-
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Speicherung von Betriebsinformationen bei einem Fahrzeug oder einer Maschine. Für Fahrzeuge betrifft die Betriebsinformation im Besonderen die dauerhafte Abspeicherung der Laufleistung. Dies kann in Form des Kilometerstandes oder einer Betriebsstundenangabe erfolgen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein entsprechend ausgelegtes Fahrzeug und ein entsprechend ausgelegtes Computerprogramm.
-
Aktuell wird die Betriebsinformation z.B. in Form des Gesamtkilometerstandes unter Verwendung von vorgeschriebenen Autosar Mechanismen in einen nichtflüchtigen Speicher geschrieben. Die Autosar Spezifikationen gehen aus einer Entwicklungspartnerschaft verschiedener Auotmobil-Hersteller und Zuliefer-Betriebe hervor. Sobald es bei weniger als 100.000 Schreibzyklen bleibt, führt dies bei Benutzung hochwertiger EEPROM-Speicher zu keinem zusätzlichen Aufwand. Heute wird aber gefordert, dass jeder Kilometer des Gesamtkilometerstandes in Millimeter-Auflösung gespeichert wird. Dies führt bei den heute eingesetzten Methoden zur Abspeicherung der Betriebsinformation zu bis zu 10.000.000 Schreibzyklen für die geplante Laufzeit eines „Autolebens“. Steht nur Speicher mit maximal 10.000 Schreibzyklen zur Verfügung, müsste man also „entsprechend viel“ Speicherplatz für die Daten-Breite unter Berücksichtigung der maximalen Anzahl der Schreib-/Löschzyklen und gewünschten Mehrfachablagen reservieren. Dies erhöht den Speicheraufwand beträchtlich.
-
Um 4 Mio. km in Millimeter-Auflösung in einem Speicherplatz abspeichern zu können, werden 42 Bit pro Speicherplatz benötigt. (4.000.000.000.000 = 0x 03 A3 52 94 40 00). Typischerweise werden solche Variablen aber in größeren Speicherplätzen abgelegt, wenn z.B. eine Prüfsumme zusätzlich abgespeichert werden soll. Es würde sich dafür dann ein 64-Bit Speicher anbieten, der 8 Byte je Speicherplatz abspeichern kann. Bei 10.000 Schreibzyklen müsste man also 4.000.000.000.000 / 10.000 = 400.000.000 * 8 Byte = 3,2 GByte an Speicherplatz bei nur einfacher Ablage vorsehen.
-
Aus der
US 5,386,533 ist es bekannt, EEPROM-Speicher für die Speicherung des Kilometerstandes bei einem Fahrzeug einzusetzen. Der Kilometerstand wird mit 0,1 km Auflösung inkrementiert. Die Daten werden im Gray-Code Datenformat abgespeichert.
-
Aus der
US 4,710,888 ist ein System zum Messen der von einem Fahrzeug zurückgelegten Strecke bekannt, bei dem die aktualisierten Messungen in einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung gespeichert werden. Immer, wenn ein Impuls von dem einem Detektor empfangen wird, wird eine einzelne Zählung zu dem Kilometerzähler-Vorzähler addiert. Wenn das Vorzählerregister 50 Zählungen (0,01 km) akkumuliert, wird eine einzelne Zählung zu dem Inkrementierungsregister addiert. Wenn das Inkrementierungsregister den Stand von 1536 Inkrementierungen (15,36) km (oder ungefähr 10 Meilen) akkumuliert hat, wird die Routine aufgerufen, die einen neuen Kilometerzählerwert in den nichtflüchtigen Speicher schreibt .
-
Aus der
US 4,860,228 ist ein Odometer bekannt, bei dem der Kilometerstand nicht nur bei dem Erkennen eines Powerdown-Ereignisses in den EEPROM-Speicher geschrieben wird. Bei 10.000 Schreibzyklen können bei einer Auflösung von einer Zehntel Meile 256.000 Meilen aufgezeichnet werden. Dafür ist ein EEPROM-Speicher mit 38 Bytes erforderlich.
-
Bei der heute eingesetzten Lösung mit reservierter Speicherbank und dreifacher Ablage der Daten ergibt sich ein erhöhter Speicherverbrauch von ohnehin schon knappen Ressourcen in den Fahrzeug-Steuergeräten.
-
Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass das Erfordernis der Einhaltung der maximal zulässigen Schreibzyklenzahl von nichtflüchtigen Speicherbausteinen für die bekannten Lösungen zur Abspeicherung der gesetzlich geforderten Betriebsinformation in hoher Auflösung ein Problem darstellt, wenn der Speicherbedarf verringert werden soll. Dementsprechend ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung anzugeben für das beschriebene Problem.
-
Die Lösung für das oben beschriebene Problem besteht darin, dass bei der Abspeicherung der Laufleistung mit hoher Auflösung die Nachkommastellen getrennt von der Ganzzahl abgespeichert werden. Dies erlaubt, dass jeder Teil als Binärzahl gespeichert werden kann. Dies erlaubt weiterhin, dass eine hohe Anzahl von Kilometern mit der Auflösung 1 km abgespeichert werden kann. Weiterhin wird dadurch die Word-Breite (Anzahl der Bits je Ganzzahl) begrenzt und die Auswertung/Plausibilisierung der Zählfolge vereinfacht.
-
In einer allgemeinen Ausprägung betrifft die Erfindung ein Verfahren zur nichtflüchtigen Speicherung einer Betriebsinformation bei einem Fahrzeug oder einer Maschine, wobei die Betriebsinformation im Betrieb fortschreitend hochgezählt wird und der aktuelle Stand der Betriebsinformation in einem nichtflüchtigen Speicher fortschreitend eingetragen wird, wobei die Betriebsinformation getrennt nach höherwertigem Zahlanteil, insbesondere Ganzzahlanteil, und niederwertigem Zahlanteil, insbesondere Nachkommastellen, binär in zwei verschiedene Speicherbereiche des nichtflüchtigen Speichers eingetragen wird. Dies dient dazu, den Gebrauchszustand des Fahrzeuges oder der Maschine zu dokumentieren. Durch die Lösung wird der Ressourcenverbrauch für die Abspeicherung der Betriebsinformation in hoher Auflösung verbessert.
-
Zur weiteren Optimierung ist es vorteilhaft, wenn der Ganzzahlanteil der Betriebsinformation rollierend in die Anzahl von Speicherplätzen des zugehörigen Speicherbereichs eingetragen wird, wobei die Anzahl der Speicherplätze so bemessen wird, dass zum Eintragen der Betriebsinformation während der Lebensdauer des Fahrzeuges oder der Maschine keine Überschreitung der zulässigen Höchstzahl an Schreibzyklen für den nichtflüchtigen Speicher vorkommen kann. Dies hat den Vorteil, dass die Lösung auch eine große Flexibilität für den Einsatz von nichtflüchtigen Speicher mit unterschiedlicher Höchstzahl an Schreibzyklen hat.
-
Für die Umsetzung ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Breite der Speicherplätze, die für die Abspeicherung des Ganzzahlanteils der Betriebsinformation zur Verfügung gestellt werden müssen, so gewählt wird, dass wenigstens der Maximalwert für den Ganzzahlanteil, der sich für die geplante maximale Gebrauchsdauer des Fahrzeuges oder der Maschine ergibt, als Binärwert jeweils in die Speicherplätze eingetragen werden kann. Je nach Anforderung kann eine größere Breite bei einer geforderten hohen Laufleistung oder eine geringere Breite bei einer geforderten geringeren Laufleistung gewählt werden.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass für die Wegstreckenspeicherung die Nachkommastellen nur bei den einzelnen Betriebsabschaltungen (Power-Down-Sequenzen) abgespeichert werden. Es ist nämlich nicht erforderlich, jeden Nachkommaanteil im laufenden Betrieb zu speichern. Der Nachkommaanteil ändert sich zu häufig und er ist nur für den letzten angefangenen Kilometer interessant, der nicht komplett gefahren wird.
-
Für die Bestimmung der Breite der Speicherplätze, die für die Abspeicherung der Nachkommastellen der Betriebsinformation zur Verfügung gestellt werden müssen, ist es vorteilhaft, wenn die Breite so gewählt wird, dass wenigstens die Nachkommastellen für die geplante maximale Auflösung der Betriebsinformation als Binärwerte jeweils in einen Speicherplatz des allokierten Speicherbereichs in dem nichtflüchtigen Speicher eingetragen werden können.
-
Dafür ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Breite der Speicherplätze erhöht wird, um in den Speicherplätzen für die Nachkommastellen zusätzlich eine Fehlererkennungsinformation abspeichern zu können. Die Fehlererkennungsinformation kann im einfachsten Fall eine Prüfsumme sein. Es kann aber auch ein aufwendiger zu berechnender Fehlerschutzcode als Fehlererkennungsinformation eingetragen werden, z.B. ein CRC-Prüfcode.
-
Zusätzlich kann eine Mehrfachablage der Nachkommastellen mit Fehlererkennungsinformation verwendet werden. Dies erhöht die Robustheit des Verfahrens gegenüber äußeren Störeinflüssen bei der Abspeicherung der Daten.
-
Um zu vermeiden, dass bei der Speicherung der Nachkommastellen die Speicherzellen zu oft beschrieben werden, ist es vorteilhaft, eine Zeigerlösung einzusetzen, mit der auf den aktuell zu verwendenden Speicherplatz gezeigt wird. Als Zeiger kann die Adresse der aktuellen Betriebsinformations-Ganzzahl verwendet werden.
-
In einer Variante wird für die Abspeicherung der Nachkommastellen in den Speicherplätzen ein Adresszeiger eingesetzt, der bestimmt, in welchen Speicherplatz des allokierten Speicherbereichs des nichtflüchtigen Speichers der Nachkommaanteil der Betriebsinformation eingetragen werden soll.
-
Dafür ist es besonders vorteilhaft, wenn der Adresszeiger davon bestimmt wird, in welchem Speicherplatzbereich der Ganzzahlanteil der Betriebsinformation abgespeichert ist, dessen Nachkommaanteil abgespeichert werden soll. Damit lässt sich eine gleichmäßig häufige Benutzung der Speicherplätze für die Nachkommastellen erzielen.
-
Für die konkrete Umsetzung ist es vorteilhaft, den Speicherplatzbereich für die Abspeicherung des Ganzzahlanteils in entsprechend viele gleich große Segmente einzuteilen, wie Speicherplätze für die Abspeicherung der Nachkommastellen entsprechend des Erfordernis hinsichtlich der geforderten Begrenzung der Schreibzyklenzahl benötigt werden.
-
Sehr vorteilhaft ist auch, wenn nach der Abspeicherung des Ganzzahlanteils der Betriebsinformation der geschriebene Eintrag ausgelesen wird und mit wenigstens zwei benachbarten Speicherplatzeinträgen verglichen wird, wobei ein Fehleintrag daran erkannt wird, dass ein Speicherplatzeintrag nicht fortlaufend mit dem gewählten Inkrementwert gegenüber dem Nachbarspeicherplatzeintrag eingetragen wurde. Diese Lösung erlaubt eine schnelle Fehlerüberprüfung bei Abspeicherung des Ganzzahlanteils ohne Verwendung von Prüfsummen oder Fehlerschutzcodes. Die Speichereffizienz ist dadurch auch erhöht.
-
Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn ein als fehlerhaft erkannter Eintrag mit dem korrigierten Wert überschrieben wird und, wenn nach einer Anzahl von Versuchen kein korrekter Eintrag in dem Speicherplatz möglich ist, der korrigierte Wert in einen Reservespeicherplatz des allokierten Speicherbereichs geschrieben wird. So wird es möglich, schadhafte Speicherplätze im nichtflüchtigen Speicher zu eliminieren und durch Reservespeicherplätze zu ersetzen.
-
Dafür ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn die Adressberechnung für die rollierende Speicherung so angepasst wird, dass der als fehlerhaft erkannte Speicherplatz von der rollierenden Speicherung ausgenommen wird und stattdessen der gewählte Reservespeicherplatz mit in die rollierende Speicherung aufgenommen wird.
-
Um die Robustheit des Verfahrens für die Speicherung der Nachkommastellen in dem allokierten Speicherbereich zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn die Nachkommastellen doppelt in zwei verschiedenen Speicherbereichen abgelegt werden.
-
Bei Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich der folgende Speicherbedarf:
- Wenn EEPROM-Speicher benutzt werden, die für 10.000 Schreibzyklen ausgelegt sind, werden 400 Speicherplätze ä 4 Byte für die Speicherung des Ganzzahlanteils des Kilometerstandes eingesetzt und 50 Speicherplätze als Reserve angelegt. Für die Speicherung der Nachkommastellen werden10 Speicherplätze ä 4 Byte Breite plus 5 Speicherplätze als Reserve benötigt. Zusammen ergeben sich 4x450 + 4x15 Bytes = 1800 Bytes + 30 Bytes = 1830 Bytes an Speicherbedarf.
-
Für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine Recheneinheit aufweist, die ausgelegt ist, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Dies kann durch Einsatz eines entsprechend programmierten Computerprogramms erfolgen.
-
Für die Anwendung der Erfindung in Fahrzeugen ist es vorteilhaft, wenn das Fahrzeug eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung aufweist. Um Manipulationen an der aufgezeichneten Betriebsinformation zu verhindern, ist es vorteilhaft, den nichtflüchtigen Speicher in der Recheneinheit in einer oder mehreren Steuergeräten, insbesondere einem Bremssteuergerät, vorzusehen.
-
In einer weiteren Ausprägung betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das Programmschritte aufweist, die bei Abarbeitung des Programms durch eine Recheneinheit diese veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 ein Fahrzeug mit 4 Raddrehzahlsensoren;
- 2 ein Blockdiagramm des Fahrzeugnetzwerkes mit den verschiedenen vernetzten Steuergeräten des Fahrzeuges;
- 3 eine Ansicht der verschiedenen Speicherbereiche, die für die Abspeicherung der Wegstreckeninformation benötigt werden;
- 4 das Prinzip der rollierenden Speicherung des ganzzahligen Anteils der Wegstreckeninformation in einer Anzahl von Datenworten;
- 5 das Prinzip der rollierenden Speicherung der Nachkommastellen der Wegstreckeninformation in einer Anzahl von Datenworten; und
- 6 das Prinzip der Erkennung von Bitfehlern bei der Speicherung des ganzzahligen Anteils der Wegstreckeninformation und deren Fehlerkorrektur.
-
Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung. Es versteht sich somit, dass Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Anordnungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben werden, die aber Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung verkörpern und in ihrem Umfang ebenfalls geschützt sein sollen.
-
1 zeigt ein Fahrzeug. Dargestellt ist ein Personenwagen (Pkw). Als Fahrzeug kämen allerdings beliebige andere Fahrzeuge ebenfalls in Betracht. Beispiele von weiteren Fahrzeugen sind: Busse, Nutzfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen Lkw, Landmaschinen, Baumaschinen, Motorräder, Campingfahrzeuge, Schienenfahrzeuge usw.. Im Prinzip ist die Erfindung auch in Luft- und Wasserfahrzeugen einsetzbar. Das Fahrzeug ist mit Bezugszahl 10 versehen. Als Pkw ist das Fahrzeug mit 4 Rädern ausgestattet. Die heutigen Bremssysteme sind üblicherweise auch mit Antischlupfregelung ASR ausgestattet.
-
Dafür ist es erforderlich, die Raddrehzahlen aller 4 Rädern zu erfassen, ebenso für die Antiblockierbremsfunktion ABS. Deswegen ist es in der Zeichnung ebenfalls dargestellt, dass an jedem Rad ein Raddrehzahlsensor RDS angebracht ist. Die Raddrehzahlsensoren RDS sind mit einem Bremssteuersystem 100 verbunden. Das Bremssteuersystem kann beispielsweise in einem ESC-Steuergerät vorhanden sein, welches das Primärbremssystem des Fahrzeuges steuert. Dieses führt die Funktion der elektronischen Fahrstabilisierung, auch Electronic Stability Control (ESC) genannt, aus. Dieses ESC-Steuergerät besitzt die Fähigkeit, das Fahrzeug 10 aus hoher Geschwindigkeit kontrolliert abzubremsen. Dafür ist in modernen ESC-Steuergeräten auch die Funktionalität des Antiblockiersystems ABS vorhanden.
-
2 zeigt schematisch ein Blockschaltbild der Fahrzeugelektronik für ein Elektrofahrzeug. Dazu gehören auch einige Teilsysteme oder Applikationen des Infotainmentsystems. Dazu gehören eine berührungsempfindliche Anzeigeeinheit 20, eine Recheneinrichtung 40 und eine Eingabeeinheit 50. Die Anzeigeeinheit 20 umfasst sowohl eine Anzeigefläche zum Anzeigen veränderlicher grafischer Informationen als auch eine über der Anzeigefläche angeordnete Bedienoberfläche (berührungssensitive Schicht) zum Eingeben von Befehlen durch einen Benutzer. Die Anzeigeeinheit 20 des Infotainmentsystems ist typischerweise in dem Cockpit vorhanden. Es handelt sich um einen berührungsempfindlichen Bildschirm 20, der in der Mittelkonsole angebracht ist.
-
Der berührungsempfindliche Bildschirm 20 dient dabei insbesondere zur Bedienung von Funktionen des Fahrzeugs 10. Beispielsweise können darüber ein Radio, ein Navigationssystem, eine Wiedergabe von gespeicherten Musikstücken und/oder eine Klimaanlage, andere elektronische Einrichtungen oder andere Komfortfunktionen oder Applikationen des Fahrzeugs 10 gesteuert werden. Zusammengefasst wird häufig von einem „Infotainmentsystem“ gesprochen. Ein Infotainmentsystem bezeichnet bei Kraftfahrzeugen, speziell Pkw, die Zusammenführung von Autoradio, Navigationssystem, Freisprecheinrichtung, Fahrerassistenzsystemen und weiterer Funktionen in einer zentralen Bedieneinheit. Der Begriff Infotainment ist ein Kofferwort, zusammengesetzt aus den Worten Information und Entertainment (Unterhaltung). Unterhalb des Bildschirms 20 können zudem mechanische Bedienelemente, beispielsweise Tasten, Drehregler oder Kombinationen hiervon, wie beispielsweise Drückdrehregler, in der Eingabeeinheit 50 angeordnet sein. Typischerweise ist auch eine Lenkradbedienung von Teilen des Infotainmentsystems möglich. Diese Multifunktionslenkrad-Bedieneinheit ist nicht separat dargestellt, sondern wird als Teil der Eingabeeinheit 50 betrachtet.
-
Die weiteren Teile des Infotainmentsystems Kamera 150, Radio 140, Navigationsgerät 130, Telefon 120 und Kombiinstrument 110 sind über den Datenbus 100 mit der Vorrichtung zur Bedienung des Infotainmentsystems verbunden. Als Datenbus 100 kommt der Einsatz eines auf Ethernet-Technologie beruhenden Bussystems wie IEEE 802.03cg in Frage. Auch Bussysteme, bei denen die Datenübertragung über Lichtwellenleiter geschieht, sind einsetzbar. Als Beispiele werden genannt der MOST Bus (Media Oriented System Transport) oder der D2B Bus (Domestic Digital Bus). Hier wird noch erwähnt, dass die Kamera 150 als konventionelle Videokamera ausgelegt sein kann. In diesem Fall nimmt sie 25 Vollbilder/s auf, was bei dem Interlace-Aufnahmemodus 50 Halbbilder/s entspricht. Alternativ kann eine Spezialkamera eingesetzt werden, die mehr Bilder/s aufnimmt, um die Genauigkeit der Objekterkennung bei sich schneller bewegenden Objekten zu erhöhen. Es können mehrere Kameras zur Umfeldbeobachtung eingesetzt werden. Daneben könnten auch RADAR- oder LIDAR-Systeme, entsprechend Radio Detection and Ranging und Light Detection and Ranging ergänzend oder alternativ eingesetzt werden, um die Umfeldbeobachtung durchzuführen oder zu erweitern. Für die drahtlose Kommunikation nach innen und außen ist das Fahrzeug 10 mit einem Kommunikationsmodul 160 ausgestattet. Dieses Modul wird oft auch als On-Board Unit bezeichnet. Es kann für die Mobilfunk-Kommunikation, z.B. nach dem neuesten 5G-Standard ausgelegt sein. Ebenfalls kann es für WLAN-Kommunikation, entsprechend Wireless LAN, ausgelegt sein, sei es für die Kommunikation zu Geräten der Insassen im Fahrzeug oder für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation etc.
-
Das Elektrofahrzeug weist einen Elektromotor an der Hinterachse auf. Dort sind auch ein 1-Gang-Getriebe und die Leistungselektronik integriert. Die Leistungselektronik ist mit der Bezugszahl 172 bezeichnet. Zusätzlich kann ein weiterer Elektromotor an der Vorderachse platziert werden und das Elektrofahrzeug so mit Allradantrieb ausgestattet werden (nicht dargestellt). Das ESP-Steuergerät, in dem auch die ABS-Bremsfunktion untergebracht ist, ist mit der Bezugszahl 174 bezeichnet. Daran sind die Raddrehzahlsensoren RDS angeschlossen. Die Elektronik für das Eingang-Getriebe ist in der 2 mit der Bezugszahl 176 bezeichnet. Das Fahrzeug wird im Wesentlichen von zwei Hochleistungsrechnern statt vieler einzelner Steuergeräte gesteuert. Die Hochleistungsrechner sind in 2 mit ICAS abgekürzt. ICAS steht für In-Car-Application-Server. Der Rechner 30 (ICAS1) steuert die Fahrfunktionen, der Rechner mit der Bezugszahl 40 (ICAS3) ist für das Infotainmentsystem inklusive eines Augmented-Reality-Head-Up-Displays vorgesehen und beliefert auch das herkömmliche Kombiinstrument 110 mit Informationen. Zusätzlich kann noch ein weiterer Hochleistungsrechner ICAS3 verbaut werden, der für die automatisierten Fahrfunktionen zuständig ist.
-
Im Folgenden wird auf die Wegstreckenspeicherung eingegangen, die für die Fahrzeuge gesetzmäßig vorgeschrieben ist. Die moderne Wegstreckenspeicherung ersetzt den altbekannten Kilometerzähler. Basis für die Berechnung der Wegstrecke sind die Pulse, die von den Raddrehzahlsensoren RDS abgegeben werden. Das ESP-Steuergerät überträgt die Inkrementwerte regelmäßig, z.B. alle 10 ms, über den CAN-Bus 104 zu dem Hochleistungsrechner 30. Darin wird ein Mittelwert aus den vier Inkrementwerten der vier verschiedenen Radrehzahlsensoren RDS gebildet. Die gefahrene Wegstrecke pro Inkrement-Angabe wird über einen angenommenen mittleren Reifenumfang berechnet. Die Wegstrecke muss laut Vorschrift auf 1 mm genau erfasst werden. Ohne diese Genauigkeit könnten sich sonst über die Jahre zu große Abweichungen bei dem Kilometerstand ergeben.
-
Bei den modernen Fahrzeugen wird der Kilometerstand häufig im Kombiinstrument 110 digital und nichtflüchtig gespeichert. Es gibt über die AutoSar-Organisation Vorschriften, mit welcher Genauigkeit die Kilometerangabe gespeichert werden soll und in welchen Zeitabständen, um den Kilometerstand möglichst aktuell zu halten, auch beim Auftreten eines Unfalls. Die Art und Weise der Speicherung, wie auch wieviel Speicher dafür vorzusehen ist, bleibt den Herstellern überlassen. Oft wird heute ein EEPROM-Speicher mit drei verschiedenen Speicherbänken vorgesehen. Bislang wurde der Speicher im Kombiinstrument 110 vorgesehen. Ein neuer Ansatz besteht darin, den Speicher mehrfach in der Bordelektronik vorzusehen. In der 2 ist dargestellt, dass der Speicher in dem Hochleistungsrechner 30 vorgesehen wird und die Bezugszahl 32 hat. Ein weiterer Ansatz sieht vor, dass der Speicher zusätzlich auch noch in dem ESP-Steuergerät 174 untergebracht werden sollte. Dies schützt den Speicher besser vor Manipulation, da das Risiko der Manipulation am sicherheitsrelevanten Bremssteuergerät besonders hoch ist. Es werden deshalb drei Speicherbänke vorgesehen, damit die maximal zulässige Anzahl von Schreibzyklen eingehalten werden kann. Bei EEPROM-Speicher beträgt die maximale Anzahl von Schreibzyklen 100.000 Schreibzyklen. Bei besonders preisgünstigen EEPROM-Speichern beträgt die Anzahl nur 10.000 Schreibzyklen.
-
Um hier den Speicherbedarf bei den ohnehin knapp bemessenen Ressourcen im Fahrzeugbereich zu verringern, wird erfindungsgemäß eine besondere Art der Speicherung realisiert. Die Kilometerangabe wird mit ganzzahligen Binärwerten gespeichert. Die Nachkommastellen, also die Millimeterangabe, wird separat in einen anderen Speicherbereich gespeichert.
-
Die 3 zeigt die benötigten Speicherbereiche. Im EEPROM-Speicher 32 wird ein Bereich M1 für die Abspeicherung des Ganzzahlanteils allokiert. Dazu gehört auch ein Bereich RM1 als Reserve, der eingesetzt wird, wenn ein Speicherplatz als fehlerhaft erkannt wurde.
-
Daneben gibt es einen Speicherbereich M2, der für die Abspeicherung der Nachkommastellen des Kilometerstandes eingesetzt wird. Auch für diesen Bereich wird ein Reservebereich RM2 reserviert. In 3 ist noch ein Adresszeiger AP gezeigt, der für die Adressierung der Speicherplätze in dem Speicherbereich M2 benötigt wird. Dieser Adresszeiger ist in einem Registerspeicherbereich des Hochleistungsrechners 30 lokalisiert. Der Registerspeicherbereich befindet sich z.B. in einem CMOS-RAM Speicher 33.
-
4 zeigt die besondere Form der Speicherung der ganzzahligen Werte für die Kilometerangabe. Es wird ein Speicherbereich des EEPROM 32 mit 400 Binärworten ä 4 Byte für die Speicherung der ganzzahligen Kilometerangabe allokiert. Die Binärworte werden rollierend in den Speicherbereich geschrieben. Das bedeutet, dass für jeden Schreibvorgang ein Adresszähler inkrementiert wird. Die 400 Speicherplätze ä 4 Byte werden rollierend, also eine nach der anderen, beschrieben. Der erste Speicherplatz Word1 enthält nach dem ersten Schreibvorgang, also nach dem 1. Zyklus, den Eintrag 1. Dies entspricht dem Eintrag für den ersten gefahrenen Kilometer. Nach dem zweiten gefahrenen Kilometer wird in den Speicherplatz Word2 der Eintrag 2 geschrieben. Für den dritten gefahrenen Kilometer wird in den Speicherplatz Word3 der Eintrag 3 geschrieben. Entsprechend wird für den vierten gefahrenen Kilometer der Eintrag 4 in den vierten Speicherplatz Word4 geschrieben. Dieser Vorgang setzt sich weiter fort, bis in den 400. Speicherplatz Word400 der Eintrag 400 für den 400. gefahrenen Kilometer geschrieben wird. Damit ist der erste Schreibzyklus vervollständigt und jeder Speicherplatz wurde einmal beschrieben. Der Vorgang wird dann von vorne fortgesetzt. Dies ist in der 4 daran erkennbar, dass in den ersten Speicherplatz Word1 im 2. Schreibzyklus der Eintrag 401 geschrieben wird. Dieser Eintrag entspricht einer Kilometerangabe für den 401. gefahrenen Kilometer. Danach wird in den Speicherplatz Word2 der nächste Eintrag geschrieben, was der Kilometerangabe 402 km entspricht. Der zweite Zyklus wird mit dem Schreiben des Eintrags 800 in den Speicherplatz Word400 beendet. Der Eintrag darin entspricht dann der Kilometerangabe 800 km. Der Vorgang setzt sich so fort wie in 4 dargestellt. Mit Ende des 10.000. Zyklus steht in dem Speicherplatz Word400 der Eintrag für den 4.000.000. gefahrenen Kilometer. Dieser Wert ist so hoch, dass er kaum in der Lebensdauer des Fahrzeuges erreicht werden kann. Die Lösung hat aber Potential für weitere Schreibzyklen. Theoretisch ließe sich die Zahl 4.294.967.295 in die 4 Byte-Speicherplätze eintragen. Es ist aber ersichtlich, dass die Lösung sogar für den Einsatz von preiswerten EEPROM Speichertypen funktioniert, die nur für 10.000 Schreibzyklen ausgelegt sind. Alternativ ließe sich auch nur die Zykluszahl auf den Speicherplätzen eintragen, was die Wortbreite verringern würde. Dafür wäre dann die Kilometerangabe nicht mehr in Klartext vorhanden und der Kilometerstand müsste jeweils berechnet werden.
-
Die 5 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zum Abspeichern der Nachkommastellen. Die Nachkommastellen entsprechen der Millimeterangabe für den Wegstreckenzähler. Die Millimeterangabe wird im Bereich von 1 mm bis zu 999.999 mm gefordert. Es ist nicht nötig, die Nachkommastellen laufend zu speichern. Deshalb wird der Ansatz gewählt, die Nachkommastellen nur bei Abschaltung der Stromversorgung zu speichern. Wenn sie dann nicht gespeichert werden würden, könnte sonst der Kilometerstand um bis zu einen Kilometer von der tatsächlich gefahrenen Strecke abweichen. Auch wenn das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt wird, wird durch eine Spannungsüberwachungsschaltung eine Powerdown-Reset ausgelöst und es wird dadurch noch die Abspeicherung der Nachkommastellen durchgeführt. Mit maximal 100.000 Powerdown-Resets wird für die Lebensdauer des Fahrzeuges 10 gerechnet. Dafür wird ein Speicherbereich des EEPROM 32 mit 10 Binärworten ä 4 Byte + 5 Binärworten als Reserve allokiert. Die Reserve wird vorgesehen, weil theoretisch ein Speicherdefekt bei einzelnen Speicherplätzen auftreten könnte, so dass es dann nötig wird, auf einen Reservespeicherplatz umzuschalten. Um die Millimeterauflösung abzuspeichern, sind nur 3 Bytes nötig. Aus Robustheitsgründen wird eine doppelte Ablage der Nachkommastellen inklusive Checksumme umgesetzt. Die Checksumme gestattet es, Bitfehler bei der Abspeicherung der Nachkommastellen zu erkennen. Im in 5 gezeigten Beispiel wird 1 Byte für die Checksumme zur Verfügung gestellt. Es könnte z.B. der bekannte CRC-Prüfcode berechnet werden und als Prüfsumme in das zusätzliche Byte eingetragen werden. 5 zeigt wieder die verschiedenen Schreibzyklen. Anders als bei der Abspeicherung des ganzzahligen Anteils des Kilometerstandes wird nicht wieder rollierend über die 10 Speicherworte AL1W1 bis AL1W10 ein Speichereintrag gesetzt. Es wird nur bei einem Powerdown-Ereignis der Nachkommanateil dauerhaft gespeichert. Nach dem ersten gezeigten Zyklus für den Speicherplatz AL1W1 steht in dem Speicherplatz AL1W1 die Nachkommastelle 0,000.001 km. Beim nächsten Eintrag wird dort die Nachkommastelle 0,235.001 km eingetragen usw., wie in 5 angegeben. Um zu vermeiden, dass hier die Zellen bei maximal 100.000 Powerdown-Resets zu oft beschrieben werden, wird eine Pointer-Lösung implementiert. Der Adresszeiger AP zeigt jeweils auf den zu verwendenden Speicherplatz. In einer Variante wird als Adresszeiger AP dabei die Adresse des Speicherbereichs, in dem die aktuelle km-Ganzzahl abgelegt ist, verwendet. So wird es dann ermöglicht, dass die Nachkommastellen der Ganzzahlen im Speicherbereich mit den Speicherplätzen Word1 bis Word20, s. 4, in dem ersten Speicherplatz AL1W1 abgelegt wird. Die Nachkommastellen der Ganzzahlen im Speicherbereich mit den Speicherplätzen Word21 bis Word40 werden dann in dem zweiten Speicherplatz AL1W2 abgelegt usw.! Schließlich werden die Nachkommastellen der Ganzzahlen im Speicherbereich mit den Speicherplätzen Word381 bis Word400 dann in dem Speicherplatz AL1W10 abgelegt. Da die Ganzzahl des Kilometerstandes in dem Speicher 32 rollierend verteilt wird, werden die für die Nachkommastellen vorgesehenen Speicherplätze AL1W1 bis AL1W10 in etwa gleichmäßig oft beschrieben. Dies ist aber nicht exakt richtig, da nur bei Powerdown-Ereignissen abgespeichert wird.
-
Die 6 zeigt noch, wie bei der Speicherung der Ganzzahlen gem. 3 Bitfehler erkannt und korrigiert werden können. Dafür ist es nicht erforderlich, eine Prüfsumme pro Speicherplatz vorzusehen. Zunächst wird erläutert, wie die Erkennung von Fehlern erfolgt. Die 6 zeigt das Prinzip in vereinfachter Form mit nur vier Speicherplätzen W1 bis W4, in die rollierend gespeichert wird. Die ersten fünf Einträge erfolgen korrekt. Beim 6. Eintrag ist eine fehlerhafte Speicherung gezeigt. In dem Speicherplatz W2 findet sich nach dem Schreibvorgang nicht der Eintrag für den 6. gefahrenen Kilometer, sondern fälschlicherweise der Eintrag 456 km. An dieser Stelle dürfte dieser Eintrag nicht erscheinen, denn der Eintrag für den 456 km müsste im Speicherplatz W4 erfolgen im 456. Schreibzyklus. Durch Vergleich der Speicherplatzadressen mit den Einträgen kann der Fehler erkannt werden. Eine andere Methode der Fehlererkennung kann darin bestehen, die Nachbareinträge mit auszuwerten. Wenn im Speicherplatz W1 der Eintrag 5 km steht und in Speicherplatz W2 der Eintrag 456 km und in Speicherplatz W3 sich der Eintrag 999 km findet, ist erkannt, dass der Eintrag in Speicherplatz W2 und W3 fehlerhaft ist, denn bei der rollierenden Speicherung müssen in aufeinanderfolgenden Speicherplätzen inkrementelle Kilometerangaben stehen. Zur Korrektur des Eintrages in Speicherplatz W2 werden die benachbarten Werte verglichen. Steht also in Speicherplatz W1 der Eintrag für 5 km und in Speicherplatz W3 der Eintrag für 999 km, so gehört in Speicherplatz W2 der Eintrag für 6 km. Es wird dann versucht, den Eintrag in Speicherplatz W2 mit dem korrigierten Wert für 6 km zu überschreiben. Das Schreiben und Löschen von Einträgen im EEPROM-Speicher 32 ist feingranular (Byte-weise oder Wort-weise) zur normalen Programmlaufzeit möglich.
-
Wenn das Überschreiben des fehlerhaften Eintrages auch nach mehrmaligen Versuchen nicht möglich ist, muss ein anderer Speicherplatz verwendet werden. Im Beispiel wird dann versucht, auf Speicherplatz W3 den Eintrag für 7 km zu schreiben. Wenn auch dies misslingt, so wird der Eintrag für 7 km in Speicherplatz W4 geschrieben. Der Algorithmus zur Adressberechnung für die rollierende Speicherung wird dann so angepasst, dass nach Schreiben des Eintrages in Speicherplatz W1 der Adresszeiger um drei Speicherplätze inkrementiert wird, so dass als Nächstes der Speicherplatz W4 mit dem Eintrag für 7 km beschrieben wird. Es werden dann zwei Reservespeicherplätze hinzugenommen, die dann für die rollierende Speicherung eingesetzt werden. Auch dies wird in dem Algorithmus zur Adressberechnung berücksichtigt.
-
Alle hierin erwähnten Beispiele wie auch bedingte Formulierungen sind ohne Einschränkung auf solche speziell angeführten Beispiele zu verstehen. So wird es zum Beispiel von Fachleuten anerkannt, dass das hier dargestellte Blockdiagramm eine konzeptionelle Ansicht einer beispielhaften Schaltungsanordnung darstellt. In ähnlicher Weise ist zu erkennen, dass ein dargestelltes Flussdiagramm, Zustandsübergangsdiagramm, Pseudocode und dergleichen verschiedene Varianten zur Darstellung von Prozessen darstellen, die im Wesentlichen in computerlesbaren Medien gespeichert und somit von einem Computer oder Prozessor ausgeführt werden können.
-
Es sollte verstanden werden, dass das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen in verschiedenen Formen von Hardware, Software, Firmware, Spezialprozessoren oder einer Kombination davon implementiert werden können. Spezialprozessoren können anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Reduced Instruction Set Computer (RISC) und / oder Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) umfassen. Vorzugsweise wird das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung als eine Kombination von Hardware und Software implementiert. Die Software wird vorzugsweise als ein Anwendungsprogramm auf einer Programmspeichervorrichtung installiert. Typischerweise handelt es sich um eine Maschine auf Basis einer Computerplattform, die Hardware aufweist, wie beispielsweise eine oder mehrere Zentraleinheiten (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und eine oder mehrere Eingabe/Ausgabe (I/O) Schnittstelle(n). Auf der Computerplattform wird typischerweise außerdem ein Betriebssystem installiert. Die verschiedenen Prozesse und Funktionen, die hier beschrieben wurden, können Teil des Anwendungsprogramms sein oder ein Teil, der über das Betriebssystem ausgeführt wird.
-
Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen, die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehörend in Betracht ziehen würde.
-
Die Erfindung wurde am Beispiel der Abspeicherung der Betriebsinformation getrennt nach Ganzzahl- und Nachkommastellen-Anteil erläutert, was gerade bei Abspeicherung des Kilometerstandes getrennt nach Kilometerangabe und Millimeterangabe sehr gut geeignet ist. Im Prinzip ist es aber auch möglich, eine andere Aufteilung zu wählen. Statt Ganzzahl- und Nachkommastellen-Anteil wäre es möglich, in einen frei wählbaren High- und Low-Wertebereich einteilen zu können.
-
So wäre es in einer anderen Variante möglich, die einzelnen Rad-Impulse zu zählen. 1 Rad-Impuls entspricht dabei z.B. einer Wegstrecke von ca. 2 cm (Radumfang 200 cm / 100 Pulse je Radumdrehung). Um 4 Millionen km in 2 cm Auflösung erfassen zu können, wird ein 38 Bit breiter Speicherplatz benötigt. Bei der beschriebenen Speicheranordnung gem. 4 würden in den ‚Word400‘-Speicher die höheren 23 Bit abgespeichert (was in etwa der km-Ganzzahl entspricht). Die niederen 15 Bit, die in etwa den Kilometer-Nachkommastellen entsprechen, würden wieder bei dem jeweiligen Power-Down-Ereignis gespeichert werden.
-
Als Beispiel eines nichtflüchtigen Speichers könnten auch andere Speichertypen als der beschriebene EEPROM-Speicher eingesetzt werden. Es werden als weitere Beispiele ein CMOS-RAM-Speicher oder ein Flash-EPROM-Speicher genannt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Fahrzeug
- 20
- LCD-Anzeigeeinheit
- 30
- Hochleistungsrechner 1
- 32
- EEPROM
- 33
- CMOS-RAM
- 40
- Hochleistungsrechner 2
- 50
- Bedieneinheit
- 60
- Head-Up-Anzeigeeinheit
- 90
- Datenleitung
- 100
- Ethernet-Bus
- 104
- CAN-Bus
- 110
- Kombiinstrument
- 120
- Telefon
- 130
- Navigationsgerät
- 140
- Radio
- 150
- Kamera
- 160
- OnBoard-Kommunikationseinheit
- 172
- Leistungselektronik
- 174
- ESP-Steuergerät
- 176
- Getriebesteuergerät
- AP
- Adresszeiger
- M1
- Speicherbereich für Ganzzahlanteil
- M2
- Speicherbereich für Nachkommastellen
- RDS
- Raddrehzahlsensor
- RM1
- Reserve für Speicherbereich für Ganzzahlanteil
- RM2
- Reserve für Speicherbereich für Nachkommastellen
- Word1
- 1. Speicherplatz für Ganzzahlanteil bis
- Word400
- 400. Speicherplatz für Ganzzahlanteil
- AL1W1
- 1. Speicherplatz für Nachkommastellen in Ablage 1
- AL1W10
- 10. Speicherplatz für Nachkommastellen in Ablage 1
- AL1W1
- 1. Speicherplatz für Nachkommastellen in Ablage 2
- AL1W10
- 10. Speicherplatz für Nachkommastellen in Ablage 2
- W1
- 1. Speicherplatz für Ganzzahlanteil
- W2
- 2. Speicherplatz für Ganzzahlanteil
-
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
-
- US 5386533 [0004]
- US 4710888 [0005]
- US 4860228 [0006]
