DE102012104322A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen von wenigstens zwei Recheneinheiten - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung Verfahren zum Überprüfen von wenigstens zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei die wenigstens zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn) zur Steuerung jeweils wenigstens einer Funktion vorgesehen sind, wobei die eine Recheneinheit (BCU) als Steuereinheit zur Steuerung einer Kraftfahrzeugeinrichtung des Kraftfahrzeugs und die wenigstens eine andere Recheneinheiten (MC1, MC2, ...; MCn) zur Steuerung für jeweils eine Komponente der Kraftfahrzeugeinrichtung vorgesehen sind, wobei folgende Verfahrensschritte vorgesehen sind: a) Bestimmung eines Master-Steuergerätes (MC1) aus der wenigstens einen Recheneinheit (MC1, MC2, ... MCn), b) Festlegung der wenigstens einen Recheneinheit (MC2, ... MCn) als Slave-Steuergerät, wenn mehr als zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn) vorhanden sind c) Auswahl einer Frage aus einem Fragenkatalog durch das Master-Steuergerät (MC1), d) Kommunizieren der ausgewählten Frage durch das Mastersteuergerät (MC1) an die Steuereinheit (BCU) und an das wenigstens eine Slave-Steuergerät (MC2, ... MCn) und, wenn mehr als zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn) vorhanden sind e) Generierung einer Antwort auf die ausgewählte Frage durch die Steuereinheit (BCU), f) Kommunizieren der Antwort auf die ausgewählte Frage an das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn), g) Vergleich der kommunizierten Antwort mit einer durch das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn) vorgegebenen oder generierten Antwort, h) Kommunizieren des jeweiligen Vergleichs durch das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn) an die Steuereinheit (BCU), i) Entscheidungsfindung über den Weiterbetrieb der Kraftfahrzeugeinrichtung (1) durch die Steuereinheit (BCU) oder ducrh das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen von wenigstens zwei Recheneinheiten. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines solchen Verfahrens durchzuführen. Schließlich Betrifft die Erfindung auch einen Datenträger mit einem solchen Computerprogrammprodukt.
  • Im Automobil- beziehungsweise Kraftfahrzeugbereich ist es Stand der Technik, als Steuereinheiten beziehungsweise Steuergeräte eingesetzte Recheneinheiten auf ihre Funktion hin zu überprüfen, wenn sie sicherheitsrelevante Funktionen steuern. Für Motorsteuerungen von Diesel- und Ottomotoren ist dafür beispielsweise ein standardisiertes E-Gas-Überwachungskonzept bekannt.
  • Die Überwachung der sicherheitsrelevanten Funktionen erfolgt dabei in drei Ebenen, wobei jeder eingesetzten Recheneinheit eine weitere Recheneinheit in Form eines Überwachungsmoduls zugeordnet ist.
  • Im E-Gas-Konzept wird die erste Ebene als Funktionsebene bezeichnet. Sie beinhaltet Motorsteuerungsfunktionen, beispielsweise. zur Umsetzung der angeforderten Motormomente, Komponentenüberwachungen, die Diagnose der Ein- und Ausgangsgrößen, sowie die Steuerung der Systemreaktionen im erkannten Fehlerfall.
  • Die zweite Ebene wird als Funktions-Überwachungsebene bezeichnet. Sie erkennt den fehlerhaften Ablauf überwachungsrelevanter Umfänge der Funktionssoftware in der ersten Ebene 1. Dies geschieht beispielsweise durch die Überwachung der berechneten Momente oder der Fahrzeugbeschleunigung. Im Fehlerfall erfolgt die Auslösung von Systemreaktionen.
  • Die dritte Ebene 3 wird als Rechner-Überwachungsebene bezeichnet. Bestandteil ist ein vom Funktionsrechner unabhängiges Überwachungsmodul in Form einer weiteren Recheneinheit, welche durch ein Frage-Antwort-Verfahren die ordnungsgemäße Abarbeitung der Programmbefehle des Funktionsrechners testet. Im Fehlerfall erfolgt die Auslösung von Systemreaktionen unabhängig vom Funktionsrechner.
  • Nachteilig bei diesem Konzept ist allerdings der erhöhte Hardwareaufwand, der erbracht werden muss, um die Überwachung der sicherheitsrelevanten Funktionen sicherzustellen. Jeder Rechnereinheit ist in der dritten Ebene eine weitere Recheneinheit als Überwachungsmodul zugeordnet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen von wenigstens zwei Recheneinheiten zur Verfügung zu stellen, wobei mit minimiertem Hardwareaufwand die fehlerfreie Funktion der Überwachung sichergestellt ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1 und mit einer Vorrichtung mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 8 sowie 10 bis 17.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überprüfen von wenigstens zwei Recheneinheiten, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zeichnet sich dabei durch die nachfolgend aufgeführten Verfahrenschritte aus. Die wenigstens zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn) sind dabei zur Steuerung jeweils wenigstens einer Funktion vorgesehen, wobei eine Recheneinheit als Steuereinheit zur Steuerung einer Kraftfahrzeugeinrichtung des Kraftfahrzeugs und die wenigstens eine andere Recheneinheiten zur Steuerung für jeweils eine Komponente der Kraftfahrzeugeinrichtung vorgesehen sind:
    • a) Bestimmung eines Master-Steuergerätes (MC1) aus der wenigstens einen Recheneinheit (MC1, MC2, ... MCn),
    • b) Festlegung der wenigstens einen Recheneinheit (MC2, ... MCn) als Slave-Steuergerät, wenn mehr als zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn) vorhanden sind,
    • c) Auswahl einer Frage aus einem Fragenkatalog durch das Master-Steuergerät (MC1),
    • d) Kommunizieren der ausgewählten Frage durch das Mastersteuergerät (MC1) an die Steuereinheit (BCU) und an das wenigstens eine Slave-Steuergerät (MC2, ... MCn), wenn mehr als zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn) vorhanden sind
    • e) Generierung einer Antwort auf die ausgewählte Frage durch die Steuereinheit (BCU),
    • f) Kommunizieren der Antwort auf die ausgewählte Frage an das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn),
    • g) Vergleich der kommunizierten Antwort mit einer durch das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn) vorgegebenen oder generierten Antwort,
    • h) Kommunizieren des jeweiligen Vergleichs durch das wenigstens eine Steuergeräte (MC1, MC2, ... MCn) an die Steuereinheit (BCU),
    • i) Entscheidungsfindung über den Weiterbetrieb der Kraftfahrzeugeinrichtung (1) durch die Steuereinheit (BCU) oder durch das wenigstens eine Steuergeräte (MC1, MC2, ... MCn).
  • Die Steuereinheit bestimmt dabei während eines Fahrzyklus aus der Anzahl der Steuergeräte ein Master-Steuergerät für diesen Fahrzyklus. Der Fahrzyklus ist definiert als der Betrieb zwischen dem Start und Stopp der Kraftfahrzeugeinrichtung einschließlich einer eventuellen Nachlaufphase der Steuereinheit und/oder der Steuergeräte. In einem nachfolgenden Fahrzyklus wird dann ein anderes Steuergerät als Master-Steuergerät bestimmt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Überprüfen von wenigstens zwei Recheneinheiten, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die wenigstens zwei Recheneinheiten jeweils ein Modul zur Steuerung jeweils wenigstens einer Funktion aufweisen und wobei vorzugsweise eine Recheneinheit als Steuereinheit einer Kraftfahrzeugeinrichtung des Kraftfahrzeugs und die wenigstens eine andere Recheneinheit als Steuergeräte für jeweils eine Komponente der Kraftfahrzeugeinrichtung ausgebildet sind. Dabei ist das wenigstens eine Steuergerät über eine Kommunikationsleitung, vorzugsweise einem CAN-BUS, gegebenenfalls miteinander und mit der Steuereinheit verbund, wobei die Steuereinheit eine Funktionsüberwachungseinheit für das wenigstens eine Steuergerät aufweist und das wenigstens eine Steuergerät zusätzlich als Überwachungsmodul für die Funktionsüberwachungseinheit der Steuereinheit ausgebildet sind.
  • Durch diese Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in einfacher Weise erreicht, dass auf eine separate Recheneinheit als Überwachungsmodul für jede eingesetzte Recheneinheit verzichtet werden kann. Die als Steuergeräte ausgebildeten Recheneinheiten bilden hierbei eine der ersten Ebene des E-Gas-Konzeptes entsprechende Funktionsebene, in welcher ein Eingangssignal verarbeitet und ein Ausgangssignal erzeugt wird. Die Funktionsüberwachung findet nun nicht wie bei dem E-Gas-Konzept in der gleichen Recheneinheit statt. Vielmehr wird die Funktionsüberwachung durch die als Steuereinheit ausgebildete Recheneinheit durchgeführt, indem eine als Master-Steuergerät ausgewählte Recheneinheit eine Frage aus einem vorgegebenen Fragenkatalog an die Steuereinheit und die anderen Steuergeräte kommuniziert. Die Überwachung der Funktionsüberwachung erfolgt nun derart, dass die Steuergeräte als Überwachungsmodul für die Funktionsüberwachung dienen. Dazu findet in den Steuergeräten ein Vergleich der von der als Funktionsüberwachung dienenden Steuereinheit kommunizierten Antwort mit einer vorgegebenen beziehungsweise durch die Steuergräte ermittelten Antwort statt. Anhand dieses Vergleiches, der von den Steuergeräten wiederum an die Steuereinheit kommuniziert wird, wird nun über den Weiterbetrieb der Fahrzeugeinrichtung entschieden. Zur Durchführung der Überwachung der Funktionsüberwachung kann also auf bereits vorhandene Recheneinheiten zurückgegriffen werden, so dass zusätzliche Recheneinheiten in Form eines separaten Überwachungsmoduls für jede Recheneinheit überflüssig werden. Insofern ist der Hardwareaufwand gegenüber dem Stand der Technik deutlich minimiert und somit eine Ressourcen schonende Vorrichtung zur Verfügung gestellt.
  • Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens betreibt die Steuereinheit oder das wenigstens eine Steuergerät die Kraftfahrzeugeinrichtung im Normalbetrieb weiter, wenn die durch das wenigstens eine Steuergerät vorgegebene Antwort der durch die Steuereinheit kommunizierten Antwort entspricht. Weicht allerdings wenigstens eine der durch das wenigstens eine Steuergerät vorgegebenen Antworten von der durch die Steuereinheit kommunizierten Antwort ab, betreibt die Steuereinheit die Kraftfahrzeugeinrichtung in einem Sicherheitsmodus. Durch diese Ausgestaltung ist sichergestellt, dass die Kraftfahrzeugeinrichtung nur dann im Normalbetrieb betrieben wird, wenn weder durch die Funktionsüberwachung der Steuereinheit noch durch die Überwachungsmoduls des wenigstens einen Steuergeräts eine Fehlfunktion festgestellt werden konnte.
  • Für jede abweichende Antwort addiert die Steuereinheit oder das wenigstens eine Steuergerät einen Zählerstand eines Zähler um einen vordefinierten Wert auf und beginnt das erfindungsgemäße Verfahren von neuem. Entspricht nun die durch das wenigstens eine Steuergerät vorgegebene Antwort der durch die Steuereinheit kommunizierten Antwort, so betreibt die Steuereinheit die Kraftfahrzeugeinrichtung im Normalbetrieb weiter. Wird allerdings wieder eine Abweichung auch nur einer Antwort eines Steuergerätes festgestellt, wird der Zählerstand des Zählers wiederum um eins aufaddiert und das Frage-Antwort-Spiel beginnt von neuem.
  • Hat der Zählerstand einen vorgegebenen Grenzwert erreicht, kommuniziert die Steuereinheit oder das wenigstens eine Steuergerät eine Fehlermeldung an eine Fahrzeugsteuerung beziehungsweise die Steuereinheit oder das wenigstens eine Steuergerät stellt den Betrieb der Kraftfahrzeugeinrichtung ein, wodurch gegebenenfalls der gesamte Kraftfahrzeugbetrieb eingestellt wird, insbesondere dann, wenn sicherheitsrelevante Funktionen von der Fehlfunktion betroffen sind.
  • Allerdings ist das erfindungsgemäße Verfahren auch dazu ausgebildet, dass die Steuereinheit oder das wenigstens eine Steuergerät für jede Frage, bei welcher die von dem wenigstens einem Steuergerät vorgegebene beziehungsweise generierte Antwort der durch die Steuereinheit kommunizierten Antwort entspricht, den Zählerstand des Zählers um einen vordefinierten Betrag, vorzugsweise kleiner oder gleich eins, verringert, solange der Zählerstand größer null ist. Insoweit besitzt das System auch eine "selbstheilende" Funktion.
  • Ferner ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, in willkürlichen zeitlichen Abständen, vorzugsweise bestimmt durch einen Zufallsgenerator, eine falsche Antwort auf die durch das Master-Steuergerät kommunizierte Frage zu generieren und an die wenigstens zwei anderen Recheneinheiten zu kommunizieren. Insoweit ist auch in vorteilhafter Weise eine Überwachung der Überwachungsmodule der Steuergeräte dahingehend gewährleistet, dass überprüft werden kann, ob fehlerhafte Antworten von den Steuergeräten beziehungsweise ihren Überwachungsmodulen erkannt werden.
  • Vorteilhafterweise ist das wenigstens zwei Steuergeräte als Mikrocontroller oder dergleichen Recheneinheit ausgebildet, welche in vielen Funktionen in einem Kraftfahrzeug bereits als Steuergeräte für Sensoren oder dergleichen fungieren.
  • Nach einem weiteren vorteilhaften Gedanken der Erfindung ist die Kraftfahrzeugeinrichtung als Batterie zur Speicherung elektrischer Energie mit mehreren Zellen, vorzugsweise für ein wenigstens teilweise und/oder zeitweise elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist sie in vorteilhafter Weise in einem Batteriemanagementsystem einsetzbar. Darin überwachen beispielsweise die als Steuergeräte arbeitenden Mikrocontroller die Funktion einzelner Zellen der Batterie. Sensoren messen dabei beispielsweise Arbeitsparameter wie Temperatur, Spannung oder den Strom, die in der Folge von den als Steuergeräte arbeitenden Mikrocontrollern weiterverarbeitet werden. Solche Arbeitsparameter sind für den störungsfreien Betrieb sicherheitsrelevant, weil die damit verbundenen elektronischen Bauteile vor Überhitzung, Überspannungen und zu großen elektrischen Strömen geschützt werden müssen, damit sie korrekt funktionieren beziehungsweise keinen Defekt erleiden.
  • Die als Mikrocontroller oder dergleichen ausgebildeten Steuergeräte sind dabei vorzugsweise unabhängig von einer als Batterieüberwachungseinheit ausgebildeten Steuereinheit. Beispielsweise können die Energiezufuhr, die interne Uhr oder dergleichen völlig unabhängig von solch einer als Batterieüberwachungseinheit betrieben werden.
  • Die Batterieüberwachungseinheit ist dabei dazu ausgebildet, mit einer flexiblen Anzahl von als Mikrocontrollern oder dergleichen ausgebildeten Steuergeräte zu kommunizieren und unterstützt dabei auch eine Reset- beziehungsweise Shutoff-Verbindung zu den als Steuergeräte arbeitenden Mikrocontrollern, durch welche dass Batteriemanagementsystem in einen Sicherheitsmodus überführt werden kann.
  • Während des Betriebs des Batteriemanagementsystems tauschen die Batterieüberwachungseinheit und die als Mikrocontroller oder dergleichen ausgebildeten Steuergeräte permanent Befehle und Daten in Form von Nachrichten über den CAN-Bus aus. Diese Kommunikation hilft den als Mikrocontrollern oder dergleichen ausgebildeten Steuergeräte bei der korrekten Ausführung der Überwachung der Software der Batterieüberwachungseinheit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Ferner betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer zuvor beschriebenen Vorrichtung und ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines zuvor beschriebenen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird, sowie einen Datenträger mit einem solchen Computerprogrammprodukt.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
  • 1: eine Blockbilddarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines Batteriemanagementsystems,
  • 2: eine vereinfachte Darstellung der Kommunikation der Batterieüberwachungseinheit und den Mikrocontrollern der Vorrichtung gemäß 1 und
  • 3: ein Flussdiagramm einer möglichen Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß 1.
  • In 1 ist eine Blockbilddarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines Batteriemanagementsystems. Dieses Batteriemanagementsystem weist eine als Batterieüberwachungseinheit ausgebildete Steuereinheit BCU, welche mit einen Mikrocontroller 8 ausgestattet ist. Die Batterieüberwachungseinheit BCU ist kommunikativ durch eines CAN-Bus mit drei als Steuergeräte ausgebildeten Mikrocontrollern MC1, MC2 und MCn verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Energieversorgung PS der Mikrocontroller MC1, MC2 bis MCn über ein in die Batterieüberwachungseinheit BCU integriertes Energieversorgungsmanagement PSM. Obwohl in 1 nur die Mikrocontroller MC1, MC2 und MCn dargestellt sind, soll die 1 dahingehend verstanden werden, dass damit eine durchaus eine größer Anzahl als 3 Mikrocontroller verstanden werden. Der Index N kann dabei bis zu einer beliebigen ganzen Zahl N laufen.
  • In die einzelnen Mikrocontroller 8, MC1, MC2 und MCn ist zudem eine Steuerungsmodul 3 zur Steuerung einer Komponente der hier nicht dargestellten Batterie, vorzugsweise einer einzelnen Batteriezelle, und eine Überwachungsmodul 2 integriert. Das Steuerungsmodul 3 steuert dabei die jeweilige Komponente 7 anhand von Sensoren 4 gelieferten Eingangssignalen 5, welche durch das Steuerungsmodul 3 in Ausgangssignale 6 verarbeitet werden. Mittels dieser Ausgangssignale 6 wird die Komponente 7 gesteuert.
  • Ferner weisen die Mikrocontroller 8, MC1, MC2 und MCn auch ein Überwachungsmodul 2 auf. Dieses Überwachungsmodul 2 dient dazu, die Funktion einer in die Batterieüberwachungseinheit BCU integrierte Funktionsüberwachungseinrichtung 1 zu überprüfen. Die Funktionsüberwachungseinrichtung 1 hat ihrerseits die Aufgabe die Funktion der in die Mikrocontroller 8, MC1, MC2 und MCn integrierten Steuermodule 3 zu überwachen.
  • Die Überprüfung der der Steuermodule 3 und der Funktionsüberwachungseinrichtung 1 erfolgt dabei in unterschiedlichen Ebenen. Für jeden Fahrzyklus wird dabei ein Mikrocontroller MC1 als Master-Steuergerät ausgewählt. Dieses Master-Steuergerät MC1 kommuniziert, wie in 2 beispielhaft dargestellt, über den CAN-Bus eine aus einem Fragenkatalog willkürlich, vorzugsweise über einen Zufallsgenerator ausgewählte Frage sowohl an die Batterieüberwachungseinheit BCU als auch an die Mikrocontroller MC2 bis MCn. In der Batterieüberwachungseinheit BCU wird daraufhin durch die Funktionsüberwachungseinheit 1 eine Antwort auf die Frage generiert, die dann wiederum über den CAN-Bus an die Mikrocontroller MC1, MC2 bis MCn kommuniziert wird. In den Mikrocontroller MC1, MC2 bis MCn findet dann mittels der dort integriertem Überwachungsmodule 3 eine Verifizierung oder Falsifizierung der Antworten statt, indem die von der Batterieüberwachungseinheit BCU kommunizierten Antwort mit den durch die Mikrocontroller MC1, MC2 bis MCn generierten Antworten verglichen werden und dieser Vergleich wiederum an die Batterieüberwachungseinheit BCU kommuniziert wird. Sind alle Antworten der Mikrocontroller MC1, MC2 bis MCn identisch zu der durch die Batterieüberwachungseinheit BCU kommunizierten Antwort, wird der Normalbetrieb der Batterie durch die Batterieüberwachungseinheit BCU beziehungsweise das hier nicht dargestellte Batteriemanagementsystem veranlasst. Ist allerdings eine Antwort eines Mikrocontroller MC1, MC2 bis MCn nicht identisch zu der durch die Batterieüberwachungseinheit BCU kommunizierten Antwort, wird durch die Batterieüberwachungseinheit BCU beziehungsweise das hier nicht dargestellte Batteriemanagementsystem ein Sicherheitsmodus für den Betrieb der Batterie initiiert und ein Zählerstand eines hier nicht dargstellten Zählers um die Anzahl der nicht identischen Antworten aufaddiert. Da die nicht identischen Antworten gegebenenfalls eine Fehlfunktion eines Steuerungsmoduls 3 und/oder der Funktionsüberwachungseinrichtung 1 bedeutet, muss die Batterie nun in einem solchen Sicherheitsmodus betrieben werden, um mögliche Schäden oder Defekte an der Batterie aufgrund möglicher Fehlfunktionen eines Steuerungsmoduls 3 und/oder der Funktionsüberwachungseinrichtung 1 auszuschließen. Der bis hierhin beschrieben Prüfzyklus beginnt nun von neuem. Werden nun wiederum nicht identische Antworten festgestellt, wird der Zählerstand des Zählers wieder entsprechend aufaddiert. Erreicht der Zählerstand einen vorgegebenen Grenzwert, wird eine Fehlermeldung generiert und an die Fahrzeugsteuerung kommuniziert, die daraufhin gegebenenfalls sogar den Betrieb des Fahrzeug nicht zulässt oder einen Servicehinweis für den Benutzer des Fahrzeugs zum Beheben der Fehlfunktion generiert.
  • Ist es natürlich auch möglich, dass in einem weiteren Prüfzyklus alle durch die Mikrocontroller MC1, MC2 bis MCn gelieferten Antworten identisch zu der von der Batterieüberwachungseinheit BCU kommunizierten Antwort sind. In diesem Fall wird der Zählerstand des Zählers um einen Betrag kleiner gleich 1 reduziert und der Normalbetrieb des Fahrzeugs aufgenommen.
  • Die Funktionsweise ist auch noch mal in einem Flussdiagramm in 3 dargestellt. Das Flussdiagramm startet mit eine Starten oder einem Reset 10 des Systems. Während dieser Phase wird die Batterie noch in einem Sicherheitsmodus betrieben, der Schäden oder Defekte an der Batterie oder einzelnen Komponenten davon verhindert. Während einer Startphase 11 werden nun die einzelnen Komponenten der Batterie initialisiert.
  • Bereits während einer darauf folgenden Initialisierung 12, in welcher die Batterie in einem Sicherheitsbetrieb betrieben wird, können durch die Mikrocontroller MC1, MC2 bis MCn und die Batterieüberwachungseinheit BCU beziehungsweise die Funktionsüberwachungseinrichtung 3 und/oder die Überwachungsmodule 3 Fehlfunktionen detektiert werden, die zu einem Überführen in einen Sicherheitsbetrieb 15 der Batterie oder zu einem Abschalten 16 der Batterie führen. Es wird als also eine Fehlermeldung ausgegeben und/oder die Batterieüberwachungseinheit BCU und damit die Batterie selbst ausgeschaltet.
  • Nachfolgend der Initialisierung 12 erfolgt die eigentliche Prüfung 13 nach dem zuvor beschriebenen Frage-Antwort-Spiel zwischen den Mikrocontroller MC1, MC2 bis MCn und der Batterieüberwachungseinheit BCU, die ebenfalls zu einem Normalbetrieb 14 oder zu einem Überführen in einen Sicherheitsbetrieb 15 der Batterie oder zu einem Abschalten 16 der Batterie führen.
  • Der Normalbetrieb 14 wird dadurch beendet, dass die Batterieüberwachungseinheit BCU abgeschaltet und ein Sicherheitsbetrieb 15 der Batterie aufgenommen oder Abschalten 16 der Batterie durchgeführt wird.
  • Wird während einer dieser Phasen 12, 13, 14 eine Fehlfunktion festgestellt, wird der Sicherheitsbetrieb 15 der Batterie gestartet und die gesamte Prüfung beginnt von neuem, wobei gegebenenfalls nun einer der Mikrocontroller MC2 bis MCn als Mastersteuergerät, welcher die Frage aus einem Fragenkatalog auswählt, genutzt wird und nicht mehr der Mikrocontroller MC1.
  • Bezugszeichenliste
  • BCU
    Recheneinheit, Steuereinheit, Batterieüberwachungseinheit
    MC1
    Recheneinheit, Steuergerät, Master-Steuergerät, Mikrocontroller
    MC2
    Recheneinheit, Steuergerät, Master-Steuergerät, Mikrocontroller
    MCn
    Recheneinheit, Steuergerät, Master-Steuergerät, Mikrocontroller
    CAN
    Kommunikationseinrichtung, CAN-Bus
    PS
    Energieversorgung
    PSM
    Energieversorgungsmanagement
    1
    Funktionsüberwachungseinrichtung
    2
    Überwachungsmodul
    3
    Steuerungsmodul
    4
    Sensor
    5
    Eingangssignal
    6
    Ausgangssignal
    7
    Komponente
    8
    Mikrocontroller
    10
    Starten/Reset
    11
    Startphase
    12
    Initialisierung
    13
    Prüfung
    14
    Normalbetrieb
    15
    Sicherheitsbetrieb
    16
    Abschalten

Claims (17)

  1. Verfahren zum Überprüfen von wenigstens zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn), für ein Kraftfahrzeug, wobei die wenigstens zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn) zur Steuerung jeweils wenigstens einer Funktion vorgesehen sind, wobei die eine Recheneinheit (BCU) als Steuereinheit zur Steuerung einer Kraftfahrzeugeinrichtung des Kraftfahrzeugs und die wenigstens eine andere Recheneinheit (MC1, MC2, ...; MCn) zur Steuerung für jeweils eine Komponente der Kraftfahrzeugeinrichtung vorgesehen sind, wobei folgende Verfahrensschritte vorgesehen sind: a) Bestimmung eines Master-Steuergerätes (MC1) aus der wenigstens einen Recheneinheit (MC1, MC2, ... MCn), b) Festlegung der wenigstens einen Recheneinheit (MC2, ... MCn) als Slave-Steuergerät, wenn mehr als zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn) vorhanden sind, c) Auswahl einer Frage aus einem Fragenkatalog durch das Master-Steuergerät (MC1), d) Kommunizieren der ausgewählten Frage durch das Mastersteuergerät (MC1) an die Steuereinheit (BCU) und an das wenigstens eine Slave-Steuergerät (MC2, ... MCn), wenn mehr als zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn) vorhanden sind, e) Generierung einer Antwort auf die ausgewählte Frage durch die Steuereinheit (BCU), f) Kommunizieren der Antwort auf die ausgewählte Frage an das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn), g) Vergleich der kommunizierten Antwort mit einer durch das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn) vorgegebenen oder generierten Antwort, h) Kommunizieren des jeweiligen Vergleichs durch das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn) an die Steuereinheit (BCU), i) Entscheidungsfindung über den Weiterbetrieb der Kraftfahrzeugeinrichtung durch die Steuereinheit (BCU) oder durch das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (BCU) oder das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn) die Kraftfahrzeugeinrichtung im Normalbetrieb weiter betreibt, wenn die durch die wenigstens zwei Steuergeräte (MC1, MC2, ... MCn) vorgegebene Antwort der durch die Steuereinheit (BCU) kommunizierten Antwort entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (BCU) oder das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn) die Kraftfahrzeugeinrichtung in einem Sicherheitsmodus betreibt, wenn wenigstens eine der durch die wenigstens zwei Steuergeräte (MC1, MC2, ... MCn) vorgegebenen Antworten von der durch die Steuereinheit (BCU) kommunizierten Antwort abweicht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (BCU) oder das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn) für jede abweichende Antwort ein Zählerstand eines Zähler um einen vordefinierten Wert aufaddiert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (BCU) eine Fehlermeldung an eine Fahrzeugsteuerung kommuniziert, wenn der Zählerstand einen vorgegebenen Grenzwert erreicht hat.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (BCU) oder das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ... MCn) den Betrieb der Kraftfahrzeugeinrichtung (1) einstellt, wenn der Zählerstand einen vorgegebenen Grenzwert erreicht hat.
  7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (BCU) für jede Frage, bei welcher die von wenigstens zwei Steuergeräte (MC1, MC2, ... MCn) vorgegebene Antwort der durch die Steuereinheit (BCU) kommunizierten Antwort entspricht, den Zählerstand des Zählers um einen vordefinierten Betrag verringert, solange der Zählerstand größer null ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (BCU) dazu ausgebildet ist, in willkürliche zeitlichen Abständen, vorzugsweise bestimmt durch einen Zufallsgenerator, eine falsche Antwort auf die durch das Master-Steuergerät (MC1) kommunizierte Frage zu generieren und an die wenigstens zwei anderen Recheneinheiten (MC1, MC2, ...; MCn) zu kommunizieren.
  9. Vorrichtung zum Überprüfen von wenigstens zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei die wenigstens zwei Recheneinheiten (BCU, MC1, MC2, ...; MCn) jeweils ein Steuerungsmodul (3) zur Steuerung jeweils wenigstens einer Funktion aufweisen und wobei vorzugsweise die eine Recheneinheit (BCU) als Steuereinheit einer Kraftfahrzeugeinrichtung des Kraftfahrzeugs und die wenigstens eine andere Recheneinheit (MC1, MC2, ...; MCn) als Steuergräte für jeweils eine Komponente der Kraftfahrzeugeinrichtung ausgebildet sind, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens einer der Ansprüche 1 bis 7, wobei das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ...; MCn) über eine Kommunikationsleitung (CAN), vorzugsweise einem CAN-BUS oder dergleichen, miteinander und mit der Steuereinheit (BCU) verbunden sind und wobei die Steuereinheit (BCU) eine Funktionsüberwachungseinheit (1) für das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ...; MCn) aufweist und das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ...; MCn) zusätzlich als Überwachungsmodul (2) für die Funktionsüberwachungseinheit (1) der Steuereinheit (BCU) ausgebildet sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsüberwachungseinheit (1) der Steuereinheit (BCU) dazu ausgebildet ist, die Funktion des Steuerungsmoduls (3) des wenigstens einen Steuergeräts (MC1, MC2, ...; MCn) zu überwachen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Überwachungsmodul (2) das wenigstens eine Steuergerät (MC1, MC2, ...; MCn) dazu ausgebildet sind, die Funktion der Funktionsüberwachungseinheit (1) der Steuereinheit (BCU) zu überwachen.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Steuergeräte (MC1, MC2, ...; MCn) als Mikrocontroller oder dergleichen ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeugeinrichtung als Batterie zur Speicherung elektrischer Energie mit mehreren Zellen, vorzugsweise für ein wenigstens teilweise und/oder zeitweise elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine als Mikrocontroller ausgebildeten Steuergerät (MC1, MC2, ...; MCn) zur Steuerung jeweils einer Zelle der Batterie ausgebildet sind.
  15. Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14.
  16. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
  17. Datenträger mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 16.
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