DE2903639A1 - Rechnersystem zur steuerung einer vorrichtung in abhaengigkeit von steuersignalen - Google Patents

Rechnersystem zur steuerung einer vorrichtung in abhaengigkeit von steuersignalen

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DE2903639A1 DE19792903639 DE2903639A DE2903639A1 DE 2903639 A1 DE2903639 A1 DE 2903639A1 DE 19792903639 DE19792903639 DE 19792903639 DE 2903639 A DE2903639 A DE 2903639A DE 2903639 A1 DE2903639 A1 DE 2903639A1
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Description

R. ^0*
11.1.1979 Ve/Hm
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1
Rechnersystem zur Steuerung einer Vorrichtung in Abhängigkeit von Steuersignalen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Rechnersystem nach der Gattung des Hauptanspruchs. Rechnersysteme, insbesondere Mikrorechner, sind heute vielfältig zur Steuerung praktisch aller Verbraucher im Einsatz, die in Abhängigkeit von Steuersignalen arbeiten. Im Kraftfahrzeug werden z.B. die Zünd-, Einspritz- und Getriebesteuerungsvorgänge . durch Mikrorechner gesteuert, wobei als wichtigstes Steuersignal ein von einer rotierenden Vorrichtung erzeugtes Drehzahl- und Bezugsmarkensignal ist. Solche Einrichtungen sind z.B. aus der DE-OS 2 539 113, (entspricht US-PS h 099 495) der DE-OS 2 85O 5 31I sowie der DE-OS 2 851 336 bekannt.
030033/0091
-O-
52 6 5
Weiterhin werden z.B. Werkzeugmaschinen oder auch Hausgeräte, wie z.B. Nähmaschinen oder Waschmaschinen, durch Mikrorechner gesteuert. Insbesondere'bei Kraftfahrzeugen hat der Ausfall eines Rechnersystems unangenehme Konsequenzen, wenn der Rechner an einer Stelle ausfällt, von der aus andere Verkehrsmittel schlecht zu erreichen sind. Der Fahrer muß das Fahrzeug stehenlassen und Hilfe herbeiholen. Auch z.B. bei großen und teuren Werkzeugmaschinen hat ein Ausfall die unangenehme Konsequenz, daß die Maschine längere Zeit stehenbleibt, da z.B. der Wartungsdienst nicht zu erreichen ist. Der damit verbundene Produktionsausfall bringt finanzielle Nachteile mit sich.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei Ausfall eines Rechnersystems ein dazu parallelgeschaltetes Rechnersystem die notwendigen Funktionen weiterhin ausführt. Gleichzeitig wird ein eventuell doch noch erzeugtes Steuersignal des defekten Rechnersystems so lange unterdrückt, bis das Programm wieder einwandfrei arbeitet. Dies hat den Vorteil, daß bei einer kurzzeitigen Störung das kurzzeitig gestörte Rechnersystem nicht ganz abgeschaltet wird, sondern nur für die Dauer der Störung. Da Rechnersysteme schon heute sehr billig sind, bedeutet die Parallelschaltung eines zweiten Rechnersystems keinen schwerwiegenden finanziellen Nachteil, wenn man die kostenmäßigen Konsequenzen eines Ausfalls des Gesamtsystems damit vergleicht. Bei größeren Stückzahlen ist heute' ein sogenannter Ein-Chip-Rechner bereits für weniger als 10,— DM erhältlieh.
030033/0091 .
Durch die im Nebenanspruch aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich, jedoch sind diese Maßnahmen auch für sich von selbständiger Bedeutung. Durch die Anzeige einer Kontrolleinrichtung, z.B. durch das Aufleuchten einer Kontrolleuchte., wird dem Betreiber der Anlage angezeigt, daß ein Rechnersystem ausgefallen ist, bzw. nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet-. Ohne diese Kontrolleinrichtung würde er dies nicht merken, da das verbleibende System die Aufgaben .voll erfüllt. Wenn jedem Rechnersystem eine solche Kontrolleinrichtung zugeordnet wird, kann der Betreiber sofort feststellen, welches Rechnersystem ausgefallen ist und kann dieses ersetzen, ohne daß die Anlage stillgelegt werden muß. Falls ein Wartungsdienst hierfür notwendig ist, kann die Reparatur zu einem für alle Beteiligten günstigen Zeitpunkt vereinbart werden.
Durch die in den 'Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch und Nebenanspruch angegebenen Einrichtungen möglich. Besonders vorteilhaft ist die Erzeugung eines (Null-)Signals durch das-intakte' Rechnersystem, das einen Defekt an einem anderen Rechnersystem festgestellt hat.-Durch dieses (Null-)Signal wird einmal" über eine Diode der Steuerausgang des defekten Systems wirkungslos gemacht und zum anderen wird über dieses .(Null-)Signal die Kontrolleinrichtung eingeschaltet.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schaltungs·
0 30033/0091 -' ίι -■ .
5265
mäßige Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels für den Spezialfall der Zündanlage einer Brennkraftmaschine.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Eine Geberanordnung 10 besteht aus einem vorzugsweise mit der Kurbelwelle einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine verbundenen, rotierenden Teil 11, das in einem Aufnehmer 12 zyklisch Steuersignale erzeugt. Diese Steuersignale werden zwei Rechnersystemen 13 und 14 zugeführt, die z.B. als Ein-Chip-Mikrorechner ausgebildet .sein können. Die Steuerausgänge 15, 16 der beiden Rechnersysteme 13, 14 sind über je eine Verstärkeranördnung 17, 18 und je eine dazu in Reihe geschaltete Diode 19, 20 mit dem zu steuernden Verbraucher 21 verbunden, der im Fall einer Zündanlage einer Brennkraftmaschine als Zündungsendstufe ausgebildet ist.
Die beiden Rechnersysteme 13, 14 sind über Abfrageleitungen 22, 23 miteinander verbunden. Ein Befehlsausgang 24 ist über einen Inverter 25 und einen dazu in Reihe geschalteten weiteren Inverter 26 mit einer als Kontrollleuchte ausgebildeten Kontrolleinrichtung 27 verbunden, deren zweiter Anschluß an Masse liegt. Entsprechend ist ein Befehlsausgang 28 des Rechnersystems l4· über zwei Inverter 29, 30 und eine Kontrolleuchte 31 an Masse angeschlossen. Der Steuerausgang 15 ist über eine Diode mit dem Verknüpfungspunkt zwischen den Invertern 29, 30 verbunden. Entsprechend ist der Steuerausgang 16 über eine Diode 33 an den Verknüpfungspunkt zwischen den beiden Invertern 25, 26 angeschlossen.
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Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels besteht darin, daß beide Mirkorechner 13, 14 vom gleichen Steuersignal parallel gesteuert werden und synchron zueinander, ihr Programm ablaufen lassen. Über die Verstärker IJ3 18 sowie die Dioden 19, 20 wird der Verbraucher 21 gemeinsam gesteuert. Am Programmende des Programms der beiden Rechnersysteme 13, 14 wird programmgesteuert ein Kontrollsignal sowie ein Abfragebefehl erzeugt/ Durch den Abfragebefehl fragt jedes der beiden Rechnersysteme 13, 14 über die Leitungen 22, 23 das Kontrollsignal des jeweils anderen Rechnersystems ab. Bei ordnungsgemäßer Funktion liegen beide Kontrollsignale vor, da die Programme synchron arbeiten und daher gleichzeitig beendet sind. Tritt z.B. im Rechnersystem 14 ein Fehler auf, so stellt das Rechnersystem 13 durch seinen Abfragebefehl am Ende des Programms fest, daß das Kontrollsignal (Code oder Einzelimpuls) im anderen Rechnersystem 14 ausgeblieben ist, also dort das Programm noch nicht abgeschlossen ist. Für das Ausbleiben dieses Kontrollsignals gibt es verschiedene Möglichkeiten: Das Rechnersystem 14 ist ganz ausgefallen und arbeitet überhaupt nicht mehr; durch eine Störung wurde eine Programmschleife zu oft durchlaufen, so daß das Programm noch nicht beendet ist; durch eine kurzzeitige Störung wurde das Programm gar nicht gestartet. Erkennt also das Rechnersystem 13 ein Ausbleiben des Kontrollsignals im Rechnersystem 14, so wird an seinem Befehlsausgang 24 ein EinsSignal erzeugt, das sich als Null-Signal am Ausgang des Inverters 25. auswirkt. Dieses Null-Signal hat zwei Funktionen. Einmal wird ein eventuell am Steuerausgang l6 des mit einem Defekt behafteten Rechnersystems doch noch.erzeugtes Steuersignal über die Diode 33 kurzgeschlossen und damit unwirksam gemacht. Damit wird verhindert, daß durch ein verspätetes oder fehlerhaftes Steuersignal unkontrollierte Steueryorgänge im Verbrau-
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#■' 5265
eher 21 ausgelöst werden. Weiterhin wird durch dieses Null-Signal über den Inverter 26 die Kontrolleuchte 27 eingeschaltet, durch die ein Ausfall des Rechnersystems 14 angezeigt wird. Laufen die Programme der beiden Rechnersysteme 13, 14 im darauffolgenden oder" in einem späteren Zyklus wieder synchron, so wird die Kontrollleuchte 27 wieder ausgeschaltet und der Steuerausgang 16.wieder-freigegeben. Kurzzeitige Störungen bewirken daher höchstens ein Flackern der Kontrolleuchte 27· Leuchtet aber die Kontrolleuchte 27 ständig, so muß das Rechnersystem 14 ausgetauscht werden.
Diese Ausführungen gelten natürlich entsprechend für den umgekehrten FaIl3 nämlich daß das Rechnersystem 13 ausgefallen ist. Weiterhin können natürlich zur noch größeren Sicherheit noch weitere Rechnersysteme parallelgeschaltet werden. Die Ausfallwahrscheinlichkeit kann dadurch beliebig klein gemacht werden.
Anstelle von Schaltdioden 32, 33 können natürlich auch andere Schalteinrichtungen treten, durch· die ein Unterdrücken der Steuersignale möglich ist- So kann z.B. durch die Befehlssignale an den Befehlsausgängen 24, 28 je eine Schalteinrichtung gesteuert werden, die in die Steuerleitung des jeweils anderen Systems geschaltet ist, z.B. ein Schalttransistor. Die Steuerleitungen werden in diesem Fall unterbrochen. - . '
030033/0091

Claims (6)

11.1.1979 Ve./Hm
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1
Ansprüche
(Iy Rechnersystem zur Steuerung einer Vorrichtung in Abhängigkeit von Steuersignalenj dadurch gekennzeichnet s daß synchron zum ersten (13) wenigstens ein zweites · Rechnersystem (14) geschaltet ist, daß jedes Rechnersystem (13, 1*0 ein durch das Rechenprogramm erzeugtes Kontrollsignal vom anderen Rechnersystem abfragt, und daß bei Ausbleiben eines solchen Signals das Steuersignal des anderen Rechnersystems durch eine Schalteinrichtung .(32, 33) wenigstens für eine Periode unterdrückt wird.
2. Rechnersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechnersystem (13 bzw. Ik), das ein Ausbleiben des Kontrollsignals des anderen Rechnersystems (l4 bzw. 13) festgestellt hat, ein Signal erzeugt, und daß dieses Signal der als Diode (33 bzw. 32) ausgebildeten Schalteinrichtung zugeführt wird, die mit dem Steuereingang (16 bzw. 15) des anderen Rechnersystems (14 bzw. 13) verbunden ist.
030033/0091 - 2 -
52ß5
3· Rechnersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das als Null-Signal ausgebildete Signal am Ausgang je eines mit den Rechnersystemen (13» 1*0 verbundenen Inverters (25, 29) erzeugt wird.
4. Rechnersystem zur Steuerung einer Vorrichtung in Abhängigkeit von Steuersignalen, dadurch gekennzeichnet, daß synchron zum ersten (13) wenigstens ein zweites Rechnersystem (14) geschaltet ist, daß jedes Rechnersystem (13i 1*0 ein durch das Reehenprogramm erzeugtes Kontrollsignal vom anderen Rechnersystem abfragt und daß bei Ausbleiben eines solchen Signals eine Kontrolleinrichtung (27, 31) eingeschaltet wird.
5. Rechnersystem nach Anspruch 4 und einem der'Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß das zur Unterdrükkung der Steuersignale erzeugte Signal gleichzeitig als Einsehaltsignal für die Kontrolleinrichtung (27, 31) dient.
6. Rechnersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das durch das Rechenprogramm erzeugte Kontrollsignal am Ende eines jeden regulären Rechenprogramms erzeugt wird.
030 033/0091
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