DE10159081B4

DE10159081B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von redundanten Informationen

Info

Publication number: DE10159081B4
Application number: DE10159081.4A
Authority: DE
Inventors: Gerd Hoppe; Werner Menzel; Michael Fricke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2021-11-27
Also published as: DE10159081A1

Abstract

Vorrichtung zur Übertragung von redundanten Informationen (I- I), umfassend mindestens zwei Sensoren (S- S), mindestens zwei Auswerteeinheiten (A- A) sowie eine den Auswerteeinheiten (A- A) nachgeordnete Verknüpfung (V), die über eine einzige serielle Schnittstelle mit einem Bussystem (2) verbunden ist, wobei jeder Auswerteeinheit (A- A) mindestens ein Sensor (S- S) zugeordnet ist, wobei die Sensoren (S- S) jeweils mit einem Eingang der zugeordneten Auswerteeinheit (A- A) verbunden sind, wobei die Sensoren (S- S) redundant sind und die gleiche Messgröße erfassen, wobei die Auswerteeinheiten (A- A) derart ausgebildet sind, zugeführte Sensorsignale (S- S) in redundante Informationen (I- I) umzusetzen, wobei die Verknüpfung (V) derart ausgebildet ist, die redundanten Informationen (I- I) zu einem Signal (S) zusammenzufassen, wobei der jeweilige volle Informationsgehalt der redundanten Informationen (I- I) erhalten bleibt und über die einzige serielle Schnittstelle übertragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung von redundanten Informationen.
Insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik nimmt die Anzahl elektrischer Systeme und Steuergeräte kontinuierlich zu, wobei diese vermehrt auch in sicherheitsrelevanten Systemen wie beispielsweise elektromechanischen Bremsanlagen oder Airbag-Steuergeräten zum Einsatz kommen. Bei sicherheitskritischen Systemen spielt die Zuverlässigkeit eine entscheidene Rolle, so daß es hier bekannt ist, die Systeme weitgehend redundant auszubilden. Hierzu umfaßt das elektrische System mindestens einen Sensor zur Erfassung einer Meßgröße und mindestens zwei Auswerteeinheiten, die aus dem mindestens einem Signal des Sensors zwei redundante Informationen generieren, die dann über ein reduntantes Bussystem bzw. zwei separate Datenleitungen an andere elektrische Systeme übertragen werden. Derartig vollständig redundante Systeme erfordern einen erheblichen schaltungstechnischen Aufwand, sind relativ teuer und bereiten einen großen Installationsaufwand.
Aus der WO 99/12771 ist ein Verfahren zum Steuern der Datenübertragung zwischen zwei in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Modulen bekannt, insbesondere zwischen einem Steuergerät und mindestens einem Zündgerät eines Kraftfahrzeug-Insassenschutzsystems, wobei die Module über eine Kommunikationsstelle und einen Kommunikationsbus miteinander verbunden sind und das eine Modul die in Form von Codewörtern zu übertragenden Daten in Abhängigkeit von Sensorsignalen festlegt, die von einem ersten Sensor und einem zweiten redundanten Sensor erzeugt werden, wobei das Sensorsignal eines der beiden Sensoren an die Kommunikationsschnittstelle des einen Moduls angelegt wird und zur Überprüfung und/oder Änderung eines Teils des an die Kommunikationsschnittstelle zur Übertragung angelegten Codeworts ausgewertet wird. Nachteilig an dem bekannten System ist, daß die Redundanz bei der Übertragung verloren geht. Dies ist bei der bevorzugten Anwendung innerhalb eines Airbagsteuergerätes hinnehmbar, weil das empfangende Modul gleichzeitig das ausführende Modul ist, also ohnehin die redundanten Informationen nur für die Entscheidung zünden oder nicht zünden benötigt werden. Sollen die redundanten Informationen hingegen weiterverarbeitet werden, ist der Verlust der Redundanz nicht gewollt.
Aus der DE 197 39 808 A1 ist ein Verfahren zum Steuern der Datenübertragung zwischen zwei in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Modulen bekannt, wobei die Module über eine Kommunikationsschnittstelle und einen Kommunikationsbus miteinander verbunden sind und das eine Modul die in Form von Codewörtern zu übertragenden Daten in Abhängigkeit von Sensorsignalen festlegt, die von einem ersten Sensor und einem zweiten, als redundanter Sensor vorhandenen Sensor, erzeugt werden. Dabei wird das Sensorsignal eines der beiden Sensoren an die Kommunikationsschnittstelle des einen Moduls angelegt und zur Überprüfung und/oder Änderung eines Teils des an die Kommunikationsschnittstelle zur Übertragung angelegten Codewortes ausgewertet. Das Sensorsignal wird dabei entweder zur Verifizierung des Codewortes genutzt oder die beiden Signale werden „und“ verknüpft.
Aus der EP 0 179 341 A2 ist eine Vorrichtung zur Übertragung von redundanten Informationen bekannt, umfassend mindestens einen Sensor zur Erfassung einer Messgröße, mindestens zwei Auswerteeinheiten zur Generierung redundanter Informationen aus dem Sensorsignal. Dabei weist die Vorrichtung serielle Schnittstellen mit einer Verknüpfung auf, die den Auswerteeinheiten nachgeordnet sind, wobei mittels der Verknüpfung die redundanten Informationen zu einem Signal zusammengefasst werden.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung von redundanten Informationen zu schaffen, bei der bei geringerem schaltungstechnischem Aufwand die Redundanz erhalten bleibt.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 4. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu wird den Auswerteeinheiten eine Verknüpfungseinheit nachgeordnet, mittels derer die redundanten Informationen zu einem Signal zusammenfassbar sind, wobei der jeweilige volle Informationsgehalt der redundanten Informationen erhalten bleibt und über eine einzige serielle Schnittstelle zu den anderen elektrischen Systemen übertragen wird. Dabei bleibt die Redundanz erhalten, wobei nur eine einzige Schnittstelle und nur ein einziges Bussystem benötigt wird. Der dabei auftretende Zeitverlust ist bei kurzen Informationen vernachlässigbar, so daß sich der Mehraufwand auf die Verknüpfungseinheit beschränkt.
Dabei ist jeder Auswerteeinheit mindestens ein Sensor zugeordnet.
In einer Ausführungsform werden in der Verknüpfungseinheit Abweichungen oder Fehler in den redundanten Informationen erfaßt und als Fehler im Signal gekennzeichnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Verknüpfungseinheit fail-silent ausgebildet, so daß im Fehlerfall keine Signale mehr erzeugt werden, die ein gültiges Datum darstellen könnten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Übertragung von redundanten Informationen.
Die Vorrichtung 1 zur Übertragung von redundanten Informationen umfaßt n Sensoren S₁ - S_n, n Auswerteeinheiten A1 - A_n und eine Verknüpfungseinheit V, die über eine serielle Schnittstelle mit Bussystem 2 verbunden ist, an dem ein anderes elektrisches Steuergerät 3 angeschlossen ist. Die Sensoren S₁ - S_n sind jeweils mit einem Eingang der zugeordneten Auswerteeinheiten A₁ - A_n verbunden und führen diesen Sensorsignale S₁ - S_n zu. Die Sensoren S₁ - S_n sind dabei redundant und erfassen alle die gleiche Messgröße. Auch die Auswerteeinheiten A₂ - A_n sind redundant und setzen die Sensorsignale S₁ - S_n in Informationen I₁ - I_n um, die alle der Verknüpfungseinheit V zugeführt werden. Die Verknüpfungseinheit V generiert ein Signal S, in dem alle redundanten Informationen I₁ - I_n zusammengefaßt sind, wobei der volle Informationsgehalt der redundanten Information erhalten bleibt. Im einfachsten Fall werden hierzu die Informationen I₁ - I_n in einem Datenpaket hintereinander geschrieben, wobei der Anfang und das Ende der einzelnen Information I gekennzeichnet ist. Dieses serielle Signal S kann dann in dem Steuergerät 3 wieder in die Einzelinformation I₁ - I_n zerlegt werden, die dann zu einer weiteren redundanten Datenverarbeitung zur Verfügung stehen. Abweichungen oder Fehler in den Informationen I₁ - I_n werden dabei von der Verknüpfungseinheit V erfaßt und im Signal S gekennzeichnet. Die Verknüpfungseinheit V ist vorzugsweise fail-silent ausgebildet, d.h. diese darf bei einem Defekt keine Signale S mehr erzeugen, die von dem Steuergerät 3 als gültiges Datum interpretiert werden könnten. Eine Möglichkeit besteht darin, daß das Signal S, bevor es übertragen wird, mit mindestens einem der Informationen I an geeigneter Stelle zu vergleichen und bei einer Abweichung die Verknüpfungseinheit V abzuschalten.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Datenübertragung von Modulen in einem Kraftfahrzeug, insbesondere als Bestandteil eines sicherheitsrelevanten Systems.

Claims

Vorrichtung zur Übertragung von redundanten Informationen (I₁ - I_n), umfassend mindestens zwei Sensoren (S₁ - S_n), mindestens zwei Auswerteeinheiten (A₁ - A_n) sowie eine den Auswerteeinheiten (A₁ - A_n) nachgeordnete Verknüpfung (V), die über eine einzige serielle Schnittstelle mit einem Bussystem (2) verbunden ist, wobei jeder Auswerteeinheit (A₁ - A_n) mindestens ein Sensor (S₁ - S_n) zugeordnet ist, wobei die Sensoren (S₁ - S_n) jeweils mit einem Eingang der zugeordneten Auswerteeinheit (A₁ - A_n) verbunden sind, wobei die Sensoren (S₁ - S_n) redundant sind und die gleiche Messgröße erfassen, wobei die Auswerteeinheiten (A₁ - A_n) derart ausgebildet sind, zugeführte Sensorsignale (S₁ - S_n) in redundante Informationen (I₁ - I_n) umzusetzen, wobei die Verknüpfung (V) derart ausgebildet ist, die redundanten Informationen (I₁ - I_n) zu einem Signal (S) zusammenzufassen, wobei der jeweilige volle Informationsgehalt der redundanten Informationen (I₁ - I_n) erhalten bleibt und über die einzige serielle Schnittstelle übertragen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verknüpfungseinheit (V) Abweichungen oder Fehler in den redundanten Informationen (I₁ - I_n) erfaßt und als Fehler im Signal (S) gekennzeichnet werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungseinheit (V) fail-silent ausgebildet ist.
Verfahren zur Übertragung von redundanten Informationen (I₁ - I_n), mittels mindestens zweier Sensoren (S₁ - S_n), mindestens zwei Auswerteeinheiten (A₁ - A_n) sowie eine den Auswerteeinheiten (A₁ - A_n) nachgeordnete Verknüpfung (V), die über eine einzige serielle Schnittstelle mit einem Bussystem (2) verbunden ist, wobei jeder Auswerteeinheit (A₁ - A_n) mindestens ein Sensor (S₁ - S_n) zugeordnet ist, wobei die Sensoren (S₁ - S_n) jeweils mit einem Eingang der zugeordneten Auswerteeinheit (A₁ - A_n) verbunden ist, wobei die Sensoren (S₁ - S_n) redundant sind und die gleiche Messgröße erfassen, wobei die Sensoren (S₁ - S_n) den Auswerteeinheiten (A₁ - A_n) Sensorsignale (S₁ - S_n) zuführen und die Auswerteeinheiten (A₁ - A_n) die zugeführten Sensorsignale (S₁ - S_n) in redundante Informationen (I₁ - I_n) umsetzen, wobei die redundanten Informationen (I₁ - I_n) in der Verknüpfung zu einem Signal zusammengefasst werden, wobei der volle Informationsgehalt der redundanten Informationen (I₁ - I_n) erhalten bleibt und das zusammengefasste Signal (S) über die einzige serielle Schnittstelle übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verknüpfungseinheit Abweichungen oder Fehler in den redundanten Informationen (I₁ - I_n) erfaßt und als Fehler im Signal (S) gekennzeichnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungseinheit (V) fail-silent ist und im Fehlerfall keine Signale mehr erzeugt, die ein gültiges Datum darstellen können.