegelbar sind. Die Feststellbremsvorrichtungen sind mit Hilfe von Bedienelement 14 ansteuerbar, das z. B. als Taster ausgebildet ist und drei Schaltstellungen für die Befehle „Spannen”, „Neutral” und „Lösen” aufweist.
Beispielsgemäß werden die Ausgangssignale von Pedalwegsensor 22 über Signalleitung 17 einer weiteren elektronischen Steuer- und Regeleinheit 18 zugeführt, die beispielsweise durch einen Chassiscontroller gebildet werden kann. Steuer- und Regeleinheit 18 ist eine optionale Komponente von Bremssystem 50, auf die verzichtet werden kann. Signalleitung 17 kann in diesem Fall als zwei getrennte Signalleitungen ausgebildet sein, wobei die eine Signalleitung direkt mit elektronischer Steuer- und Regeleinheit 19 und die andere Signalleitung direkt mit elektronischer Steuer- und Regeleinheit 20 verbunden ist.
Hochgeschwindigkeitsbus 23 bildet eine unmittelbare Verbindung zwischen elektrohydraulischer Steuer- und Regeleinheit (HECU) 5 und weiterer (optionaler) elektronischer Steuer- und Regeleinheit 18, die mittels weiterem Hochgeschwindigkeitsbusses 24 mit elektronischer Steuer- und Regeleinheit 19 von elektromechanischem Aktuator 11 unmittelbar verbunden ist. Hochgeschwindigkeitsbusse 23 und 24 sind bei einer Ausführungsform des Bremssystems ohne Steuer- und Regeleinheit 18 gewöhnlich identisch. Signalleitung 28 dient der Signalübertragung zwischen Feststellbrems-Bedienelement 14 und elektrohydraulischer Steuer- und Regeleinheit (HECU) 5, die mittels Hochgeschwindigkeitsbus 25 mit elektronischer Steuer- und Regeleinheit 20 von elektromechanischem Aktuators 12 unmittelbar verbunden ist, so dass die Ausgangssignale von Feststellbrems-Bedienelement 14 von genannter elektronischer Steuer- und Regeleinheit 20 zugeführt werden. Hochgeschwindigkeitsbus 26 bildet eine unmittelbare Verbindung zwischen elektronischen Steuer- und Regeleinheiten 20 und 19 elektromechanischen Aktuatoren 12 und 11.
Gestrichelt gezeichnete Linie 27 stellt eine optional vorhandene Leitung zu ggf. weiteren Steuer- und Regeleinheiten dar. Mit dem Bezugszeichen 29 sind sämtliche Stromversorgungsanschlüsse der in 2 gezeigten Elemente bezeichnet.
Alternativ ist es möglich (nicht in einer Figur dargestellt), dass keine elektronische Steuer- und Regeleinheit 18 vorhanden ist und die Signalübertragung zwischen Pedalwegsensor 22 und elektronischen Steuer- und Regeleinheiten 19 und 20 von elektromechanischen Aktuatoren 11, 12 über Signalleitungen geschieht, während HECU 5 unmittelbar über einen Hochgeschwindigkeitsbus mit elektronischer Steuer- und Regeleinheit 19 von elektromechanischem Aktuator 11 verbunden ist.
Bei Hochgeschwindigkeitsbussen 23 bis 26 handelt es sich beispielsgemäß um einen Flexray-Datenbus.
Kraftfahrzeug 60 mit in 2 dargestelltem Bremssystem 50 und mit Steuer- und Regeleinheit 5 ist in 3 dargestellt. Radbremsen 7 und 8 (nicht dargestellt) sind hydraulisch, Radbremsen 9 und 10 (nicht dargestellt) sind elektromechanisch betätigbar.
In 4 ist schematisch ein Ausschnitt 218 eines Netzwerkverbundsystems dargestellt, welches Primärrecheneinheit 207 und Sekundärrecheneinheit 206 umfasst. Die beiden Recheneinheiten sind in diesem Ausführungsbeispiel einem Umfelderfassungssystem zugeordnet, wobei Primärrecheneinheit 207 eine Bildverarbeitungssoftware eines Kamerasensors ausführt und Sekundärrecheneinheit 206 die Software eine radarbasierten Abstandssensors ausführt. Über Bus 205 ist Primärrecheneinheit 207, welche den Netzwerkstatus eines Untersteuergeräts besitzt, an ein als Master dienendes Fahrzeugsteuergerät angebunden und empfängt vom Master versandte Informationen mit Zeitmarken. Die Zeitmarken dienen der Synchronisation der Loop-Zeit der Bildverarbeitungssoftware auf Primärrecheneinheit 207. Über Bus 210 ist Primärrecheneinheit 207 außerdem an ein weiteres Untersteuergerät angebunden. Da Sekundärrecheneinheit 206 ebenfalls dem Umfelderfassungssystem zugeordnet ist, verfügt Sekundärrecheneinheit 206 über keine eigene Anbindung an einen gemeinsamen Datenbus. Stattdessen ist Sekundärrecheneinheit 206 über interne Datenverbindung 208 an Primärrecheneinheit 207 angebunden (nicht dargestellt). Somit können die vom Master versandten Informationen mit Zeitmarken über interne Datenverbindung 208 von Primärrecheneinheit 207 an Sekundärrecheneinheit 206 weitergeführt werden.
5 zeigt schematisch Fahrzeugsteuergerät 217 mit Primärrecheneinheit 207 und Sekundärrecheneinheit 206, welche im selben Gehäuse 209 angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist Fahrzeugsteuergerät 217 ein Motorsteuergerät, in welchem Primärrecheneinheit 207 ein Programm zur Motorsteuerung und Motorregelung ausführt. Sekundärrecheneinheit 206 ist ein Co-Prozessor zu Primärrecheneinheit 207 und kann über interne Datenverbindung 208, welche beispielsgemäß durch einen gemeinsam verwendeten RAM realisiert wird, auf die von Primärrecheneinheit 207 verarbeiteten Daten zugreifen. Da Primärrecheneinheit 207 über Bus 205 Zeitmarken zur Synchronisation der Loop-Zeit empfängt, kann auch Co-Prozessor 206 anhand der von Primärrecheneinheit 207 empfangenen Zeitmarken eine Synchronisation seiner eigenen Loop-Zeit vornehmen. Bus 210 dient der Weiterleitung der vom Master versandten Zeitmarken an weitere Untersteuergeräte (nicht dargestellt).
6 zeigt schematisch ein als Hauptsteuergerät 200 dienendes Fahrzeugsteuergerät mit ausschließlich einer Primärrecheneinheit 207. Primärrecheneinheit 207 versendet in periodischen Abständen Zeitmarken über Busse 210 an im Netzwerk vorhandene Untersteuergeräte (nicht dargstellt). Die Zeitmarken werden entweder als Einzelinformation versandt oder eingebettet in eine Information mit weiteren Daten versandt. Der Empfang der Zeitmarken durch die Slaves erlaubt es diesen, ihre Informationsankunftserwartungsfenster 106 auf den Empfang von vom Master versandten Informationen zu synchronisieren.
In 7 ist beispielhaft ein hydraulisches Bremssystem auf schematische Weise dargestellt. Bremsensteuergerät 200 hat die Funktion eines Hauptsteuergeräts in einem Netzwerkverbundsystem, dessen Slaves nicht dargestellt sind. Über Hydraulikleitungen 204 steuert und regelt Bremsensteuergerät 200 an den Fahrzeugrädern angeordnete hydraulische Bremsaktuatoren 203. Bus 205 dient der Übertragung von Zeitmarken von Bremsensteuergerät 200 zu im Netzwerk vorhandenen Untersteuergeräten.
8 stellt schematisch ein Netzwerkverbundsystem dar, dessen Hauptsteuergerät in diesem Beispiel als elektrohydraulisches Bremsensteuergerät 200 ausgeführt ist. An den Vorderrädern eines Fahrzeugs angeordnete hydraulische Bremsaktuatoren 203 werden über Hydraulikleitungen 204 direkt von Bremsensteuergerät 200 geregelt. Über Busse 205 sind außerdem Untersteuergeräte 201 (Getriebesteuerung und optische Sensoreinrichtung) sowie Untersteuergeräte 202 (elektromechanische Bremsensteuergeräte, welche den Hinterrädern eines Fahrzeugs zugeordnet sind) kommunikativ mit Bremsensteuergerät 200 gekoppelt. Bus 210 stellt zusätzlich eine Datenverbindung zwischen elektromechanischen Bremsensteuergeräten 202 bereit. Bremsensteuergerät 200 versendet über Busse 205 Zeitmarken an die Getriebesteuerung und die optische Sensoreinrichtung (Untersteuergeräte 201). Diese Zeitmarken dienen in Untersteuergeräten 201 zur Synchronisation von Informationsankunftserwartungsfenstern 106 mit eintreffenden Informationen. An die elektromechanischen Bremsensteuergeräte (Untersteuergeräte 202) versendet Hauptsteuergerät 200 keine Zeitmarken, aber dennoch in regelmäßigen Abständen Steuerinformationen. Der Zeitpunkt des Eintreffens dieser Steuerinformationen wird in Untersteuergeräten 202 mit einer Zeitmarke markiert. Diese von den Untersteuergeräten selbst gesetzten Zeitmarken dienen der Synchronisation von Untersteuergeräten 202 mit dem Eintreffen von Informationen von Hauptsteuergerät 200. Auf diesem Weg kann eine Synchronisation erreicht werden, ohne dass besondere Zeitmarkeninformationen von Hauptsteuergerät 200 an Untersteuergeräte 202 versandt werden. Somit wird der Datenverkehr zwischen Hauptsteuergerät 200 und Untersteuergeräten 202 nicht unnötig erhöht, was besonders im betrachteten Fall von interagierenden Bremsensteuergeräten von Vorteil ist, da hier ohnehin ein hoher Informationsaustausch zur Bremsensteuerung und Bremsenregelung stattfindet. Zudem sind Bremsensteuer- und -regelinformationen sicherheitskritische Informationen, so dass jederzeit ausreichend freie Datenbandbreite zu deren Übertragung zur Verfügung stehen muss. Über den Informationsaustausch auf Bus 210 können elektromechanische Bremsensteuergeräte 202 zudem eine Synchronisation untereinander bewirken. Der Synchronisationsvorgang wird innerhalb weniger Loops vollzogen. Geht man beispielsweise von einer typischen Loop-Zeit von 10 ms aus und es wird ein maximal möglicher Phasenversatz von 5 ms festgestellt, so kann bei einer Verkürzung bzw. Verlängerung der Loop-Zeit um 1% innerhalb von 0,5 s eine Synchronisation erreicht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel beinhaltet eine Information von optischer Sensoreinrichtung 201 die Warnung, dass sich ein Hindernis auf der Fahrbahn befindet. Diese Warninformation wird in einer übergeordneten Sicherheitskontrolleinrichtung (nicht dargestellt) in eine Verzögerungsinformation umgesetzt, welche in Form einer geforderten Reduzierung des Sollmotormoments an das Motorregelgerät (nicht dargestellt) und in Form einer geforderten Erhöhung des Sollbremsdrucks an das Bremsensteuergerät 200 gesendet wird. In diesem Beispiel durchlaufen die Informationen demzufolge die Übertragunsstrecke von der optischen Sensoreinrichtung über eine übergeordnete Sicherheitskontrolleinrichtung bis hin zum Motorregelgerät bzw. zum Bremsenregelgerät. Da es in jedem der an der Übertragungsstrecke beteiligten Geräte zu Totzeiten aufgrund von Phasenversetzungen der Loop-Zeiten kommen kann, kann durch Aufsummierung aller Totzeiten eine sicherheitskritische Reaktionsverzögerung entstehen. Durch Synchronisation der einzelnen Netzwerkgeräte wird dies beispielsgemäß jedoch vermieden.
9 zeigt den beispielhaften Phasenversatz ∂ eines Hauptsteuergeräts zu einem Untersteuergerät über vier Loops hinweg. Zu Beginn des Synchronisationsvorgangs wird ein Phasenversatz ∂₁ des Masters zum Slave festgestellt. Dieser Phasenversatz wird vom Slave durch Vergleich des Zeitpunkts des Eintreffens einer Zeitmarke mit dem Zeitpunkt des Auftretens eines Informationsankunftserwartungsfensters 106 erkannt. Ein im Slave ausgeführter Algorithmus bestimmt anhand des erkannten Phasenversatzes ∂, dass eine Verkürzung der Loop-Zeit um einen Wert Δt über drei Loops hinweg (dargestellt durch Stufen 212, 213, 214) ausreichend ist, um die Phasendifferenz auf einen Wert innerhalb von Toleranzband 211 zu minimieren. Die Breite von Toleranzband 211 bestimmt sich im Wesentlichen aus der Breite von Informationsankunftserwartungsfenster 106.
In 10 ist die Loop-Zeit t_L eines Untersteuergeräts während eines Synchronisationsvorgangs zu sehen. Zu Beginn des Synchronisationsvorgangs wird ein Phasenversatz festgestellt, welcher durch eine Verlängerung der nominellen Loop-Zeit t_L,n um Δt über einen Loop hinweg zum Erreichen einer Synchronisation des Untersteuergeräts zu einem Hauptsteuergerät führt. Entsprechend wird nominelle Loop-Zeit t_L,n 215 für einen Loop um Δt auf t_L,n + Δt 216 erhöht. Dies führt zu einer Verschiebung der Loop-Zeit des Untersteuergeräts zur Loop-Zeit des Hauptsteuergeräts, wodurch eine Synchronisation erzielt wird. Nachdem die Synchronisation beispielsgemäß nach einem Loop hergestellt ist, wird die Loop-Zeit t_L wieder auf den Wert der nominellen Loop-Zeit t_L,n 215 reduziert.
Bezugszeichenliste

1: Betätigungseinheit
2: Bremspedal
3: Unterdruckbremskraftverstärker
4: Hauptbremszylinder
5: elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit
6: hydraulische Leitung
7, 8, 9, 10: Radbremse
11, 12: elektromechanischer Aktuator
14: Feststellbrems-Bedienelement
17: Signalleitung
18, 19, 20: elektronische Steuer- und Regeleinheit
22: Pedalwegsensor
23, 24,
25, 26: Hochgeschwindigkeitsbus
27: Linie
28: Signalleitung
29: Stromversorgungsanschlüsse
50: Bremssystem
60: Kraftfahrzeug
70: Zeitachse von Steuergerät 1
76: Zeitachse von Steuergerät 2
90, 91, 92, 93: Fragebotschaft
96, 97, 98, 99: Antwortbotschaft
106: Informationsankunftserwartungsfenster
112: geschweifte Klammer
116, 118: Zyklus
120, 122: Zyklus
t_SG1: Zeit von Steuergerät 1
t_SG2: Zeit von Steuergerät 2
t_SL1: Software-Loop-Zeit von Steuergerät 1
t_SL2: Software-Loop-Zeit von Steuergerät 2
200: Hauptsteuergerät (Master)
201: Untersteuergerät (Slave)
202: untereinander vernetzte Untersteuergeräte
203: hydraulischer Bremsaktuator
204: Hydraulikleitung
205: Datenbus zu einem Hauptsteuergerät (Master)
206: Sekundärrecheneinheit
207: Primärrecheneinheit
208: interne Datenverbindung
209: gemeinsames Gehäuse
210: Datenbus zwischen zwei Untersteuergeräten (Slaves)
211: Toleranzband
212, 213, 214: Stufen
215: nominelle Loop-Zeit
216: verlängerte Loop-Zeit
217: Motorsteuergerät
218: Ausschnitt eines Netzwerkverbundsystems
t_L: Loop-Zeit
∂, ∂₁, ∂₂, ∂₃, ∂₄: Phasenversatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2008/155341 A1 [0003, 0006]
DE 102010031608 [0007]

Claims

Netzwerkverbundsystem für Fahrzeugsteuergeräte und/oder für Fahrzeugregelgeräte, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte, wobei in den mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräten und/oder Fahrzeugregelgeräten jeweils ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung des zugehörigen Fahrzeugsteuersystems und/oder Fahrzeugregelsystems von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ausgeführt wird, wobei die mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte über eine Busanbindung an einen gemeinsamen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung verfügen, wobei über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung ein Informationsaustausch der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte untereinander stattfindet und wobei die Loop-Zeit t_L mindestens eines Datenverarbeitungsprogramms für eine Anzahl n_1,2 von Loops gegenüber einer nominellen Loop-Zeit t_L,n um eine Zeitspanne Δt verkürzt oder verlängert wird, um die Ankunftszeit von Informationen im Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus mit einem Informationsankunftserwartungsfenster des mindestens einen Datenverarbeitungsprogramms zu synchronisieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl n_1,2 von Loops mittels eines Algorithmus in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung empfangenen Information bestimmt wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne Δt mittels eines Algorithmus in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus empfangenen Information bestimmt wird.
System nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Bestimmung der Anzahl n_1,2 von Loops und/oder zur Bestimmung der Zeitspanne Δt verwendete, mindestens eine über den gemeinsamen Datenbus empfangene Information eine Zeitmarke enthält.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Information mit einer Zeitmarke zusätzlich weitere Daten umfasst.
System nach mindestens einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen mit einer Zeitmarke von mindestens einem der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte über den gemeinsamen Datenbus an mindestens ein weiteres der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte periodisch, insbesondere zeitäquidistant, versendet werden.
System nach mindestens der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen mit einer Zeitmarke von einem Datenbus mit eigener Loop-Zeit, insbesondere einem Flexray-Bus, an mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte periodisch, insbesondere zeitäquidistant, versendet werden.
System nach mindestens der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen mit einer Zeitmarke von einem externen Trigger über den gemeinsamen Datenbus an mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte periodisch, insbesondere zeitäquidistant, versendet werden.
System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne Δt auf ein limitiertes und/oder gefiltertes Maß begrenzt ist.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne Δt auf 1% der Loop-Zeit begrenzt ist.
System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeugsteuergerät einen Sollwert für eine zu steuernde und/oder zu regelnde Fahrzeugeinrichtung vorgibt.
System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeugregelgerät einen Istwert aus einer Fahrzeugeinrichtung ausliest.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeugregelgerät die Abweichung eines Sollwerts für eine zu steuernde und/oder zu regelnde Fahrzeugeinrichtung mit einem Istwert der zu steuernden und/oder zu regelnden Fahrzeugeinrichtung vergleicht und den Istwert an den Sollwert anpasst.
System nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeugeinrichtung eine Einrichtung aus der Gruppe: – Fahrzeugbremseinrichtung, – Motorregeleinrichtung, – Fahrwerksregeleinrichtung, – Getrieberegeleinrichtung, – Elektro-Differential-Einrichtung, – Elektromotorregeleinrichtung, – Optische Sensoreinrichtung und – Entfernungssensoreinrichtung ist, welche mittels des Fahrzeugsteuergeräts und/oder Fahrzeugregelgeräts an den gemeinsamen Datenbus angebunden ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät mit einer Primärrecheneinheit eine direkte Busanbindung an den gemeinsamen Datenbus besitzt.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät mit einer Sekundärrecheneinheit eine gesonderte Datenanbindung, insbesondere ein Serielles-Peripherie-Interface oder ein Parallel-Interface, zu einem Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät besitzt, welches die Informationen mit einer Zeitmarke über den gemeinsamen Datenbus versendet und/oder empfängt.
System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärrecheneinheit ein Coprozessor ist, welcher im Gehäuse einer Primärrecheneinheit angeordnet ist und über eine interne Datenverbindung, insbesondere RAM-Datenaustausch, Chip-Timer, Interrupts und/oder geeignete Hardwareperipherien, an die Primärrecheneinheit angebunden ist.
System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Datenbus ein Flexray-Bus, CAN-Bus, LIN-Bus, MOST-Bus oder Ethernet-Bus ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einer Zeitmarke versehene Information von mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräten und/oder Fahrzeugregelgeräten bestimmt und/oder gebildet wird.
Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, in welchem von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung einer Fahrzeugfunktion ausgeführt wird, wobei das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über eine Busanbindung für einen Datenbus und/oder eine eine interne Datenverbindung verfügt, wobei das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den Datenbus und/oder die interne Datenverbindung Informationen mit mindestens einem weiteren Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät austauscht und wobei Synchronisationsmittel die Loop-Zeit t_L des Datenverarbeitungsprogramms für eine Anzahl n_1,2 von Loops gegenüber einer nominellen Loop-Zeit t_L,n um eine Zeitspanne Δt verkürzen oder verlängern, um die Ankunftszeit von Informationen im Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung mit einem Informationsankunftserwartungsfenster des Datenverarbeitungsprogramms zu synchronisieren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Algorithmus die Anzahl n_1,2 von Loops in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung empfangenen Information bestimmt.
Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät Zeitmarkensetzmittel umfasst, welche den Zeitpunkt der Ankunft einer Information ohne Zeitmarke als Zeitmarke setzen.
Gerät nach mindestens einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät, insbesondere ausschließlich, unmittelbar nach dem Empfang einer Information mit einer Zeitmarke oder dem Setzen des Ankunftszeitpunkts einer Information ohne Zeitmarke als Zeitmarke seinerseits eine Information versendet.
Gerät nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät Informationen mit einer Zeitmarke über die Busanbindung für den gemeinsamen Datenbus versendet.
Gerät nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die nominelle Loop-Zeit t_L,n des Datenverarbeitungsprogramms als Zeitbasis zur Versendung von Informationen mit Zeitmarken und/oder als Zeitbasis zum Setzen der Zeitmarke innerhalb einer versendeten Information mit Zeitmarke dient.
Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, in welchem von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung einer Fahrzeugfunktion ausgeführt wird, wobei das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über eine Busanbindung für einen gemeinsamen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung verfügt, wobei das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung Informationen mit mindestens einem weiteren Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät austauscht und wobei das Fahrzeugsteuersystem und/oder Fahrzeugregelsystem Informationen mit einer Zeitmarke über die Busanbindung für den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung versendet, dadurch gekennzeichnet, dass die nominelle Loop-Zeit t_L,n des Datenverarbeitungsprogramms als Zeitbasis zur Versendung von Informationen mit Zeitmarken und/oder als Zeitbasis zum Setzen der Zeitmarke innerhalb einer versandten Information mit Zeitmarke dient.
Synchronisationsverfahren zum Betrieb eines Netzwerkverbundsystems für Fahrzeugsteuergeräte und/oder für Fahrzeugregelgeräte, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte, wobei in den mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräten und/oder Fahrzeugregelgeräten jeweils ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung des zugehörigen Fahrzeugsteuersystems und/oder Fahrzeugregelsystems von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ausgeführt wird, wobei die mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte über eine Busanbindung an einen gemeinsamen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung verfügen, wobei über den gemeinsamen Datenbus oder die interne Datenverbindung ein Informationsaustausch der mindestens zwei der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte untereinander stattfindet und wobei die Loop-Zeit t_L eines Datenverarbeitungsprogramms mindestens eines Fahrzeugsteuergeräts und/oder Fahrzeugregelgeräts für eine Anzahl n_1,2 von Loops gegenüber einer nominellen Loop-Zeit t_L,n um eine Zeitspanne Δt verkürzt oder verlängert wird, um die Ankunftszeit von Informationen im Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung mit einem Informationsankunftserwartungsfenster des mindestens einen Datenverarbeitungsprogramms zu synchronisieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl n_1,2 von Loops mittels eines Algorithmus in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung empfangenen Information bestimmt wird.