DE102006032726B4

DE102006032726B4 - Verfahren zum Synchronisieren von Komponenten eines Kraftfahrzeugbremssystems und elektronisches Bremssteuersystem

Info

Publication number: DE102006032726B4
Application number: DE102006032726A
Authority: DE
Inventors: Markus BLÄSER
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-07-15
Also published as: US20090292434A1; EP2040965A1; WO2008006613A1; DE102006032726A1

Abstract

Verfahren zum Synchronisieren von Komponenten eines Kraftfahrzeugbremssystems mit:
einer elektronischen Hauptsteuereinrichtung (12) mit einem dieser zugeordneten Hauptzeitgeber (22),
wenigstens zwei der Hauptsteuereinrichtung (12) untergeordneten Untersteuereinrichtungen (14, 16) mit jeweils einem diesen zugeordneten Zeitgeber (24, 26), wobei die Hauptsteuereinrichtung (12) mit den wenigstens zwei Untersteuereinrichtungen (14, 16) zyklusweise kommuniziert,
wobei ferner die Hauptsteuereinrichtung (12) und die wenigstens zwei Untersteuereinrichtungen (14, 16) jeweils einen diesen zugeordneten Zykluszähler hochzählen,
wobei die Hauptsteuereinrichtung (12) Synchronisierungsdaten an jeweils wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) sendet, die einen Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung (12) umfassen, und diese wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) diese Synchronisierungsdaten empfängt und ihren Zykluszähler auf den empfangenen Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung (12) setzt, sofern sich der empfangene Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung (12) von dem Wert des Zykluszählers der Untersteuereinrichtung (14, 16) unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuereinrichtung (12) bei einem geraden Wert ihres Zykluszählers Synchronisierungsdaten an eine...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synchronisieren von Komponenten eines Kraftfahrzeugbremssystem mit einer elektronischen Hauptsteuereinrichtung mit einem dieser zugeordneten Hauptzeitgeber, mindestens zwei der Hauptsteuereinrichtung untergeordneten Untersteuereinrichtung mit jeweils einem diesen zugeordneten Zeitgeber, wobei die Hauptsteuereinrichtung mit den wenigstens zwei Untersteuereinrichtungen zyklusweise kommuniziert, und wobei ferner die Hauptsteuereinrichtung und die mindestens zwei Untersteuereinrichtungen jeweils einen diesen zugeordneten Zykluszähler hochzählen.
In modernen Fahrzeugsystemen, insbesondere bei Bremssystemen, werden zunehmend wichtige Steuerfunktionen von elektronischen Einrichtungen übernommen. Dabei wirken verschiedene elektronische Komponenten, wie beispielsweise Sensoren zur Erfassung von Fahrzeugparametern, und Stellglieder sowie Aktuatoren zusammen. Diese zusammenwirkenden Komponenten sind jeweils mit Taktgebern (Zeitgebern) versehen, die meist auf Quarzbasis ausgeführt sind. Dies macht die Komponenten in der Anschaffung verhältnismäßig teuer. Ferner können durch unterschiedliche Betriebsfrequenzen der miteinander zusammenwirkenden elektronischen Komponenten unerwünschte Verzögerungen bei der Steuerung von bremssystemgebundenen Fahrassistenzsystemen auftreten. Auch dies ist unerwünscht, da Fahrassistenzsysteme möglichst zeitverzögerungsfrei nach Erfassung relevanter Fahrzeugparameter in den Fahrzeugbetrieb eingreifen sollen.
Das Dokument DE 100 00 303 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Austausch von Daten zwischen wenigstens zwei mit einem Bussystem verbundenen Teilnehmern. Dieses Dokument schlägt vor, dass ein globaler Zeitgeber an alle zu synchronisierenden Teilnehmer gleichzeitig eine Referenzbotschaft versendet.
Im Dokument DE 101 22 442 A1 wird ein Verfahren zur Synchronisation von mindestens zwei Recheneinheiten beschrieben, bei dem eine Master-Recheneinheit eine Globalzeit ermittelt und zu synchronisierende Recheneinheiten an die ermittelte Globalzeit angepasst werden. Gemäß diesem Dokument werden Synchronisationsdaten von der Master-Recheneinheit gleichzeitig an alle zu synchronisierenden Recheneinheiten versendet.
Auch das Dokument EP 0 974 912 A2 offenbart eine gleichzeitige Synchronisierung mehrerer Recheneinheiten. Gemäß diesem Dokument werden paarweise zusammengefasste Recheneinheiten zu bestimmten Zeitpunkten durch eine synchronisierende Einheit synchronisiert und laufen ansonsten asynchron.
Aus dem Dokument DE 198 25 825 A1 ist ein Verfahren zur Synchronisierung von miteinander über ein Bussystem verbundenen Recheneinheiten bekannt. Dieses Dokument schlägt vor, zwei Mastereinheiten zu verwenden, die jeweils zyklisch ein Zeitsignal auf eine Datenleitung ausgeben, das von den zu synchronisierenden Recheneinheiten empfangen wird.
Es besteht daher Bedarf für ein Verfahren zur Synchronisierung elektronischer Komponenten eines Kraftfahrzeugbremssystems und für ein elektronisches Bremssteuersystem, das unter Vermeidung der vorstehend geschilderten Nachteile zuverlässig funktioniert und den Einsatz kostengünstiger Komponenten ermöglicht.
Dazu ist erfindungsgemäß das eingangs erwähnte Verfahren vorgesehen, wobei die Hauptsteuereinrichtung Synchronisierungsdaten an die mindestens zwei Untersteuereinrichtungen sendet, die einen Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung umfassen, und die mindestens zwei Untersteuereinrichtungen diese Synchronisierungsdaten empfangen und jeweils ihren Zykluszähler auf den empfangenen Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung setzen, sofern sich der empfangene Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung von dem Wert des Zykluszählers der jeweiligen Untersteuereinrichtung unterscheidet. So kann mit wenig Aufwand und geringem Datendurchsatz eine Synchronisierung von Hauptsteuereinrichtung und der Untersteuereinrichtungen erreicht werden.
Durch diese Synchronisierung lassen sich die Untersteuereinrichtungen hinsichtlich ihrer Arbeitstakte auf die Hauptsteuereinrichtung abstimmen, so dass zeitliche Verzögerungen beim Ansprechen des Fahrzeugbremssystems, beispielsweise im Rahmen einer Aktivierung eines Fahrassistenzprogramms, weitgehend minimiert werden können.
Das erfindungsgemäße Synchronisierungsverfahren kann bei einem elektronischen Steuerungssystem mit zwei Untersteuereinrichtungen angewendet werden. Bei bestimmten Anwendungen in der Fahrzeugtechnik, zum Beispiel bei EPB-Systemen (Elektronische Park-Bremsen-Systemen), ist es wünschenswert, dass zwei Untersteuereinrichtungen zum Ansteuern von Hinterradbremsaktuatoren vorgesehen sind, nämlich für jedes Hinterrad eine separate Untersteuereinrichtung zum Ansteuern jeweils eines dem Hinterrad zugeordneten Parkbremsaktuators.
Erfindungsgemäß ist die Hauptsteuereinrichtung so ausgebildet, dass sie bei einem geraden Wert ihres Zykluszählers Synchronisierungsdaten an eine erste der Untersteuereinrichtungen verschickt und bei einem ungeraden Wert ihres Zykluszählers Synchronisierungsdaten an eine zweite der Untersteuereinrichtungen. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der Kommunikationszyklen.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem Fall, in dem sich der empfangene Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung von dem Wert des Zykluszählers einer Untersteuereinrichtung unterscheidet, die Untersteuereinrichtung ein Fehlersignal erzeugt, speichert und/oder an die Hauptsteuereinrichtung sendet. Aus diesem Fehlersignal kann die Hauptsteuereinrichtung ableiten oder erkennen, ob eine weitergehende Fehlerdiagnose hinsichtlich der Funktionsweise der Untersteuereinrichtung durchgeführt werden muss, und diese gegebenenfalls einleiten.
In einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Takt des einer Untersteuereinrichtung zugeordneten Zeitgebers eingestellt werden kann. Dadurch kann – falls erforderlich – der Zeitgeber der Untersteuereinrichtung im Hinblick auf den Zeitgeber der Hauptsteuereinrichtung nachsynchronisiert werden. Insbesondere kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Hauptsteuereinrichtung in regelmäßigen Zeitintervallen vorbestimmter Länge Steuersignale an die Untersteuereinrichtung sendet und dass die Untersteuereinrichtung das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Steuersignalen erfasst und den ihr zugeordneten Zeitgeber nach Maßgabe des erfassten Zeitintervalls nachsynchronisiert, wenn sich das erfasste Zeitintervall von dem Zeitintervall vorbestimmter Länge unterscheidet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Untersteuereinrichtung den Takt des ihr zugeordneten Zeitgebers reduziert, wenn das erfasste Zeitintervall größer ist als das Zeitintervall vorbestimmter Länge; andererseits erhöht die Untersteuereinrichtung den Takt des ihr zugeordneten Zeitgebers, wenn das erfasste Zeitintervall kleiner ist als das Zeitintervall vorbestimmter Länge. Ein solches Verfahren ermöglicht eine zusätzliche Feinsynchronisierung, sollte im Hinblick auf eine sehr zeitempfindliche Wechselwirkung elektronischer Komponenten ein erhöhter Bedarf für eine noch exaktere Synchronisierung bestehen, den das oben beschriebene Verfahren allein nicht befriedigen kann.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform kommunizieren die Hauptsteuereinrichtung und die Untersteuereinrichtungen über ein Bussystem miteinander. Bevorzugt handelt es sich bei diesem Bussystem um ein LIN-Bussystem (LIN = Local Interconnect Network) oder um ein Bussystem, das auf einem LIN-Bus basiert. Ein solches Bussystem ist in der Fahrzeugtechnik weit verbreitet und kann kostengünstig verwendet werden. Insbesondere kann bei Verwendung eines Bussystems vorgesehen sein, dass die Hauptsteuereinrichtung einer Untersteuereinrichtung Zugriffsrechte auf den Bus zuteilt. Dadurch liegt die Kontrolle über die Kommunikation bei der Hauptsteuereinrichtung und die Kommunikation zwischen den Komponenten kann unter kontrollierten und genau definierten Umständen durchgeführt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Hauptsteuereinrichtung Daten an eine Untersteuereinrichtung versenden, wobei die Daten ein Identifizierungszeichen enthalten, das diejenige Untersteuereinheit identifiziert, der die Hauptsteuereinrichtung Schreibzugriffsrechte und/oder Lesezugriffsrechte auf dem Bus zugeteilt hat. Dadurch wird die betreffende Untersteuereinrichtung über ihren Zugriffsrechtsstatus informiert und kann einen Zugriff auf den Bus lokal ansteuern. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Hauptsteuereinrichtung zu jedem Zeitpunkt nur einer Untersteuereinrichtung Schreibzugriffsrechte auf den Bus zuteilt. Dadurch werden Kollisionen beim Schreibzugriff sowie Datenverluste und Verzögerungen beim Schreiben auf den Bus vermieden.
Vorzugsweise teilt die Hauptsteuereinrichtung einer Mehrzahl der Untersteuereinrichtungen und der Hauptsteuereinrichtung Lesezugriffsrechte auf den Bus zu. Dies ermöglicht ein effizientes Verwenden der Busbandbreite und ermöglicht einer Mehrzahl von Steuereinrichtungen, Informationen von dem Bus auszulesen.
Vorzugsweise umfasst der Hauptzeitgeber der Hauptsteuereinrichtung einen Quarzkristall. Derartige Kristalle sind für ihre große Genauigkeit und Zuverlässigkeit bekannt und daher gut als Basiszeitgeber für eine Synchronisierung geeignet. Für den den Untersteuereinrichtungen zugeordneten Zeitgeber kann vorgesehen sein, dass dieser einen RC-Schaltkreis umfasst. Derartige RC-Schaltkreise sind günstig in der Anschaffung und ihr Takt lässt sich leicht auch während des Betriebes einstellen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine der Untersteuereinrichtungen als ein Sensor mit einer Mikrokontrollereinrichtung ausgebildet ist, zum Beispiel als ein Gierratensensor.
Wie vorstehend bereits angedeutet ist es auch möglich, dass die mindestens eine Untersteuereinrichtung einem Aktuator zugeordnet ist, der zum Beispiel bei einem EPB-System Verwendung findet.
Als Hauptsteuereinrichtung kann im Rahmen der Erfindung zum Beispiel eine ECU (Electronic Control Unit, elektronische Steuereinrichtung) Verwendung finden, die derart ausgelegt ist, dass auf ihr die Software für ein EPB-Überwachungs- und Steuersystem läuft.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Hauptsteuereinrichtung eine Fehleranfrage an die mindestens eine Untersteuereinrichtung senden kann, woraufhin die Untersteuereinrichtung in einem Diagnosemodus Daten an die Hauptsteuereinrichtung sendet, die Informationen über aufgetretene Fehler enthalten. Dadurch wird eine genauere Fehlerdiagnose möglich, insbesondere können Rückschlüsse auf die Zeitstabilität der Zeitgeber der Untersteuereinrichtung geschlossen werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein elektronisches Steuersystem für ein Kraftfahrzeugbremssystem mit einer Hauptsteuereinrichtung mit einem dieser zugeordneten Hauptzeitgeber, mindestens zwei der Hauptsteuereinrichtung untergeordneten Untersteuereinrichtungen mit jeweils einem diesen zugeordneten Zeitgeber, wobei die Hauptsteuereinrichtung mit den wenigstens zwei Untersteuereinrichtungen zyklusweise kommuniziert, und wobei ferner die Hauptsteuereinrichtung und die mindestens zwei Untersteuereinrichtungen jeweils einen diesen zugeordneten Zykluszähler inkrementieren, und die Hauptsteuereinrichtung und die mindestens zwei Untersteuereinrichtungen durch ein Verfahren synchronisiert sind, wie es oben beschrieben ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung der beschriebenen Verfahrensschritte gelöst, wobei das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinheit abläuft.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben. Es stellen dar:
1 ein erfindungsgemäßes elektronisches Steuersystem;
2 ein Ablaufdiagramm einer Hauptschleife einer Untersteuereinrichtung;
3 ein Ablaufdiagramm für eine Takteinstellung des Zeitgebers einer Untersteuereinrichtung;
4 den zeitlichen Ablauf einer Signalabfolge;
5 ein Beispiel für eine Synchronisation.
DETAILLIERTE FIGURENBESCHREIBUNG
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Figuren detaillierter dargestellt. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die elektronischen Komponenten Teil einer EPB (Elektronische Park-Bremse) 10. Das EPB-System 10 umfasst eine Hauptsteuereinrichtung 12 mit einem dieser zugeordneten Hauptzeitgeber 22. Ferner umfasst das EPB-System 10 die Untersteuereinrichtungen 14 und 16, die jeweils einen Zeitgeber 24 bzw. 26 aufweisen. Der Hauptzeitgeber 22 weist einen Quarzkristall auf und ist mit einer Taktfrequenz von 4 MHz getaktet. Die Zeitgeber 24, 26 verfügen über einstellbare RC-Glieder zur Vorgabe einer Taktfrequenz von ebenfalls 4 MHz.
Die Hauptsteuereinrichtung 12 kommuniziert darüber hinaus über eine separate Verbindung (nicht gezeigt), beispielsweise einen CAN-Bus, mit anderen Komponenten der Fahrzeugelektronik und kann z.B. von den Untersteuereinrichtungen 14, 16 gelieferte Fehlersignale an einen Hauptprozessor (ebenfalls nicht gezeigt) weiterleiten.
Die Untersteuereinrichtungen 14 und 16 sind jeweils mit Aktuatoren 34, 36 des EPB-Systems 10 verbunden und steuern diese an. Dabei ist vorgesehen, dass der Aktuator 34 am linken Hinterrad und der Aktuator 36 am rechten Hinterrad eines Kraftfahrzeuges angebracht und zur Aktivierung bzw. Deaktivierung der Parkbremsfunktion vorgesehen sind. Daher wird die Untersteuereinrichtung 14 auch als linke Untersteuereinrichtung 14 und die Untersteuereinrichtung 16 als rechte Untersteuereinrichtung 16 bezeichnet. Die Aktuatoren 34, 36 erzeugen eine von den Untersteuereinrichtungen 14, 16 gesteuerte, auf die Hinterräder wirkende Feststell-Bremskraft.
Die Steuereinrichtungen 12, 14 und 16 kommunizieren über ein Bussystem 18 miteinander. In der vorliegenden Ausführungsform ist dieses Bussystem als LIN-Bussystem realisiert. Dabei steht LIN-Bus für Local Interconnect Network-Bus (lokales Verbindungsnetz) und folgt dem LIN-Protokoll. Dieses Protokoll wurde für die kostengünstige Kommunikation für intelligente Sensoren und Aktuatoren in Kraftfahrzeugen entwickelt.
Ein LIN-Netzwerk umfasst einen LIN-Master, in diesem Fall die Hauptsteuereinrichtung 12, und einen oder mehrere LIN-Slaves, in diesem Fall die Untersteuereinrichtungen 14 und 16. Die Hauptsteuereinrichtung 12 steuert die zeitliche Abfolge der zu übertragenden Daten. Dabei übertragen die Untersteuereinrichtungen 14, 16 Daten nur dann, wenn sie dazu von der Hauptsteuereinrichtung 14 aufgefordert bzw. autorisiert werden.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm der Hauptschleife, die von den Untersteuereinrichtungen 14, 16 durchlaufen wird. Dabei sind nur Arbeitsschritte dargestellt, die mit der Kommunikation und Synchronisierung der Steuereinrichtungen 12, 14, 16 verbunden sind; mit einer Ansteuerung der Aktuatoren 34, 36 durch die Untersteuereinrichtungen 14, 16 verbundene Prozesse sind nicht gezeigt.
Nach einem Start wird eine Untersteuereinrichtung 14, 16 im Schritt M0 initialisiert. Dieser Schritt kann unter anderem das Beschreiben von Registern, Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Untersteuereinrichtung 14, 16 und des Busses 18 umfassen.
Danach beginnt die Untersteuereinrichtung 14, 16 mit dem Schritt M10 das Durchlaufen eines Zyklus ihrer Hauptschleife. In diesem Schritt inkrementiert die Untersteuereinrichtung 14, 16 den Wert ihres Zykluszählers.
Im Falle des LIN-Busses werden nur 4 Bit für die Übertragung des Zählers zur Verfügung gestellt, weswegen der Zähler Werte von 0 bis 15 annehmen kann und von 15 bei einer weiteren Erhöhung auf 0 zurückgesetzt wird. Daher ist im gesamten Rahmen dieser Beschreibung mit Erhöhen des Wertes eines Zykluszählers auch gemeint, dass ein Schwellenwert des Zykluszählers erreicht wird und der Zykluszähler wieder auf 0 gesetzt wird; dies gilt auch für andere mögliche Ausführungsformen als der hier beschriebenen. Dabei kann der Schwellenwert von der für eine Zykluszählerübertragung bereitgestellten Bitzahl abhängen.
Im Schritt M20 empfängt die Untersteuereinrichtung 14, 16 einen Steuerbefehlssatz von der Hauptsteuereinrichtung 12. Gemäß diesen Befehlen kann die Untersteuereinrichtung 14, 16 zum Beispiel den Aktuator 34, 36 ansteuern. Der Steuerbefehlssatz enthält unter anderem der Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung 12.
Darauf folgend empfängt die Untersteuereinrichtung 14, 16 im Schritt M30 einen Statusbefehlssatz von der Hauptsteuereinrichtung 12. In diesem Statusbefehlssatz kann die Hauptsteuereinrichtung 12 beispielsweise nach dem Status der Untersteuereinrichtung 14, 16 oder nach einem Diagnosestatus fragen. Der Statusbefehlssatz enthält ein Identifizierungszeichen, das einer der Untersteuereinrichtungen 14, 16 Schreibzugriffsrecht auf den Bus 18 einräumt.
Sollte die Hauptsteuereinrichtung eine Diagnose anfordern, wird im Schritt M40 in einen Diagnosemodus verzweigt. In dem Schritt M40 überträgt die zum Schreiben auf den Bus 18 berechtigte Untersteuereinrichtung 14, 16 dann gespeicherte Fehlerwerte an die Hauptspeichereinrichtung 12. Nach M40 wird dann der Schritt M60 ausgeführt und die Hauptschleife erneut durchlaufen.
Fordert die Hauptsteuereinrichtung keine Diagnose an, so wird in Schritt M40 zu Schritt M50 verzweigt. In diesem Schritt übersendet die zum Schreiben auf den Bus 18 berechtigte Untersteuereinrichtung 14, 16 einen Statusbericht an die Hauptsteuereinrichtung 12. Dieser Statusbericht enthält unter anderem Informationen über den Zustand des der Untersteuereinrichtung 14, 16 zugeordneten Aktuators 34, 36. Auch nach M50 wird zu Schritt M60 übergegangen.
Schritt M60 führt dazu, dass ein erneuter Zyklus der Hauptschleife bei M10 beginnend durchlaufen wird. Die Hauptschleife der Untersteuereinrichtung 14, 16 umfasst also im wesentlichen die Schritte M10 bis M60 und wird jeweils in 20 ms andauernden Zyklen durchlaufen.
Nach jedem der Schritte der Hauptschleife können ein oder mehrere Schritte eingefügt sein, in dem oder denen eine Zykluszähler-Synchronisierung erfolgt. Dabei wird der Wert des von der Hauptsteuereinrichtung 12 empfangenen Zykluszählers mit dem Wert des Zykluszählers der Untersteuereinrichtung 14, 16 verglichen. Sofern sich diese Werte voneinander unterscheiden, setzt die Untersteuereinrichtung 14, 16 ihren Zykluszähler auf den von der Hauptsteuereinrichtung 12 empfangenen Wert. Sollten die Werte gleich sein, ist keine Zykluszählersynchronisierung erforderlich. In der hier beschriebenen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Untersteuereinrichtung 14, 16 nach einer Synchronisierung ihres Zykluszählers ein Fehlersignal erzeugt und speichert. Diese Synchronisierung kann zum Beispiel als weiterer Schritt zwischen den Schritten M20 und M30 durchgeführt werden, während die Untersteuereinrichtung 14, 16 nicht mit einem Buszugriff beschäftigt ist.
Die Hauptsteuereinrichtung 12 durchläuft ebenfalls eine Hauptschleife von 20 ms Dauer, deren durchlaufene Schritte zu denen der Hauptschleife der jeweiligen Untersteuereinrichtung 14, 16 zumindest teilweise komplementär sind. Abhängig von der genauen Verwendung eines hier beschriebenen Systems kann es notwendig sein, noch weitere Unterprozesse neben den Diagnosebericht und dem Statusbericht in Verzweigungen der Hauptschleife auszuführen.
Das LIN-Bussystem verfügt über eine Datenübertragungsrate von maximal etwa 20 KBit/s (wobei für die Nutzdaten in einem von einer Untersteuereinrichtung abgesendeten Paket nur 8 Byte vorgesehen sind). Daher kann die Hauptsteuerschleife der Hauptsteuereinrichtung 12 in dieser Ausführungsform nicht beide Untersteuereinrichtungen 14, 16 innerhalb eines Hauptschleifenzyklus ansprechen. Deswegen spricht die Hauptsteuereinrichtung 12 die Untersteuereinrichtungen 14, 16 abwechselnd an, wobei sie bei geradem Zykluszählerstand einen Hauptschleifenzyklus durchläuft, in dem sie mit der rechten Untersteuereinrichtung 16 kommuniziert, und wobei sie bei ungeradem Zykluszählerstand mit der linken Untersteuereinrichtung 14 kommuniziert.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm für eine Einstellung des Takts des Zeitgebers einer der Untersteuereinrichtungen 14, 16.
Dabei wird in einem ersten Schritt S10 ein erstes Datenpaket mit Steuersignalen von der Hauptsteuereinrichtung 12 (in den Figuren mit HS abgekürzt) empfangen. Diese Steuersignale signalisieren der Untersteuereinrichtung 14, 16, den Schritt S20 auszulösen, mit dem eine Zeitmessung bis zum Empfang eines erneuten Steuersignals von der Hauptsteuereinrichtung 12 begonnen wird.
Sobald in einem Schritt S30 ein zweites Datenpaket mit Steuersignalen von der Hauptsteuereinrichtung 12 empfangen wurde, wird in einem Schritt S40 die Zeitmessung gestoppt. Dabei wird ein Wert t für die vergangene Zeit zwischen dem Empfang der beiden von der Hauptsteuereinrichtung 12 abgesandten Datenpakete erfasst.
In einem Schritt S50 wird nun überprüft, ob diese Zeit t, die die Untersteuereinrichtung 14, 16 erfasst hat, mit einem vorgegebenen Intervall von 20 ms übereinstimmt, das als Zeitabstand zwischen dem Aussenden der beiden Datenpakete mit Steuersignalen von der Hauptsteuereinrichtung 12 festgelegt ist. Anstelle von 20 ms kann selbstverständlich jeder andere geeignete Wert für das Zeitintervall angesetzt werden; bei der Einrichtung eines Systems muss dafür Sorge getragen werden, dass sowohl die Untersteuereinrichtung 14, 16 als auch die Hauptsteuereinrichtung 12 denselben vorbestimmten Wert verwenden.
Falls der Wert t einer Zeit von 20 ms entspricht, ist keine Nachsynchronisierung durch Verändern der Taktfrequenz des RC-Oszillators des Zeitgebers 24, 26 der Untersteuereinrichtung 14, 16 notwendig und die Synchronisationsprozedur wird beendet.
Sollte t nicht gleich 20 ms sein, wird in einem nächsten Schritt S60 überprüft, ob die erfasste Zeit t größer als 20 ms ist. Ist dies der Fall, ist der RC-Oszillator der Untersteuereinrichtung 14, 16 zu schnell getaktet und wird in einem Schritt S70 verlangsamt. Danach kann der unten beschriebene Schritt S90 ausgeführt werden oder die Takteinstellprozedur wird beendet. Ist hingegen die erfasste Zeitspanne t kleiner als 20 ms, so ist die Taktfrequenz des RC-Oszillators zu klein und in einem Schritt S80 wird die Taktfrequenz des RC-Oszillators erhöht. Auch nach diesem Schritt kann der Schritt S90 ausgeführt werden, der ein Fehlersignal erzeugt, welches feststellt, dass ein Taktfehler vorliegt oder die Takteinstellprozedur beendet werden. Nach dem Schritt S90 wird der Takteinstellvorgang beendet.
Ein solcher Feinsynchronisierungsschritt durch Takteinstellung kann beispielsweise durch eine Verzweigung in der Hauptschleife der Hauptsteuereinrichtung 12 ausgelöst werden. Dabei kann die Hauptsteuereinrichtung 12 ein Signal an die Untersteuereinrichtung 14, 16 senden, das angibt, dass eine Feinsynchronisierung durchgeführt wird. Daraufhin gehen die Hauptsteuereinrichtung 12 und die Untersteuereinrichtung 14, 16 in den Feinsynchronisierungsmodus über.
Es ist allerdings auch möglich, die Feinsynchronisierung ohne spezielles Auslösen durch die Hauptsteuereinrichtung 12 durchzuführen: Die Hauptsteuereinrichtung 12 schickt in jedem Zyklus ihrer Hauptschleife einen Datensatz über den Bus, der von beiden Untersteuereinrichtungen 14, 16 ausgelesen werden kann, auch wenn aufgrund des alternierenden Adressierens immer nur eine Untersteuereinrichtung 14, 16 antworten darf. Es stehen also alle 20 ms Signale der Hauptsteuereinrichtung 12 zur Verfügung, nach denen die Untersteuereinrichtungen 14, 16 ihre Zeitgeber synchronisieren können. Dazu kann z.B. in die Hauptschleife in 2 zwischen den Schritten M10 und M20 ein weiterer Schritt eingefügt werden, der zyklisch alternierend eine Zeitmessung startet oder beendet. Ferner kann zwischen den Schritten M20 und M30 ein weiterer Schritt vorgesehen sein, der eine Verzweigung in einen Prozess analog zu Schritten S50 bis S90 wie oben beschrieben vorsieht.
In 4 ist ein Diagramm zur Erläuterung der in 3 gezeigten Feinsynchronisierungsprozedur dargestellt. Hier wird vereinfacht die zeitliche Abfolge des Datenaustausches zwischen der Untersteuereinrichtung 14, 16 und der Hauptsteuereinrichtung 12 dargestellt.
Zwischen den gestrichelten Linien findet ein 20 ms andauernder Kommunikationszyklus statt. Dabei versendet die Hauptsteuereinrichtung 12 ein Steuersignal (Synch. Signal), das zur Synchronisierung der Untersteuereinrichtung 14, 16, in der Zeichnung mit US abgekürzt, verwendet wird. Beim Eintreffen des Synchronisierungssignal startet die Untersteuereinrichtung 14, 16 eine Zeitmessung unter Verwendung des ihr zugeordneten Zeitgebers 24, 26. Die Hauptsteuereinrichtung 12 versendet nachfolgend ein Datenpaket an die Untersteuereinrichtung 14, 16, das ein Identifizierungszeichen ID enthält und eine Anfrage, im Normalfall eine Statusanfrage umfasst. Daraufhin antwortet die Untersteuereinrichtung 14, 16 zum Beispiel gemäß Schritt M50. Bis zum Ende dieses Zyklus der Hauptschleife, das durch die rechte gestrichelte Linie in 4 gekennzeichnet ist, werden keine Signale mehr zwischen der Hauptsteuereinrichtung 12 und der Untersteuereinrichtung 14, 16 ausgetauscht.
Mit dem Versenden eines weiteren Synchronisierungssignals beginnt ein neuer Zyklus der Hauptschleife der Hauptsteuereinrichtung 12. Bei Erhalt dieses weiteren Synchronisierungssignals oder Steuersignals beendet die Untersteuereinrichtung 14, 16 die Zeitmessung. Zwischen dem Empfang der beiden Synchronisierungssignale sollten von der Untersteuereinrichtung 14, 16 20 ms gemessen worden sein; ist dies nicht der Fall, wird eine Synchronisierung des Takts des Zeitgebers 24, 26 wie oben beschrieben durchgeführt.
5 stellt eine Synchronisierung zwischen der Hauptsteuereinrichtung 12 und den Untersteuereinrichtungen 14, 16 nach dem in 3 und 4 gezeigten Verfahren dar. Die Hauptsteuereinrichtung erzeugt Zyklen mit der Dauer von 20 ms, deren Zeitintervall aufgrund des hochwertigen Quarzkristalls im Hauptzeitgeber 24 sehr stabil ist. In dem in 5 gezeigten Beispiel hat die Untersteuereinrichtung 16 anfänglich eine zu hohe Taktung; die von ihr durchlaufenen Zyklen weisen eine Zeitspanne von weniger als 20 ms (20 ms – Δt) auf. Die Untersteuereinrichtung 14 hingegen weist Anfangs eine zu kleine Taktung auf; bei ihr vergehen zwischen zwei Zyklen 20 ms + Δt. Die Pfeile in 5 stellen das Empfangen von Steuersignalen zur Takteinstellung von der Hauptsteuereinrichtung 12 an die Untersteuereinrichtung 16 bzw. die Untersteuereinrichtung 14 dar. Nachdem eine Untersteuereinrichtung 14, 16 jeweils zwei aufeinanderfolgende derartige Steuersignale empfangen hat, wird eine Synchronisation nach den Schritten S50 bis S90 durchgeführt. Dies führt dazu, dass nach einer derartigen Synchronisation die Zyklen in einem Abstand von 20 ms sowohl bei der Untersteuereinrichtung 16 als auch bei der Untersteuereinrichtung 14 durchlaufen werden. In dieser 5 ist die Zykluszählersynchronisation, wie sie oben beschrieben ist, nicht berücksichtigt.
Selbstverständlich lässt sich eine Synchronisierung wie sie in dieser Beschreibung aufgeführt wird, bei einer Vielzahl verschiedener elektronischer Komponenten durchführen.
Dabei wirkt sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dahingehend vorteilhaft aus, dass eine schnelle und zuverlässige Synchronisierung möglich wird, ohne dass dazu eine Vielzahl teurer Taktgeber notwendig sind. Auch lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auf Komponenten eines elektronischen Bremssystems mit beliebigen Zeitgebern anwenden.

Claims

Verfahren zum Synchronisieren von Komponenten eines Kraftfahrzeugbremssystems mit: einer elektronischen Hauptsteuereinrichtung (12) mit einem dieser zugeordneten Hauptzeitgeber (22), wenigstens zwei der Hauptsteuereinrichtung (12) untergeordneten Untersteuereinrichtungen (14, 16) mit jeweils einem diesen zugeordneten Zeitgeber (24, 26), wobei die Hauptsteuereinrichtung (12) mit den wenigstens zwei Untersteuereinrichtungen (14, 16) zyklusweise kommuniziert, wobei ferner die Hauptsteuereinrichtung (12) und die wenigstens zwei Untersteuereinrichtungen (14, 16) jeweils einen diesen zugeordneten Zykluszähler hochzählen, wobei die Hauptsteuereinrichtung (12) Synchronisierungsdaten an jeweils wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) sendet, die einen Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung (12) umfassen, und diese wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) diese Synchronisierungsdaten empfängt und ihren Zykluszähler auf den empfangenen Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung (12) setzt, sofern sich der empfangene Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung (12) von dem Wert des Zykluszählers der Untersteuereinrichtung (14, 16) unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuereinrichtung (12) bei einem geraden Wert ihres Zykluszählers Synchronisierungsdaten an eine erste der Untersteuereinrichtungen (14, 16) verschickt und bei einem ungeraden Wert ihres Zykluszählers Synchronisierungsdaten an eine zweite der Untersteuereinrichtungen (14, 16) verschickt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Untersteuereinrichtungen (14, 16) jeweils weiter ein Fehlersignal erzeugen, sofern sich der empfangene Wert des Zykluszählers der Hauptsteuereinrichtung (12) von dem Wert des Zykluszählers der Untersteuereinrichtung (14, 16) unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Fehlersignal von der jeweiligen Untersteuereinrichtung (14, 16) gespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Takt eines der den Untersteuereinrichtungen (14, 16) zugeordneten Zeitgebern (24, 26) eingestellt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuereinrichtung (12) in regelmäßigen Zeitintervallen vorbestimmter Länge Steuersignale an wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) sendet und die wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Steuersignalen erfasst und den ihr zugeordneten Zeitgeber (24, 26) nach Maßgabe des erfassten Zeitintervalls nachsynchronisiert, wenn sich das erfasste Zeitintervall von dem Zeitintervall vorbestimmter Länge unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) den Takt des ihr zugeordneten Zeitgebers (24, 26) reduziert, wenn das erfasste Zeitintervall größer ist als das Zeitintervall vorbestimmter Länge.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) den Takt des ihr zugeordneten Zeitgebers (24, 26) erhöht, wenn das erfasste Zeitintervall kleiner ist als das Zeitintervall vorbestimmter Länge.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuereinrichtung (12) und wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) über ein Bussystem (18) miteinander kommunizieren.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem (18) ein LIN-Bussystem oder LIN-basiertes Bussystem ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuereinrichtung (12) der wenigstens einen Untersteuereinrichtung (14, 16) Zugriffsrechte auf den Bus (18) zuteilt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuereinrichtung (12) Daten an die wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) versendet, die ein Identifizierungszeichen umfassen, das diejenige wenigstens eine Untersteuereinheit identifiziert, der die Hauptsteuereinrichtung (12) Schreibzugriffsrechte und/oder Lesezugriffsrechte auf den Bus (18) zuteilt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuereinrichtung (12) immer nur einer der Untersteuereinrichtungen (14, 16) Schreibzugriffsrechte auf den Bus (18) zuteilt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuereinrichtung (12) einer oder mehreren der Untersteuereinrichtungen (14, 16) Lesezugriffsrechte auf den Bus (18) zuteilt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptzeitgeber (22) einen Quarzkristall umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einer Untersteuereinrichtung (14, 16) zugeordnete Zeitgeber (24, 26) einen RC-Schaltkreis umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) als ein Sensor mit einer Mikrokontrollereinrichtung ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) einem Aktuator (34, 36) eines elektronischen Parkbrems-Systems zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 2 und einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Untersteuereinrichtung (14, 16) in einem Diagnosemodus Fehlerinformationen an die Hauptsteuereinrichtung (12) verschickt.
Elektronisches Bremssteuersystem (10) für ein Kraftfahrzeugbremssystem, das umfasst: eine elektronische Hauptsteuereinrichtung (12) mit einem ihr zugeordneten Hauptreitgeber (22), wenigstens zwei der Hauptsteuereinrichtung (12) untergeordnete Untersteuereinrichtungen (14, 16) mit jeweils einem ihnen zugeordneten Zeitgeber (24, 26), wobei die Hauptsteuereinrichtung (12) mit den Untersteuereinrichtungen (14, 16) zyklusweise kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuereinrichtung (12) und die wenigstens zwei Untersteuereinrichtungen (14, 16) durch ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche synchronisiert sind.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zum Durchführen eines Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinheit läuft.