WO2010128130A1 - Verfahren zum konfigurieren eines steuergeräts - Google Patents

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WO2010128130A1
WO2010128130A1 PCT/EP2010/056233 EP2010056233W WO2010128130A1 WO 2010128130 A1 WO2010128130 A1 WO 2010128130A1 EP 2010056233 W EP2010056233 W EP 2010056233W WO 2010128130 A1 WO2010128130 A1 WO 2010128130A1
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Martin Hilliges
Klaus Schwarze
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Robert Bosch Gmbh
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    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/445—Program loading or initiating
    • G06F9/44505—Configuring for program initiating, e.g. using registry, configuration files
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0426—Programming the control sequence
    • G—PHYSICS
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    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2637—Vehicle, car, auto, wheelchair

Definitions

  • the invention relates to a method for configuring a control device, such a control device and a computer program and a computer program product.
  • control devices are used to control and regulate the processes, with individual components of the motor vehicle being assigned control devices for this purpose.
  • a control unit is provided for the engine control, which detects the angle set by the driver on the accelerator pedal and determines therefrom a driver desired torque, which results in a propulsion torque and, therefrom, a required injection quantity.
  • control unit that outputs calculated control or output variables on the basis of detected variables for actuating actuators.
  • the control unit in addition to the software or application software used in the control unit, which is executed in a functional level, to use a monitoring software which is executed in a security level.
  • the two levels namely the functional level or first level and the security level or second level, should be able to function independently of each other.
  • the safety level then monitors the func- on the level, for example, by checking or plausibility of the output variables determined by the functional level.
  • malfunctions of the functional level and thus of the control unit can be detected and possibly necessary measures taken.
  • control unit When configuring the control unit, it is necessary to set or parameterize the function level by entering data or data records. This is also necessary at the level of security, whereby it should be noted that this may require less data. Thus, for example, data sets representing characteristic curves or characteristic maps are input in the functional plane, whereas in the safety plane data may be sufficient which represent only maximum and / or minimum values of these characteristic curves or characteristic maps.
  • the presented method is used to configure a control device in which a functional level executes application software that is monitored by monitoring software that is executed at a security level.
  • the safety level is first parameterized by entering data. These data are used to parameterize the function level.
  • a shared memory area is used for the functional level and the security level. The data for parameterization are then entered into this shared memory area.
  • the data may be transferred by means of message passing.
  • a staged error reaction takes place in the event of an error. This means that when an error occurs in an engine control unit initially a torque reduction occurs and only in a next step, if necessary, the injection issued or the engine is turned off. Another possible reaction may include a reset of the controller. These different responses may be selected depending on the deviation of a sensed value from a setpoint and the duration of the misconduct. Of course, it is also possible to only single or some of the above
  • control unit is used to calculate an injection quantity.
  • control unit detects the accelerator pedal angle set by the driver and uses a characteristic curve to determine a driver's desired torque. This results in a propulsion torque for which a required injection quantity is determined and set.
  • Other input variables can be the temperature, the fuel temperature, the air pressure, the air mass and the boost pressure.
  • the value for the calculated injection quantity is plausibilized by recalculating the propulsion torque in an inverse calculation. There is typically a comparison between driver request torque, which is determined independently in the security level, and the recalculated
  • control unit comprises a functional level and a safety level, wherein first the safety level is to be parameterized by inputting data and this data is adopted for the parameterization of the functional level.
  • the controller via a common memory area for the
  • the described computer program comprises program code means for carrying out all the steps of a method discussed above when the computer program is executed on a computer or a corresponding computing unit, in particular in a described control unit.
  • the computer program product comprises these program code means which are stored on a computer-readable medium.
  • level 2 must not be more restrictive than level 1 (availability problem)
  • FIG. 1 shows an embodiment of the presented control device.
  • This control unit 10 is designed as an engine control unit for controlling an engine of a motor vehicle.
  • the illustration also shows an accelerator pedal 12 with which the driver controls the propulsion of the motor vehicle.
  • a signal representing the angle set by the driver (double arrow 14) is transferred to the control unit 10 or detected by the control unit 10.
  • the control unit 10 has two levels, namely a first level or functional level 16 and a second level or security level 18.
  • An application software is used in the functional level 16
  • Driver request torque determined from which in a further step, a propulsion torque is calculated.
  • monitoring takes place in the safety level 18.
  • the curve 24 of the control signal determined in the functional level 16 is used and a propulsion torque is calculated in an inverse calculation (block 28).
  • This calculated forward torque is compared in a comparison unit 30 with a driver desired torque, which is determined in the safety plane 18 on the basis of the angle at the gas pedal 12 in a characteristic field 32.
  • Deviation may result in certain error responses depending on the duration and amount of deviation.
  • the security level 18 is parameterized, for which purpose data is written to a common memory area 34.
  • the map 32 can also be used in the calculation 20 via the shared memory area 34.
  • Memory area 34 can also be accessed by the function level 16 for the purpose of parameterization.

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Abstract

Es werden ein Verfahren zum Konfigurieren eines Steuergeräts (10), ein solches Steuergerät (10), ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt vorgestellt. In dem Steuergerät (10) kommt in einer Funktionsebene (16) eine Anwendungssoftware zur Ausführung, die durch eine Überwachungssoftware, die in einer Sicherheitsebene (18) ausgeführt wird, überwacht wird. Dabei wird zum Konfigurieren zunächst die Sicherheitsebene (18) durch Eingabe von Daten parametriert. Diese Daten werden zur Parametrierung der Funktionsebene (16) übernommen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Konfigurieren eines Steuergeräts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konfigurieren eines Steuergeräts, ein solches Steuergerät sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt.
Stand der Technik
In Kraftfahrzeugen werden zur Steuerung und Regelung der Abläufe Steuergeräte eingesetzt, wobei einzelnen Komponenten des Kraftfahrzeugs dafür eingerichtete Steuergeräte zugeordnet sind. So ist bspw. für die Motorsteuerung ein Steuergerät vorgesehen, das den vom Fahrer am Gaspedal eingestellten Winkel er- fasst und daraus ein Fahrerwunschmoment ermittelt, woraus sich ein Vortriebsmoment und daraus eine erforderliche Einspritzmenge ergeben.
Zur Realisierung der vorgegebenen Funktionen kommt in einem Steuergerät Software zur Ausführung, die auf Basis erfasster Größen zur Ansteuerung von Aktoren berechnete Steuer- bzw. Ausgangsgrößen ausgibt. Zur Erkennung von
Fehlfunktionen und damit zur Vermeidung von Gefahrensituationen ist es unumgänglich, die in einem Steuergerät zur Ausführung kommende Software und damit die Funktionsweise des Steuergeräts zu überwachen, um ggf. erforderliche (Gegen-) Maßnahmen zu ergreifen.
Hierzu ist es bekannt, zusätzlich zu der im Steuergerät eingesetzten Software bzw. Anwendungssoftware, die in einer Funktionsebene ausgeführt wird, eine Überwachungssoftware einzusetzen, die in einer Sicherheitsebene ausgeführt wird. Dabei sollen die beiden Ebenen, nämlich die Funktionsebene bzw. erste Ebene und die Sicherheitsebene bzw. zweite Ebene, voneinander unabhängig funktionsfähig sein. In Betrieb überwacht dann die Sicherheitsebene die Funkti- onsebene, indem diese bspw. von der Funktionsebene ermittelten Ausgangsgrößen kontrolliert bzw. plausibilisiert. So können Fehlfunktionen der Funktionsebene und damit des Steuergeräts erkannt und ggf. notwendige Maßnahmen ergriffen werden.
Bei der Konfiguration des Steuergeräts ist es erforderlich, die Funktionsebene durch Eingabe von Daten bzw. Datensätzen einzustellen bzw. zu parametrieren. Dies ist auch bei der Sicherheitsebene erforderlich, wobei zu beachten ist, dass bei dieser ggf. weniger Daten notwendig sind. So werden bspw. in der Funkti- onsebene Kennlinien bzw. Kennfelder repräsentierende Datensätze eingegeben, wohingegen in der Sicherheitsebene Daten ausreichend sein können, die lediglich Maximal- und/oder Minimalwerte dieser Kennlinien bzw. Kennfelder repräsentieren.
Derzeit werden die Funktionsebene und die Sicherheitsebene voneinander getrennt parametriert. Diese getrennte Parametrierung bzw. Bedatung stellt einen hohen Aufwand dar, der insbesondere bei einer hohen Variantenvielfalt der Steuergeräte mit einem hohen Zeitaufwand und erheblichen Kosten verbunden ist.
Offenbarung der Erfindung
Das vorgestellte Verfahren dient zum Konfigurieren eines Steuergeräts, in dem in einer Funktionsebene eine Anwendungssoftware zur Ausführung kommt, die durch eine Überwachungssoftware, die in einer Sicherheitsebene ausgeführt wird, überwacht wird. Bei der Konfiguration wird zunächst die Sicherheitsebene durch Eingabe von Daten parametriert. Diese Daten werden zur Parametrierung der Funktionsebene übernommen.
Es erfolgt somit, zumindest für die Daten, die für die Funktionsebene und die Sicherheitsebene identisch oder vergleichbar sind, nur eine einzige Eingabe der Daten, was die Parametrierung bzw. Bedatung und damit die Konfiguration des Steuergeräts erheblich vereinfacht. In Ausgestaltung wird ein gemeinsamer Speicherbereich für die Funktionsebene und die Sicherheitsebene verwendet. In diesen gemeinsamen Speicherbereich werden dann die Daten zur Parametrierung eingegeben.
Alternativ können die Daten mittels einer Nachrichtenübertragung (message passing) übergeben werden.
In einer möglichen Ausführung erfolgt im Fehlerfall eine gestufte Fehlerreaktion. Dies bedeutet, dass bei Auftreten eines Fehlers bei einem Motorsteuergerät zu- nächst eine Momentenreduktion erfolgt und erst in einem nächsten Schritt ggf. die Einspritzung ausgestellt oder der Motor abgestellt wird. Eine weitere mögliche Reaktion kann ein Rücksetzen (Reset) des Steuergeräts umfassen. Diese unterschiedlichen Reaktionen können in Abhängigkeit des Abweichens eines erfass- ten Werts von einem Sollwert und der Dauer des Fehlverhaltens gewählt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, nur einzelne oder einige der genannten
Fehlerreaktionen vorzusehen, die in einer vorgegebenen, eventuell von Abweichen und Dauer abhängigen zeitlichen Abfolge ausgeführt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät zur Berechnung einer Ein- spritzmenge eingesetzt wird. In diesem Fall erfasst das Steuergerät den von Fahrer eingestellten Winkel des Gaspedals und ermittelt anhand einer Kennlinie ein Fahrerwunschmoment. Hieraus ergibt sich ein Vortriebsmoment, für das eine erforderliche Einspritzmenge ermittelt und eingestellt wird. Weitere Eingangsgrößen können die Temperatur, die Kraftstofftemperatur, der Luftdruck, die Luftmas- se und der Ladedruck sein.
In der Sicherheitsebene wird der Wert für die errechnete Einspritzmenge plausi- bilisert, indem in einer inversen Berechnung das Vortriebsmoment rückgerechnet wird. Es erfolgt typischerweise ein Vergleich zwischen Fahrerwunschmoment, das unabhängig in der Sicherheitsebene ermittelt wird, und dem rückgerechneten
Vortriebsmoment. Ein Abweichen dieser beiden Momente weist auf eine Fehlfunktion des Steuergeräts hin.
Üblicherweise sind zur Bedatung der Sicherheitsebene weniger Daten als für die Funktionsebene erforderlich, so dass zusätzlich zu den Daten zur Parametrie- rung der Sicherheitsebene weitere Daten zur Parametrierung der Funktionsebene eingegeben werden müssen.
Es wird weiterhin ein Steuergerät vorgestellt, das insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschrieben Verfahrens geeignet ist. Dieses Steuergerät umfasst eine Funktionsebene und eine Sicherheitsebene, wobei zunächst die Sicherheitsebene durch Eingabe von Daten zu parametrieren ist und diese Daten zur Parametrierung der Funktionsebene übernommen werden.
Hierzu kann das Steuergerät über einen gemeinsamen Speicherbereich für die
Funktionsebene und die Sicherheitsebene verfügen.
Das beschriebene Computerprogramm umfasst Programmcodemittel, um alle Schritte eines vorstehend erörterten Verfahrens durchzuführen, wenn das Com- puterprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einem beschriebenen Steuergerät, ausgeführt wird.
Das Computerprogrammprodukt weist diese Programmcodemittel auf, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind.
Ggf. ist es erforderlich, die zur Bedatung der Sicherheitsebene erforderlichen Daten für die Funktionsebene zu konvertieren. Dies kann online im Steuergerät oder offline mit einem dafür vorgesehenen Werkzeug erfolgen. Die Konvertierung muss folgenende Randbedingungen erfüllen:
- die Ebene 2 darf nicht restriktiver als die Ebene 1 sein (Verfügbarkeitsproblem)
- die Ebene 2 darf durch Fehler in der Ebene 1 nicht "ausgehebelt" werden
Mögliche Einsatzgebiete sind in der Motorenentwicklung, der Motorenfertigung und der Fahrzeugentwicklung bei Motorenherstellern und in Werkstätten gegeben. Zu beachten ist, dass für die Ebene 2 erforderliche Sicherheitsstandards erreicht werden müssen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Be- Schreibung und der beiliegenden Zeichnung. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform des vorgestellten Steuergeräts.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
In Figur 1 ist eine mögliche Ausführung des erfindungsgemäßen Steuergeräts, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet, dargestellt. Dieses Steuergerät 10 ist als Motorsteuergerät zur Ansteuerung eines Motors eines Kraftfahrzeugs ausgebildet.
Die Darstellung zeigt weiterhin ein Gaspedal 12, mit dem der Fahrer den Vortrieb des Kraftfahrzeugs steuert. Ein den vom Fahrer eingestellten Winkel (Doppelpfeil 14) repräsentierendes Signal wird zu dem Steuergerät 10 übergeben bzw. von dem Steuergerät 10 erfasst. Das Steuergerät 10 weist zwei Ebenen auf, nämlich eine erste Ebene bzw. Funktionsebene 16 und eine zweite Ebene bzw. Sicher- heitsebene 18. In der Funktionsebene 16 kommt eine Anwendungssoftware zur
Ausführung. In der Sicherheitsebene 18 wird eine Überwachungssoftware ausgeführt.
In der Funktionsebene 16 wird mittels eines Berechnungsverfahrens, bspw. eines Kennfelds 20, aus dem den eingestellten Winkel repräsentierenden Signal ein
Fahrerwunschmoment ermittelt, aus dem in einem weiteren Schritt ein Vortriebsmoment errechnet wird. Hieraus ergibt sich (Block 22) ein Wert für eine Einspritzmenge bzw. ein Verlauf 24 des Ansteuerstroms oder der Ansteuerspannung, der an einen Injektor 26 weitergegeben wird. Parallel zu den Berechnungen in der Funktionsebene 16 erfolgt eine Überwachung in der Sicherheitsebene 18. Hierzu wird der in der Funktionsebene 16 ermittelte Verlauf 24 des Ansteuersignals herangezogen und in einer inversen Berechnung (Block 28) ein Vortriebsmoment errechnet. Dieses errechnete Vor- triebsmoment wird in einer Vergleichseinheit 30 mit einem Fahrerwunschmoment verglichen, das in der Sicherheitsebene 18 auf Grundlage des Winkels am Gaspedal 12 in einem Kennfeld 32 ermittelt wird.
Ein Abweichen kann in Abhängigkeit der zeitlichen Dauer und des Betrags des Abweichens zu bestimmten Fehlerreaktionen führen.
Zur Konfiguration des Steuergeräts 10 wird zunächst die Sicherheitsebene 18 parametriert, wozu Daten in einen gemeinsamen Speicherbereich 34 geschrieben werden. Es kann bspw. das Kennfeld 32 über den gemeinsamen Speicher- bereich 34 auch in der Berechnung 20 genutzt werden. Auf diesen gemeinsamen
Speicherbereich 34 kann auch von der Funktionsebene 16 zur Bedatung bzw. Parametrierung zugegriffen werden.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Konfigurieren eines Steuergeräts (10), in dem in einer Funktionsebene (16) eine Anwendungssoftware zur Ausführung kommt, die durch eine Überwachungssoftware, die in einer Sicherheitsebene (18) ausgeführt wird, überwacht wird, wobei zunächst die Sicherheitsebene (18) durch Eingabe von Daten parametriert wird und diese Daten zur Parametrierung der Funktionsebene (16) übernommen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem ein gemeinsamer Speicherbereich (34) für die Funktionsebene (16) und die Sicherheitsebene (18) verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die Daten mittels einer Nachrichtenübertragung übergeben werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem im Fehlerfall eine gestufte Fehlerreaktion erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Steuergerät (10) zur Berechnung einer Einspritzmenge eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem weitere Daten zur Parametrierung der Funktionsebene (16) eingegeben werden.
7. Steuergerät, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das eine Funktionsebene (16) und eine Sicherheitsebene (18) umfasst, wobei zunächst die Sicherheitsebene (18) durch Eingabe von Daten zu parametrieren ist und diese Daten zur Parametrierung der Funktionsebene (16) übernommen werden.
8. Steuergerät nach Anspruch 7, das über einen gemeinsamen Speicherbereich (34) für die Funktionsebene (16) und die Sicherheitsebene (18) verfügt.
9. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Rechen- einheit, insbesondere in einem Steuergerät (10) nach Anspruch 7 oder 8, ausgeführt wird.
10. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfah- rens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einem Steuergerät (10) nach Anspruch 7 oder 8, ausgeführt wird.
PCT/EP2010/056233 2009-05-07 2010-05-07 Verfahren zum konfigurieren eines steuergeräts WO2010128130A1 (de)

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