DE19540264A1 - Struktur einer Schaltungsanordnung für eine elektronische Steuer- und Reglereinheit - Google Patents
Struktur einer Schaltungsanordnung für eine elektronische Steuer- und ReglereinheitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Struktur einer
Schaltungsanordnung für eine elektronische Steuer- und
Reglereinheit, insbesondere für eine elektrisch betriebene
Fahrzeugbremse, entsprechend dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Elektronische Steuer- und Reglereinheiten finden zunehmend
auch in stark sicherheitsrelevanten Systemen Anwendung, z. B.
bei Steuerungs-/Regelungseinrichtungen für elektrisch
betriebene Bremsen.
Dabei entsteht insofern ein Zielkonflikt, da mit
ansteigender Komplexität der zu verarbeitenden Steuerungs- und
Regelungsfunktionen auch die Störanfälligkeit des
Systems ansteigt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die gegenläufigen
Anforderungen nach extremer Betriebssicherheit und
gleichzeitiger hoher Komplexität/Rechenleistung zu
erfüllen.
Bezüglich der gattungsgemäßen Struktur einer
Schaltungsanordnung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
diese Aufgabe durch eine elektronische Schaltungsstruktur
mit zwei unterschiedlichen und voneinander unabhängigen
Mikroprozessoren zu lösen.
Bei der vorgeschlagenen Grundidee handelt es sich
keineswegs um eine redundante, zweikreisige Schaltung.
Die erfindungsgemäße Schaltungsstruktur ist überall dort
einsetzbar, wo die Steuerungs- bzw. Regelungsfunktionen in
zwei Funktionsgruppen unterteilt werden können: in
hochsicherheitsrelevante, einfache Grundfunktionen und in
höhere Funktionen mit normaler Zuverlässigkeit.
Um diese unterschiedlichen Funktionen zu verarbeiten,
verwendet die Schaltung zwei unterschiedliche
Prozessortypen: Der eine Prozessor ist einfach strukturiert
und weist eine sehr niedrige Ausfallrate auf. Dieser
Prozessor übernimmt die Grundfunktionen zur
Aufrechterhaltung der elementaren Steuerungs-
/Regelungsaufgaben und besitzt einen durchgängigen Pfad zur
Signalweiterleitung. Dieser Pfad wird bei fehlerfreiem
Betrieb des zweiten Prozessors jedoch nicht aktiviert
sondern durch eine Schleife ersetzt, welche die Rohdaten
dem zweiten Prozessor zu leitet und die verarbeiteten Daten
zurückbekommt.
Verglichen mit dem ersten Prozessor ist der zweite
Prozessor beträchtlich leistungsfähiger. Mit dem zweiten
Prozessor können komplexere Daten verarbeitet werden.
Das vorgeschlagene Konzept zeichnet sich durch eine
niedrige Ausfallrate der Grundfunktionen der
Steuerungsstruktur bei gleichzeitiger Realisierung
komplexer Regelungsfunktionen aus.
Als Beispiel für die erfindungsgemäße Elektronikstruktur
sei die Elektronik einer elektrisch betriebenen
Fahrzeugbremse genannt. Der erste, einfach strukturierte
Prozessor verarbeitet die extrem sicherheitsrelevanten
Grundfunktionen der Bremssteuerung. Der zweite Prozessor,
der über eine komplexere Rechnerstruktur verfügt,
verarbeitet die komplizierteren Regelungsfunktionen des
Bremssystems, z. B. ASB, elektrische Bremskraftverteilung,
ASR, FDR, und ähnliches mehr. Dabei wird jedoch in Kauf
genommen, daß dieser Prozessor eine bedeutend höhere
Ausfallrate aufweisen kann.
Fällt der zweite Prozessor aus, so entfallen alle
Zusatzfunktionen durch Abschaltung dieses Prozessors. Der
erste Prozessor gewährleistet dann jedoch die Fortführung
des Betriebs auf der Basis seiner Grundfunktionen.
Die Schaltung kann auch derart aufgebaut sein, daß die
Grundfunktionen nicht selektiv per Umschalter aktiviert
werden sondern permanent aktiv sind. Diese Grundfunktionen
sind mit einer Statusinformation versehen und werden durch
die höherwertigen Funktionen überlagert, solange diese
fehlerfrei arbeiten.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Steuerungs-
/Regelungsschaltung zweikanalig, d. h. in redundanter
Ausführung, beispielsweise zum Betrieb eines elektrischen
Bremssystems verwendet werden.
In folgenden wird die erfindungsgemäße Steuerungs-
/Regelungsstruktur anhand eines Ausführungsbeispiels
geschildert.
Die Abbildung zeigt den Funktionsüberblick eines ECU-
Verteilers (ECU = ELECTRONIC CONTROL UNIT, elektronische
Steuerungs-/Regelungseinheit).
Basis der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist der
erste Prozessor 2, der die Grundfunktionen ausführt. Zum
Zwecke der Verarbeitung analoger Signale ist dem Bauelement
"Grundfunktionen" 4 ein Analog/Digital-Wandler 6
vorgeschaltet. Die vom Bauelement "Grundfunktionen" 4
verarbeiteten Rohdaten gelangen über ein Interface 8 an den
Ausgang 10 des ersten Prozessors 2.
Zur Durchführung höherer Funktionen ist die
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einem weiteren
(zweiten) Prozessor 12 ausgestattet.
Dieser Prozessor 12 ist komplexer aufgebaut und kann
kompliziertere Aufgaben mit normaler Zuverlässigkeit
bewältigen. Dieser zweite Prozessor 12 verfügt außer über
ein Bauelement "höhere Funktionen" 14 über ein
Schaltungsmodul "Systemtest" 16 zur Selbstkontrolle.
Die Kontrolle kann einerseits nach dem sogenannten
"Watchdog"-Prinzip erfolgen. Mit Hilfe des "Watchdog" kann
festgestellt werden, ob das Bauelement "Höhere Funktionen"
14 läuft oder nicht. Andererseits ist es mit dem
Schaltungsmodul "Systemtest" 16 auch möglich, zusätzlich
zur Ausfallerkennung gewisse Selbsttestprogramme ablaufen
zu lassen. Mit einem solchen Selbsttestprogramm wird das
Bauelement "Höhere Funktionen" 14 in bestimmten
Zeitabständen auf seine Funktionen überprüft, wobei die
Ergebnisse mit vorgegebenen gespeicherten Sollwerten
verglichen werden.
Falls das zusätzliche Schaltungsmodul "Systemtest" 16
Fehler in der Bearbeitung der Regelungsaufgaben bezüglich
höherer Funktionen feststellt, wird ein Schalter 18 in dem
Bauelement "Grundfunktionen" 4 in der Weise betätigt, daß
die höheren Funktionen abgeschaltet werden, so daß die
Schaltungsanordnung lediglich die Grundfunktionen, aber
diese mit höchster Zuverlässigkeit, erledigt.
Bezugszeichenliste
2 erster Prozessor
4 Bauelement "Grundfunktionen"
6 Analog/Digital-Wandler
8 Interface
10 Ausgang
12 weiterer (zweiter) Prozessor
14 Bauelement "Höhere Funktionen"
16 Schaltungsmodul "Systemtest"
18 (Um)schalter
4 Bauelement "Grundfunktionen"
6 Analog/Digital-Wandler
8 Interface
10 Ausgang
12 weiterer (zweiter) Prozessor
14 Bauelement "Höhere Funktionen"
16 Schaltungsmodul "Systemtest"
18 (Um)schalter
Claims (4)
1. Struktur einer Schaltungsanordnung
für eine elektronische Steuer- und Reglereinheit,
insbesondere für eine elektrisch betriebene Fahrzeugbremse,
wobei die Steuerungs- bzw. Regelungsfunktionen in
hochsicherheitsrelevante, einfache Grundfunktionen und in
höhere Funktionen mit normaler Zuverlässigkeit einteilbar
sind,
gekennzeichnet durch:
eine Schaltungsstruktur mit zwei unterschiedlichen und voneinander unabhängigen Mikroprozessoren (2, 12), wobei der erste Prozessor (2) einfach strukturiert ist,
eine sehr niedrige Ausfallrate aufweist
und einen durchgängigen Pfad zur Signalweiterleitung hat, und wobei der zweite Prozessor (12) zur Weiterverarbeitung der Rohdaten mittels eines Bauelements "Höhere Funktionen" (14) mit normaler Zuverlässigkeit
und zur Rückleitung der verarbeiteten Daten an den ersten Prozessor (2) vorgesehen ist, und
daß im Fall eines Ausfalls des zweiten Prozessors (12) ein (Um)schalter (18) im ersten Prozessor (2) aktivierbar ist,
so daß dann lediglich die Daten des ersten Prozessors (2) an den Ausgang (10) des ersten Prozessors (2) gelangen können.
eine Schaltungsstruktur mit zwei unterschiedlichen und voneinander unabhängigen Mikroprozessoren (2, 12), wobei der erste Prozessor (2) einfach strukturiert ist,
eine sehr niedrige Ausfallrate aufweist
und einen durchgängigen Pfad zur Signalweiterleitung hat, und wobei der zweite Prozessor (12) zur Weiterverarbeitung der Rohdaten mittels eines Bauelements "Höhere Funktionen" (14) mit normaler Zuverlässigkeit
und zur Rückleitung der verarbeiteten Daten an den ersten Prozessor (2) vorgesehen ist, und
daß im Fall eines Ausfalls des zweiten Prozessors (12) ein (Um)schalter (18) im ersten Prozessor (2) aktivierbar ist,
so daß dann lediglich die Daten des ersten Prozessors (2) an den Ausgang (10) des ersten Prozessors (2) gelangen können.
2. Struktur für eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
ein Schaltungsmodul "Systemtest" (16) im zweiten Prozessor
(12) zur Feststellung von Fehlfunktionen des zweiten
Prozessors (12).
3. Struktur für eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 1
oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß unter Verzicht auf einen (Um)schalter (18) stets die
Informationen aus beiden Zweigen zum Interface (8)
gelangen, wobei eine zu den Daten zugehörige
Statusinformation die Fehlerfreiheit von höherwertigen
Funktionen kennzeichnet.
4. Struktur einer Schaltungsanordnung nach einem der
Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerungs-/Regelungsstruktur zweikanalig, d. h. in
redundanter Ausführung ausgelegt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995140264 DE19540264A1 (de) | 1995-10-28 | 1995-10-28 | Struktur einer Schaltungsanordnung für eine elektronische Steuer- und Reglereinheit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995140264 DE19540264A1 (de) | 1995-10-28 | 1995-10-28 | Struktur einer Schaltungsanordnung für eine elektronische Steuer- und Reglereinheit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19540264A1 true DE19540264A1 (de) | 1997-04-30 |
Family
ID=7776082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995140264 Withdrawn DE19540264A1 (de) | 1995-10-28 | 1995-10-28 | Struktur einer Schaltungsanordnung für eine elektronische Steuer- und Reglereinheit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19540264A1 (de) |
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- 1995-10-28 DE DE1995140264 patent/DE19540264A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |
|
8130 | Withdrawal |