Es ist demnach Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine elektronische Steuervorrichtung zu schaffen, die
mit mindestens einem Paar von Computern ausgestattet ist, die funktionell
verschiedenen Arten von Steuerungen zugeordnet sind, wobei diese
Steuerungen die Motorsteuerung eines Kraftfahrzeuges umfassen und
die unabhängig
die entsprechenden Steuerungen durchführen, das Auftreten einer Abnormalität in jedem Computer
korrekt erkennen und den Ort des Auftretens der Abnormalität spezifizieren.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt
erfindungsgemäß durch
die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und
Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung illustrativer Ausführungsformen
anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
1 ein
Blockdiagramm des Aufbaus einer ersten elektronischen Steuereinheit
(ECU = electronic control unit) gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
2 ein
Blockdiagramm des Aufbaus einer zweiten ECU;
3 ein
schematisches Strukturdiagramm zur Veranschaulichung einer elektronischen
Steuervorrichtung und einer durch diese Vorrichtung zu steuernden
Einheit;
4 die
schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges; und
5 ein
Blockdiagramm einer bekannten Überwachungsvorrichtung
für ein
Computersystem.
Eine elektronische Steuervorrichtung
für ein
Kraftfahrzeug gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die speziell für ein Automobil oder Kraftfahrzeug
ausgelegt ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
näher erläutert.
4 zeigt
schematisch ein Fahrzeug 1, bei dem eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangen kann. Das Fahrzeug 1 weist
nichtangetriebene Räder 2 und
angetriebene Räder 3 auf,
ist also im vorliegenden Ausführungsbeispiel
mit Hinterradantrieb versehen und ist beispielsweise mit einem Zwölfzylinder-Motor 4 des
V-Typs in Frontbauweise ausgestattet. Ein elektronisch gesteuertes
Automatikgetriebe 5, das mit der (nicht dargestellten)
Abtriebswelle des Motors 4 verbunden ist, ist über eine
Kardanwelle 6, ein Differentialgetriebe 7 und
eine Antriebswelle 8 mit den angetriebenen Rädern 3 in
Verbindung. Eine elektronische Steuervorrichtung 9 des
Fahrzeuges 1 weist erste und zweite elektronische Steuereinheiten (ECU) 10 und 11 als
erste und zweite Computer auf. In dieser Ausführungsform weist jeder Computer
in der ECU 10 oder 11 wenig stens eine Speichereinheit,
eine arithmetische Recheneinheit, eine Steuereinheit und eine Eingabe/Ausgabe-Einheit
auf. Die Speichereinheit speichert Informationen, Befehle und dergleichen.
Die arithmetische Recheneinheit führt unter anderem verschiedene
arithmetische Rechenvorgänge
und normale logische Arbeitsvorgänge
durch. Die Steuereinheit dekodiert Befehle und steuert die zugehörige Steuereinheit. Die
Eingabe/Ausgabe-Einheit empfängt
und sendet Informationen von und zu externen Einheiten.
Die ECUs 10 und 11 sind
funktionell verschiedenen Arten von Steuerungen zugeordnet, welche
den Betrieb des Fahrzeuges 1 betreffen, beispielsweise
Steuerung des Motors 4, Steuerung des Automatikgetriebes 5 etc.
und führen
die zugeordneten Steuerungen unabhängig voneinander durch. Zusätzlich überwacht jede
ECU 10 oder 11 die andere ECU 11 oder 10,
um zu überprüfen, ob
die betreffende ECU korrekt arbeitet. Das Fahrzeug 1 ist
auch mit einer Traktionssteuerung (TRC) und einem Antiblockier-Bremssystem
(ABS) ausgestattet.
3 zeigt
schematisch die Struktur oder den Aufbau der elektronischen Steuervorrichtung 9 und
des Motors 4, sowie des Automatikgetriebes 5,
wobei Motor 4 und Getriebe 5 von der Vorrichtung 9 gesteuert
werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
hat jede der linken und rechten Reihen 4a und 4b des
Motors 4 sechs Zylinder. Zwei Luftansaugkanäle 12a und 12b,
die den Zylinderreihen 4a und 4b zugeordnet sind,
liefern Außenluft
an die einzelnen Zylinder der Zylinderreihen 4a und 4b.
Drosselklappen 13a und 13b, die in den jeweiligen
Luftansaugkanälen 12a und 12b angeordnet
sind, werden jeweils von Stellmotoren 14a und 14b betrieben.
Das Drosselventil oder die Drosselklappe 13a und das Drossenventil
oder die Drosselklappe 13b stellt die Luftmenge ein, die
den einzelnen Zylindern der zugehörigen Zylinderreihe 4a oder 4b zugeführt wird.
Kraftstoffzufuhrvorrichtungen (nicht dargestellt) für jede der
Zylinderreihen
4a und 4b stellen die Kraftstoffmenge ein,
die den Zylindern in den Zylinderreihen 4a und 4b zugeführt werden
soll. Eine Zündvorrichtung
(nicht dargestellt) für
jede der Zylinderreihen 4a und 4b steuert die
Zündzeitpunkte
für ein
Luft/Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern der Zylinderreihen 4a oder 4b.
Das Automatikgetriebe 5 möge im dargestellten Ausführungsbeispiel vier
Gänge haben.
Die erste ECU 10 hat als
Hauptprozessor eine erste zentrale Hauptverarbeitungseinheit (CPU) 21,
als Unterprozessor eine erste Unter-CPU 22, einen ersten
integrierten Leistungsschaltkreis 23 und zwei Kommunikations-Bausteine 24 und 25.
In dieser Ausführungsform
weist der Prozessor, der die Haupt-CPU und die Unter-CPU aufweist
neben den vier oben beschriebenen im Computer enthaltenen Einheiten
noch die arithmetische Recheneinheit und die Steuereinheit auf.
Die Haupt-CPU 21 führt
unabhängig
Steuerungen durch, die der linken Zylinderreihe 4a des
Motors 4 zugeordnet sind, sowie Steuerungen des Automatikgetriebes 5. Die
Unter-CPU 22 überwacht
den Betriebszustand der Haupt-CPU 21. Der Leistungsschaltkreis 23 liefert
Leistung oder Betriebsspannung an die einzelnen CPUs 21 und 22 und überwacht
den Betriebszustand der Haupt-CPU 21. Die Komunikations-Bausteine 24 und 25 sind
integrierte Bausteine und tauschen untereinander bestimmte Daten
und andere Signale aus, die für
die verschiedenen Steuervorgänge
zwischen den anderen Schaltkreisen notwendig sind, die nicht in
der ersten CPU 10 und der Haupt-CPU 21 enthalten
sind.
Die zweite ECU 12 weist
eine zweite Haupt-CPU 26 als Hauptprozessor, eine zweite
Unter-CPU 27 als Unterprozessor, einen zweiten integrierten
Leistungsschaltkreis 28 und einen Kommunikations-Baustein 29 auf.
Die Haupt-CPU 26 führt
unabhängig
Steuerungen durch, die der rechten Zylinderreihe 4b des
Motors 4 zugeordnet sind. Die Unter-CPU 27 überwacht
die Betriebszustände
der Haupt-CPU 26. Die ersten und zweiten Unter-CPUs 22 und 27 haben
einfachen Aufbau, der beispielsweise maximal ein Bit an Information
verarbeiten kann. Der Leistungsschaltkreis 28 liefert Leistung
oder Betriebsspannung an die einzelnen CPUs 26 und 27 und überwacht
den Betriebsszustand der Haupt-CPU 26. Der Kommunikations-Baustein 29 tauscht
bestimmte Daten oder andere Signale aus, die für die verschiedenen Steuerungen
notwendig sind, wobei dieser Datenaustausch zwischen dem Kommunikations-Baustein 24 in
der ersten ECU 10 erfolgt.
Die erste Haupt-CPU 21 in
der ersten ECU 10 tauscht Informationen, die für eine Steuerung
notwendig sind, mit einer Anzeige-Meßvorrichtung 31 auf,
die am Instrumentenbrett (nicht dargestellt) des Fahrzeuges 1 angeordnet
ist, sowie mit einem Klimaanlagensystem 32 des Fahrzeuges 1 und
einer Karosserie-ECU 33, wobei dieser Datenaustausch über den
Kommunikations-Baustein 25 erfolgt. Die Anzeige 31 steuert
eine Alarmlampe 34. Wenn in der elektronischen Steuervorrichtung 9 eine
Abnormaiität
auftritt, erkennt die erste oder die zweite ECU 10 oder 11 diesen
Zustand und sendet ein Erkennungssignal an die Anzeige 31.
Bei Empfang des Erkennungssignales betreibt die Anzeige 31 die
Alarmlampe 34. Die Haut-CPUs 21 und 26 in
den beiden ECU 10 und 11 tauschen Informationen
aus, die zur Steuerung nötig
sind, wobei dieser Informationsaustausch über eine TRC/ABS.ECU 30 über die
Kommunikations-Bausteine 24 und 29 erfolgt. Die
TRC/ABS.ECU 30 steuert das TRC-System (Traktionssteuerung)
und das Antiblockiersystem (ABS), die im Fahrzeug 1 vorhanden
sind.
Die 1 und 2 zeigen jeweils den detaillierten
Aufbau der ersten und zweiten ECUs 10 und 11;
die individuellen oder einzelnen Kommunikations-Bausteine 24, 25 und 29 von 3 sind in den beiden Darstellung
von 1 und 2 weggelassen. Die ECU 10 hat
erste und zweite externe Ausgangsanschlüsse 41a und 41b und
erste und zweite externe Eingangsanschlüsse 43a und 43b und
die ECU 11 hat auf ähnliche
Weise erste und zweite externe Ausgangsanschlüsse 42a und 42b und
erste und zweite externe Eingangsanschlüsse 44a und 44b.
Eine erste Verbindungsleitung 45 ist
zwischen den ersteri externen Ausgangsanschluß 41a der ersten ECU 10 und
den ersten externen Eingangsanschluß 44a der zweiten
ECU 11 geschaltet. Auf ähnliche
Weise ist eine zweite Verbindungsleitung 46 zwischen den
ersten externen Eingangsanschluß 43a der
ersten ECU 10 und den ersten externen Ausgangsanschluß 42a der
zweiten ECU 11 geschaltet. Diese beiden Verbindungsleitungen 45 und 46 erlauben,
daß die
ECUs 10 und 11 bestimmte Daten untereinander austauschen, die zur
Steuerung notwendig sind. Kommunikationsdaten, die zur Steuerung
zwischen den beiden ECUs 10 und 11 notwendig sind,
verlaufen über
die Verbindungsleitungen 45 und 46. Wenn jedoch
die Haupt-CPU 21 oder 26 ausfällt, wird der Dateninhalt unbestimmt
oder es werden keine Daten übertragen.
Eine erste Überwachungsleitung 47 ist
zwischen den zweiten externen Eingangsanschluß 43b der ersten ECU 10 und
den zweiten externen Ausgangsanschluß 42b der zweiten
ECU 11 geschaltet. Ruf ähnliche Weise
ist eine zweite Überwachungsleitung 48 zwischen
den zweiten externen Ausgangsanschluß 41b der ersten ECU 10 und
den zweiten externen Eingangsanschluß 44b der zweiten
ECU 11 geschaltet. Diese beiden Überwachungsleitungen 47 und 48 erlauben,
daß die
ECUs 10 und 11 bestimmte Signale untereinander
austauschen, die zur Überwachung
der jeweiligen Betriebszustände
der ECUs 10 und 11 notwendig sind.
Wie in 1 gezeigt,
weist die erste ECU 10 ein ODER-Gatter 35 und
einen Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36 zusätzlich zu
der Haupt-CPU 21, der Unter-CPU 22 und dem Leistungsschaltkreis 23 auf. Dieser
Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36 ist
mit einem (nicht dargestellten) Treiberschaltkreis für die Kraftstoffzufuhr-Vorrichtung
der linken Zylinderreihe 4a und einem Treiberschalt kreis
(nicht dargestellt) für
den Motor 14a der Drosselklappe 13a verbunden.
Die erste Haupt-CPU 21 weist
einen Kommunikationsdaten-Ausgangsanschluß 51,
einen Kommunikationsdaten-Eingangsanschluß 52, einen Eingangsanschluß 53 für die Bestimmung
einer Abnormalität
der ECU, einen Ausgangsanschluß 54 für eine Bestimmung
der Unter-CPU, einen Rücksetz-Eingangsanschluß 55,
einen Überwachungs-Ausgangsanschluß 56,
einen Überwachungs-Erkennungsanschluß 57 und
einen Alarm-Rusgangsanschluß 58 auf.
Die erste Unter-CPU 22 weist
einen Rusgangsanschluß 61 für die Bestimmung
der Haupt-CPU, einen Überwachungs-Ausgangsanschluß 62 und
einen Überwachungs-Erkennungsanschluß 63 auf.
Der erste integrierte Leistungsschaltkreis 23 weist
einen Rücksetz-Ausgangsanschluß 71 und
einen Überwachungs-Erkennungsanschluß 72 auf.
Wie in 2 gezeigt,
weist die zweite ECU 12 ein ODER-Gatter 37 und
einen Abnormalitäts-Schaltkreis 38 zusätzlich zur
Haupt-CPU 26, der Unter-CPU 27 und dem integrierten
Leistungsschaltkreis 28 auf. Der Abnormalitäts-Erkennungsschaltkreis 38 ist
mit einem (nicht dargestellten) Treiberschaltkreis für die Kraftstoffzufuhrvorrichtung
der rechten Zylinderreihe 4b und einem (ebenfalls nicht
dargestellten) Treiberschaltkreis für den Motor 14b der
Drosselklappe 13b verbunden.
Die zweite Haupt-CPU 26 in
der ECU 11 weist einen Kommunikationsdaten-Ausgangsanschluß 81, einen
Kommunikationsdaten-Eingangsanschluß 82, einen Abnormalitätsbestimmungs-Eingangsanschluß 83 für die Bestimmung
einer abnormalen Arbeitsweise der ECU, einen Bestimmungs-Ausgangsanschluß 84 für die Unter-CPU,
einen Rücksetz-Eingangsanschluß 85,
ei nen Überwachungs-Ausgangsanschluß 86,
einen Überwachungs-Erkennungsanschluß 87 und
einen Alarm-Ausgangsanschluß 88 auf.
Die zweite Unter-CPU 27 weist
einen Bestimmungs-Ausgangsanschluß 91 für die Haupt-CPU,
einen Überwachungs-Ausgangsanschluß 92 und
einen Überwachungs-Erkennungsanschluß 93 auf.
Der zweite integrierte Leistungsschaltkreis 28 weist
einen Rücksetz-Ausgangsanschluß 101 und
einen Überwachungs-Erkennungsanschluß 102 auf.
Wie sich aus dem obigen ergibt, haben
die beiden ECUS 10 und 11 im
wesentlichen die gleichen Grundstrukturen oder den gleichen grundlegenden
Aufbau, so daß nur
der Aufbau der ersten ECU 10 nachfolgend näher erläutert werden
wird, um eine reduntante Beschreibung bezüglich der zweiten ECU 11 zu
vermeiden. Es sei jedoch festgehalten, daß die die erste ECU 10 betreffende
Beschreibung auch gleichermaßen auf
die zweite ECU 11 zutrifft bzw. den Aufbau der zweiten
ECU 11 darlegt oder erläutert.
Der Ausgangsanschluß 56 in
der Haupt-CPU 21 der ersten ECU 10 ist mit den
Erkennungsanschlüssen 63 und 72 der
Unter-GPU 22 und dem Leistungsschaltkreis 23 verbunden.
Die Haupt-GPU 21 schickt ein Überwachungs-Impulssignal, welches
sich zu jeder gegebenen Zeitdauer invertiert an die Erkennungsanschlüsse 63 und 72 der
Unter-GPU 22 und dem Leistungsschaltkreis 23.
Die Ausgabe dieser Signale erfolgt vom Ausgangsanschluß 56.
Wenn die Arbeitsweise der Haupt-CPU 21 normal
ist, ist das von dem Ausgangsanschluß 56 ausgegebene Impulssignal
ebenfalls normal. Wenn die Arbeitsweise der Haupt-GPU 21 abnormal ist,
wird auch das vom Ausgangsanschluß 56 ausgegebene Ausgangssignal
abnormal. Die Unter-GPU 22 überwacht das Impulssignal,
das von dem Erkennungsanschluß 63 erfaßt wird.
Auf der Grundlage dieses Im pulssignales bestimmt die Unter-CPU 22,
ob die Haupt-CPU 21 korrekt arbeitet oder nicht.
Der Ausgangsanschluß 62 der
Unter-CPU 22 ist mit dem Erkennungsanschluß 57 der
Haupt-CPU 21 verbunden. Die Unter-GPU 22 schickt
ein Überwachungs-Impulssignal,
das sich zu jeder bestimmten Zeitperiode oder Zeitdauer invertiert
an den Erkennungsanschluß 57 der
Haupt-GPU 21. Die Signalübertragung erfolgt von dem
Ausgangsanschluß 62.
Wenn die Arbeitsweise der Unter-GPU 22 normal ist, ist
das vom Ausgangsanschluß 62 ausgegebene
Impulssignal ebenfalls normal. Wenn die Arbeitsweise der Unter-GPU 22 abnormal
ist, wird auch das von dem Ausgangsanschluß 62 ausgegebene Impulssignal
abnormal. Die Haupt-GPU 21 überwacht das Impulssignal,
das von dem Erkennungsanschluß 57 empfangen
wird. Auf der Grundlage dieses Impulssignales bestimmt die CPU 21,
ob die Unter-GPU 22 korrekt arbeitet oder nicht.
Bei dieser Ausführungsform tauschen somit die
beiden CPUs 21 und 22 die Überwachungs-Pulssignale, die
für die Überwachungszwecke
notwendig sind, über
die Ausgangsanschlüsse 56 und 62 und
die Erkennungsanschlüsse 57 und 63 untereinander
aus. Somit überwacht
die CPU 21 den Betriebszustand der CPU 22 und
die CPU 22 denjenigen der CPU 21.
Der Ausgangsanschluß 71 des
Leistungsschaltkreises 23 ist mit dem Eingangsanschluß 55 der Haupt-GPU 21 verbunden.
Der Leistungsschaltkreis 23 überwacht das Impulssignal,
das von dem Erkennungsanschluß 72 erfaßt wird.
Auf der Grundlage dieses Impulssignales bestimmt der Leistungsschaltkreis 23, ob
die Haupt-GPU 21 korrekt arbeitet oder nicht. Wenn festgestellt
wird, daß die
Haupt-GPU 21 abnormal arbeitet, schickt der integrierte
Leistungsschaltkreis 23 das Reset- oder Rücksetzsignal
aus, um den Betrieb der Haupt-CPU 21 über den
Eingangsanschluß 55 der
Haupt-GPU 21 zwangsweise anzuhalten. Die Abgabe dieses
Signales erfolgt über
den Ausgangsanschluß 71.
In diesem Fall wird somit die Energie- oder Leistungszufuhr zu der
Haupt-CPU 21 zwangsweise unterbrochen.
Der Ausgangsanschluß 51 der
Haupt-CPU 21 ist mit dem externen Ausgangsanschluß 41a verbunden.
Die Haupt-CPU 21 gibt bestimmte Kommunikationsdaten, welche
die zweite ECU 11 benötigt,
aus, was über
den Ausgangsanschluß 51 erfolgt.
Diese Kommunikationsdaten umfassen ein Laufimpulssignal als dynamisches
Signal, das den normalen Zustand der Haupt-CPU 21 anzeigt.
Dieses Laufimpulssignal besteht aus einem dynamischen Signal, das
sich zu jeder gegebenen Zeitdauer invertiert. Die Kommunikationsdaten
werden über
die Verbindungsleitung 45 dem externen Eingangsanschluß 44a der
zweiten ECU 11 von dem externen Ausgangsanschluß 41a eingegeben
und werden von dem Kommunikationsdaten-Eingangsanschluß 82 der
zweiten Haupt-CPU 26 empfangen.
Der Eingangsanschluß 52 der
Haupt-CPU 21 ist mit dem externen Eingangsanschluß 43a verbunden. Die
Haupt-CPU 21 empfängt
am Eingangsanschluß 52 bestimmte
Kommunikationsdaten, welche von dem Ausgangsanschluß 81 der
zweiten ECU 11 auf die oben beschriebene Weise über den
externen Ausgangsanschluß 42a,
die Verbindungsleitung 46 und den externen Eingangsanschluß 43a geschickt
werden. Die ankommenden Kommunikationsdaten enthalten ein Laufimpulssignal,
das den normalen Zustand der zweiten Haupt-CPU 26 der zweiten
ECU 11 darstellt. Mit anderen Worten, festgelegte oder
vorherbestimmte Daten, welche zwischen den beiden ECUs 10 und 11 ausgetauscht
werden, um deren Steuervorgänge
aneinander anzupassen, werden dem Eingangsanschluß 52 zugeführt. Gleichzeitig
wird das Laufimpulssignal, welches das Überwachungsergebnis bezüglich des
Betriebszustandes der Haupt-CPU 26 der zugehörigen ECU 11 darstellt,
im Eingangsanschluß 52 zugeführt. Bei
dieser Ausführungsform
ist die Haupt-CPU 21, welche den Ausgangsanschluß 51 und
den Eingangsanschluß 52 umfaßt, äquivalent
zu einer Kommunikationsvorrichtung.
Eine Auflistung der von den Ausgangsanschlüssen
51 und
81 der
Haupt-CPUs
21 und
25 in den ersten und zweiten
ECU
S 10 und
11 ausgegebenen
Kommunikationsdaten findet sich in den nachfolgenden Tabellen
1 und
2. Liste
der Kommunikationsdaten, die von dem Kommunikationsdaten-Ausgangsanschluß der ersten Haupt-CPU
ausgegeben werden Tabelle
1:
Liste
von Kommunikationsdaten, die von dein Kommunikationsdaten-Ausgangsanschluß der zweiten Haupt-CPU
ausgegeben werden Tabelle
2:
Es ergibt sich aus den Tabellen 1 und 2,
daß, wenn
jede Haupt-CPU 21 oder 26 normal arbeitet, dann das
Bestimmungssignal für
die Haupt-CPU ein Laufimpulssignal hat, das sich zu jeder gegebenen
Zeitdauer wiederholt invertiert. Wenn eine der CPUs 21 oder 26 abnormal
ist, hat das Bestimmungssignal für
die Haupt-CPU ein undefiniertes oder unspezifiziertes Signal von
entweder hohem oder niedrigem logischen Pegel.
Das Bestimmungssignal für die Unter-CPU
zeigt das Ergebnis der Bestimmung entweder an der Unter-CPU 22 oder
der Unter-CPU 27 an, wobei diese Bestimmung auf der Grundlage desjenigen
erfolgt, was am zugehörigen Überwachungs-Erkennungsanschluß 57 oder 87 empfangen
wird. Wenn jede der Unter-CPUs 22 oder 27 normal
arbeitet, hat das Bestimmungssignal niedrigen logischen Pegel. Wenn
eine der Unter-CPUs 22 oder 27 abnormal ist, hat
das entsprechende Bestimmungssignal hohen Pegel.
Die Überwachungsleitung und das
Bestimmungssignal für
periphere Schaltkreise zeigt das Ergebnis der Bestimmung an, die
an der jeweiligen Überwachungsleitung 47 und 48 erfolgt,
wobei diese Bestimmung darauf basiert, was an dem jeweiligen Abnormalitäts-Erkennungseingangsanschluß 53 oder 83 anliegt.
Wenn jede Überwachungsleitung 47 oder 48 normal
ist, hat das Bestimmungssignal niedrigen Pegel. Wenn eine der Überwachungsleitungen 47 oder 48 abnormal
ist, hat das Bestimmungssignal hohen Pegel.
Der Bestimmungs-Ausgangsanschluß 54 der
Haupt-CPU 21 in der ersten ECU 10 ist mit dem
ersten Eingangsanschluß des
ODER-Gatters 35 verbunden. Wenn bestimmt wird, daß die Unter-GPU 22 normal
ist, sendet die Haupt-GPU 21 ein laufendes Impulssignal,
das sich zu jeder gegebenen Zeitdauer invertiert an das ODER-Gatter 35 von
dem Bestimmungs-Ausgangsanschluß 54.
Wenn festgestellt wird, daß die
Unter-GPU 22 in einem abnormalen Betriebszustand ist, sendet
die Haupt-GPU 21 ein hochpegeliges Signal an das ODER-Gatter 35 von
dem Bestimmungs-Ausgangsanschluß 54.
yxc
Der Bestimmungs-Ausgangsanschluß 61 der
Unter-GPU 22 ist mit dem zweiten Eingangsanschluß des ODER-Gatters 35 verbunden.
Wenn bestimmt wird, daß die
Haupt-GPU 21 normal ist, sendet die Unter-GPU 22 ein
niedrig pegeliges Signal von dem Bestimmungs-Ausgangsanschluß 61 an
das ODER-Gatter 35. Wenn bestimmt wird, daß die Haupt-GPU 21 abnormal
arbeitet, sind die Unter-GPU 22 vom Bestimmungs-Ausgangsanschluß 61 ein
hochpegeliges Signal an das ODER-Gatter 35.
Der Ausgangsanschluß des ODER-Gatters 35 ist
mit dem externen Ausgangsanschluß 41b und dem Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36 verbunden.
Wenn das laufende Impulssignal, das den normalen Zustand der Unter-CPU 22 anzeigt
und das niedrig pegelige Signal, das den normalen Zustand der Haupt-CPU 21 anzeigt,
dem ODER-Gatter 35 zugeführt werden, gibt das ODER-Gatter 35 ein
normales laufendes Impulssignal (dynamisches Signal) aus, das den
normalen Zustand der ersten ECU 10 darstellt. Dieses laufende
Impulssignal ist ein Überwachungssignal.
Wenn das hochpegelige Signal, das den abnormalen Zustand der Unter-CPU 22 anzeigt
oder das hochpegelige Signal, das den abnormalen Zustand der Haupt-CPU 21 anzeigt, dem
ODER-Gatter 35 zugeführt
wird, gibt das ODER-Gatter 35 ein hochpegeliges Signal
aus, das als Überwachungssignal
den abnormalen Zustand der ersten ECU 10 anzeigt. Diese Überwachungssignale
werden über
die Überwachungsleitung 48 dem
externen Eingangsanschluß 44b der
zweiten ECU 11 von dem externen Ausgangsanschluß 41b eingegeben
und dann dem Abnormalitätsbetstimmungs-Eingangsanschluß 83 der
Haupt-CPU 26 zugeführt.
Auf diese Art und Weise senden die
Haupt-CPU 21 mit dem Bestimmungs-Ausgangsanschluß 54,
die Unter-CPU 22 mit dem Bestimmungs-Ausgangsanschluß 61 und
das ODER-Gatter 35 die Überwachungsergebnisse
aus. Es sei nun angenommen, daß die
von den Bestimmungs-Ausgangsanschlüsse 54 und 61 der CPUs 21 und 22 ausgegebenen
Signale anzeigen, daß die
Betriebszustände
der anderen CPSs 22 und 21 normal sind. Das ODER-Gatter 35 sendet
dann das normal verlaufende Impulssignal aus, was sich zu jeder bestimmten
oder gegebenen Zeitdauer oder Periode invertiert, wobei dieses Signal
das Überwachungssignal ist,
das der zugehörigen
zweiten ECU 11 über
die Überwachungsleitung 48 zugeführt wird.
Es sei weiter angenommen, daß das
von dem Bestimmungs-Ausgangsanschluß 54 oder 61 der
CPU 21 oder 22 ausgeschickte Signal nicht anzeigt,
daß der
Betriebszustand der anderen CPU 22 oder 21 normal
ist. Dann sendet das ODER-Gatter 35 ein hochpegeli ges Signal,
das sich von dem normal verlaufenden Impulssignal unterscheidet, als Überwachungssignal
an die zugeordnete zweite ECU 11 über die Überwachungsleitung 48.
Der Abnormalitätsbestimmungs-Eingangsanschluß 53 der
Haupt-CPU 21 ist mit dem externen Eingangsanschluß 43b verbunden.
Die Haupt-CPU 21 empfängt
an dem Abnormalitätsbestimmungs-Eingangsanschluß 53 das Überwachungssignal,
das von dem ODER-Gatter 37 der zweiten ECU 11 auf
oben beschriebene Weise ausgegeben wird und über den Ausgangsanschluß 42b,
die erste Überwachungsleitung 47 und den
externen Eingangsanschluß 43b ausgegeben
wird. Die Haupt-CPU 21 überwacht
dieses Überwachungssignal
und Kommunikationsdaten, die an dem Kommunikationsdaten-Eingangsanschluß 52 eingegeben
werden, um eine Abnormalität
betreffend die zugeordnete ECU 11 zu bestimmen. Die Stelle
der Abnormalität
kann dadurch spezifiziert oder festgelegt werden, indem Inhalt des Überwachungssignales
und Inhalt der Kommunikationsdaten kombiniert werden.
Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt
die Beziehungen zwischen dem Inhalt der Kommunikationsdaten und dem Überwachungssignal,
wobei diese Signale den Haupt-CPUs 21 und 26 in
den ersten und zweiten ECUs 10 und 11 eingegeben
werden, sowie die Festlegung. der zu bestimmenden Abnormalität.
Wie sich aus Tabelle 3 unmittelbar
ergibt, ist es möglich,
zu spezifizieren, ob der Ort der Abnormalität in der Haupt-CPU 21 oder 26,
der Unter-CPU 22 oder 27, der Kommunikationsleitung 45 oder 46 oder
der Überwachungsleitung 47 oder 48 bzw.
in einem peripheren Schaltkreis liegt, in dem der Inhalt des Bestimmungssignales
für die
Haupt-CPU, des Bestimmungssignales die Unter-CPU und die Bestimmungssigna- le für Überwachungsleitung
und periphere Schaltkreise inklusive der Kommunikationsdaten, sowie
Inhalt des Überwachungssignales
kombiniert werden.
Wenn die Haupt-CPU 21 in
der ersten ECU 10 eine Abnormalität in der zugeordneten ECU 11 erkennt, schickt
die Haupt-CPU 21 ein bestimmtes Steuersignal von dem Alarm-Ausgangsanschluß 58 aus,
um die Warnlampe 34 anzutreiben. Bei Empfang dieses Steuersignales
schaltet die Anzeige 31 die Warnlampe oder Alarmlampe 34 ein.
Mit anderen Worten, die Haupt-CPU 21 mit dem Alarmlampen-Ausgangsanschluß 58 überwacht
das laufende Impulssignal, das über
die Kommunikationsleitung 46 und die Überwachungsleitung 47 läuft, um
in dieser Ausführungsform
eine Abnormalität
in der zugeordneten ECU 11 zu erkennen.
Das Überwachungssignal von dem ODER-Gatter 35 wird
dem Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36 zugeführt. Auf
der Grundlage dieses Überwachungssignales
bestimmt der Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36,
ob die örtliche
ECU 10 normal ist. Wenn bestimmt wird, daß die örtliche
ECU 10 abnormal ist, schickt der Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36 ein
vorab festgelegtes Steuersignal an den Treiberschaltkreis für die Kraftstoffzufuhrvorrichtung,
um die Kraftstoffzufuhr für
die linke Zylinderreihe 4a zu unterbrechen. Wenn bestimmt
wird, daß die örtliche
ECU 10 abnormal ist, schickt der Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36 gleichzeitig
ein vorab bestimmtes Steuersignal an den Treiberschaltkreis für den Motor 14a,
um die Drosselklappe 13a für die linke Zylinderreihe 4a völlig zu
schließen.
Mit anderen Worten, wenn das ODER-Gatter 35 ein hochpegeliges
Signal ausgibt, bestimmt der Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36, daß die lokale
oder örtliche
ECU 10 abnormal arbeitet und schränkt die Arbeitsweisen oder
den Betrieb von Kraftstoffzuführvorrichtung
und Drosselklappe 13a für
die linke Zylinderreihe 4a ein.
Gemäß obiger Beschreibung sind
bei dieser Ausführungsform
die Haupt-CPUs 21 und 26 in den ECUs 10 und 11 funktionell
den verschiedenen Arten von Steuerungen für den Betrieb des Kraftfahrzeuges 1 zugeordnet
und führen
unabhängig
voneinander die zugeordneten Steuerungen durch. Das bedeutet, daß die Haupt-CPUs 21 und 26 unabhängig voneinander
die zugewiesenen Steuerungen für
die Zylinderreihen 4a und 4b des Motors 4 durchführen. Die
CPU 21 führt
die ihr zugewiesene Steuerung für
das Automatikgetriebe 5 durch. Die Unter-CPUs 22 und 27 überwachen
die Betriebszustände
der Haupt-CPUs 21 und 26. Die Haupt-CPU 21 oder 26 und
die Unter-GPU 22 oder 27 überwachen die Betriebszustände der
zugeordneten EPUs auf der Grundlage der Überwachungs-Impulssignale,
die von den zugeordneten CPUs ausgegeben werden.
Es sei angenommen, daß die Haupt-CPUs 21 und 26 und
die Unter-CPUs 22 und 27 anzeigen, daß die Betriebszustände der
zugeordneten CPUs normal sind. Dann geben die ODER-Gatter 35 und 37 normal verlaufende
Impulssignale aus, die die normalen Zustände sowohl in der Haupt-GPU 21 und 26 als
auch der Unter-CPUs 22 und 27 anzeigen. Diese
Impulssignale sind die Überwachungssignale
für die
zugeordneten ECUS 11 und 10 und
werden von den lokalen ECUs 10 und 11 über die Überwachungsleitungen 45 und 48 ausgegeben.
Wird angenommen, daß die Haupt-CPUs 21 und 26 oder
die Unter-CPUs 22 und 27 nicht anzeigen, daß die Betriebszustände der
zugeordneten CPUs normal sind, geben die ODER-Gatter 35 oder 37 ein
hochpegeliges Signal aus, was den abnormalen
Zustand zumindest einer der Haupt-CPUs 21 und 26 oder
der Unter-CPUs 22 und 27 anzeigt. Dieses hochpegelige
Signal ist das Überwachungssignal,
das an die zugeordnete ECU 11 oder 10 von der örtlichen
ECU 10 oder 11 über die Überwachungsleitung 47 oder 48 ausgegeben
wird.
Wenn die lokale ECU 10 oder 11 normal
arbeitet, schickt die Haupt-GPU 21 oder 26 Kommunikationsdaten
inklusive dem laufenden Impulssignal an die zugeordnete ECU 11 oder 10 über die
Kommunikationsleitung 45 oder 46. Wenn die lokale
ECU 10 oder 11 nicht normal ist, sendet die Haupt-CPU 21 oder 26 Kommunikationsdaten
inklusive eines gegebenen Signales mit hohem oder niedrigem Pegel
an die zugeordnete ECU 11 oder 10.
Die Haupt-CPU 21 oder 26 überwacht
die Kommunikationsdaten und das Überwachungssignal,
welche über
die Kommunikationsleitung 45 oder 46 und die Überwachungsleitung 47 oder 48 geschickt
werden. Auf der Grundlage des Inhaltes dieser Signale erkennt die
Haupt-CPU 21 oder 26 eine Abnormalität in der
zugeordneten ECU 11 oder 10 und bestimmt den Ort
der Abnormalität.
In dieser Ausführungsform
werden das Vorhandensein oder Fehlen des laufenden Impulssignales
in den Kommunikationsdaten und das Vorhandensein oder Fehlen des
laufenden Impulssignales in dem Überwachungssignal,
wobei diese beiden Signale von der Haupt-CPU 21 oder 26 überwacht
werden, kombiniert. Demzufolge ist es möglich, den abnormalen Zustand
oder normalen Zustand für
die Haupt-CPU 21 oder 26 oder die Unter-CPU 22 oder 27 in
der zugeordneten ECU 11 oder 10 zu spezifizieren,
sowie den abnormalen Zustand oder normalen Zustand in der Kommunikationsleitung 45 oder 46 oder
der Überwachungsleitung 47 oder 48.
Es ist von daher möglich,
eine Abnormalität
in jeder der ECUs 10 oder 11 korrekt zu erkennen
und den Ort der Abnormalität
in der Haupt-CPU 21 oder 26, der Unter-CPU 22 oder 27,
der Verbindungsleitung 45 oder 46, sowie der Überwachungsleitung 47 oder 48 zu
spezifizieren. Wenn in diesem Fall die Unter-CPU 22 oder 27 in
jeder ECU 10 oder 11 abnormal ist, bestimmt die
Haupt-CPU 21 oder 26 in dieser ECU 10 oder 11 diese
Abnormalität.
Wenn die Haupt-CPU 21 oder 26 in jeder ECU 10 oder 11 abnormal
ist, bestimmt die Haupt-CPU 26 oder 21 in der
zugeordneten ECU 11 oder 10 diese Abnormalität.
Bei dieser Ausführungsform gibt das ODER-Gatter 35 oder 37 in
jeder ECU 10 oder 11 ein hochpegeliges Überwachungs signal
aus. Zu dieser Zeit bestimmen die Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreise 36 oder 38,
daß die
lokale ECU 10 oder 11 abnormal ist und schränken den
Betrieb des Bereiches ein, der von der lokalen ECU 10 oder 11 gesteuert
oder kontrolliert wird. Genauer gesagt, die Kraftstoffzufuhr zu
den Zylindern jeder Zylinderreihe 4a oder 4b in
dem Motor 4 wird unterbrochen und die Drosselklappe 13a oder 13b wird vollständig geschlossen,
um die Zufuhr von Außenluft
zu unterbinden.
Es ist somit möglich, einen fehlerhaften Betrieb
der Einheiten zu unterdrücken,
die von der lokalen ECU 10 oder 11 gesteuert werden,
wenn in diesen ECUs eine Abnormalität erkannt wird. Wenn beispielsweise eine
Abnormalität
nur in der ersten ECU 10 auftritt, bestimmt diese ECU 10 die
Abnormalität über den
Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36.
Dann beendet diese ECU 10 die Kraftstoffzufuhr und die
Zufuhr von Ansaugluft an die Zylinder der linken Zylinderreihe 4a,
um die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in jedem Zylinder
der linken Zylinderreihe 4a anzuhalten. Dies verhindert,
daß die
fehlerhaft oder abnormal arbeitende ECU 10 fehlerhaft die
einzelnen Zylinder in der linken Zylinderreihe 4a steuert
und betreibt. In diesem Fall werden die einzelnen Zylinder in der
rechten Zylinderreihe 4b von der normal arbeitenden zweiten
ECU 11 gesteuert und betrieben, so daß der Motor 4 nicht
anhält.
Selbst wenn. die genannte Abnormalität während des Betriebs des Fahrzeuges 1 auftritt,
wird die Arbeit oder der Betrieb der linken Zylinderreihe 4a des
Motors 4 unterbrochen und nur der Betrieb der rechten Zylinderreihe 4b wird
fortgeführt.
Von daher läuft
der Motor 4 mit geringerer Leistung, wobei jedoch der Fahrer
das Fahrzeug 1 nach wie vor bewegen kann. Dies bedeutet, daß es möglich ist,
die Funktionen, die von der abnormalen ECU 10 gesteuert
werden, quasi auszublenden, während
es möglich
ist, die Funktionen weiterhin wirksam zu verwenden, die von der
verbleibenden und normal arbeitenden ECU 11 durchgeführt werden.
Wenn bei dieser Ausführungsform
entweder die ECU 10 oder 11 eine Abnormalität in der
zugeordneten ECU 11 oder 10 entdeckt, wird die
Alarmlampe 34 eingeschaltet. Dies erlaubt dem Fahrer des
Fahrzeuges 1, sofort eine Abnormalität in der ECU 10 oder 11 zu
erkennen, so daß der
Fahrer entsprechend schnell auf Abnormalitäten in der ECU 10 oder 11 reagieren
kann.
Wenn bei dieser Auführungsform
eine Abnormalität
entweder in der Haupt-CPU 21 oder 26 oder in der zugeordneten
ECU 10 oder 11 auftritt, stoppt der zugeordnete
integrierte Leistungsschaltkreis 23 oder 28 die Energiezufuhr
an die abnormale Haupt-CPU 21 oder 26. Betriebsabläufe, die
von der abnormalen Haupt-CPU 21 oder 26 gesteuert
werden, können
daher sofort unterbrochen werden, so daß verhindert wird, daß Betriebsabläufe in den
zugeordneten Steuerzielen fehlerhaft gesteuert werden.
Mit anderen Worten, wenn bei dieser
Ausführungsform
eine Abnormalität
in entweder der ECU 10 oder der ECU 11 auftritt,
erkennt die zugeordnete ECU 11 oder 10 diese Abnormalität und schaltet
die Alarmlampe 34 ein, um den Fahrer vom Auftreten der
Abnormalität
oder des Fehlers zu informieren. Jede der ECUs 10 oder 11 gibt
jedoch keinen Befehl aus, um die Kontrolle der zugeordneten ECU 11 oder 10 zu
unterbrechen. Jede ECU 10 oder 11 bestimmt ihre
eigene Abnormalität über den
lokalen oder örtlichen
Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36 oder 38 und
stoppt nur die Steuerung an den Peripherieeinheiten, welche sie
selbst steuert. Wenn daher eine Abnormalität in der örtlichen ECU 10 oder 11 auftritt,
werden die Steuervorgänge
der zugeordneten oder benachbarten ECU 11 oder 10 nicht
angehalten.
Bei der beschriebenen Ausführungsform
können
die ECUs 10 und 11 unabhängig die Steuerziele für die linken
und rechten Zylinderreihen 4a und 4b des Motors 4 steuern
und können
Abnormalitäten
wie beispielsweise Leitungsunterbrechungen in den Verbindungsleitungen 45 und 46 feststellen.
Wenn daher eine Abnormalität
in der Verbindungsleitung 45' oder 46 auftritt,
kann die zugeordnete ECU 11 oder 10 zuverlässig diesen
Vorgang bestimmen und die Alarmlampe 34 einschalten. Weiterhin
kann jede ECU 10 und 11 zuverlässig ihre eigenen Steuerziele
kontrollieren oder steuern. Wenn eine Abnormalität in der Verbindungsleitung 45 oder 46 auftritt,
finden keine fehlerhaften Steuerabläufe in der ECU 11 oder 10 statt,
bevor der Fahrer nicht durch Einschalten der Lampe 34 von
dieser Abnormalität
informiert wurde.
Bei dieser Ausführungsform sind eine Haupt-CPU 21 oder 26 und
eine Unter-CPU 22 oder 27, welche die Haupt-CPU überwacht,
für jede
ECU 10 oder 11 vorgesehen. Eine hohe Leistungsfähigkeit
ist für
die Unter-CPUs 22 und 27 nicht notwendig. Sie
sollten beispilsweise lediglich eine Kapazität von ungefähr ein Bit an Information haben.
Von daher kompliziert die zusätzliche
Bereitstellung der Unter-CPUs 22 und 27 den Aufbau der
ECUs 10 oder 11 nicht und führt auch nicht zu einen hohen
Kostenanstieg.
Obgleich nur eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung als exemplarische Darstellung beschrieben
wurde, ergibt sich dem Fachmann auf diesem Gebiet, daß eine Vielzahl
von Abwandlungen und Modifikationen möglich ist, ohne den Rahmen
der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Nachfolgend sollen noch Abwandlungsformen
der vorliegenden Erfindung – ebenfalls
exemplarisch – aufgeführt werden:
In der beschriebenen Ausführungsform
ist das Paar von Verbindungs- oder Kommunikationsleitungen 45 und 46 zwischen
den ECUs 10 und 11 vorgesehen, um den beiden ECUs
i0 und 11 einen Austausch von Kommunikationsdaten zu ermöglichen.
Die Funktionen dieser Verbindungleitungen 45 und 46 können aber
auch auf eine einzelne Busleitung übertragen werden, um einen
derartigen Datenaustausch in einer seriellen Kommunikation zu bewerkstelligen.
Die Steuerziele, deren Steuerung
durch die Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreise 36 und 38 in
den ECUs 10 und 11 zu unterbrechen sind, sind
in der beschriebenen Ausführungsform
die Kraftstoffzufuhrvorrichtung und die nicht untereinander verbundenen
Drosselklappen 13a und 13b. Anstelle hiervon können die
Steuerziele, deren Steuerung durch die Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreise 36 und 38 anzuhalten
ist, entweder die Kraftstoffzufuhrvorrichtungen oder die Drosselklappen
sein.
Alternativ hierzu können die
Energieversorgungen für
die Motoren 14a und 14b für die Drosselklappen 13a und 13b so
ausgelegt sein, daß sie
separat von den Kraftstoffzuführvorrichtungen
sind, so daß,
wenn eine Abnormalität
in der Haupt-CPU 21 oder 26 auftritt, die Energiezufuhr
zu dem zugeordneten Motor 13a oder 13b unterbrochen
wird.
In der beschriebenen Ausführungsform
bestimmt der Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36 oder 38 eine
Abnormalität
in der lokalen oder örtlichen
ECU 10 oder 11 auf der Grundlage des Bestimmungsausgangssignales
des zugehörigen
ODER-Gatters 35 oder 37, das die Überwachungsergebnisse
einer jeden Haupt-CPU 21 oder 26 und jeder Unter-CPU 22 oder 27 in
der lokalen ECU 10 oder 11 erhalten hat. Eine
Abwandlung kann hier so gemacht werden, daß jeder Abnormalitäts-Bestimmungsschaltkreis 36 oder 38 in
jeder ECU 10' oder 11 direkt
das Überwachungsergebnis
von jeder Unter-CPU 22 oder 27 empfängt, um
eine Abnormalität
in der lokalen ECU 10 oder 11 zu bestimmen. Ein
Grund hierfür
kann sein, daß,
wenn die Arbeitsweise jeder Haupt-CPU 21 oder 26 abnormal
wird, jede Unter-CPU 22 oder 27 ein Ausgangssignal
ausgibt, das diese Abnormalität
wiedergibt. Ein anderer Grund ist, daß, wenn die Haupt-CPU 21 oder 26 abnormal
ist, die Steue rung an den Steuerzielen zumindest eingeschränkt werden
sollte.
In dieser Ausführungsform wird der Betriebszustand
jeder Haupt-CPU 21 oder 26 in der ECU 10 oder 11 von
dem zugeordneten Leistungsschaltkreis 23 oder 28 überwacht.
Weiterhin sind die integrierten Leistungsschaltkreise 23 und 28 so
ausgelegt, daß sie
die Energiezufuhr zu den zugeordneten Haupt-CPUs 21 und 26 unterbrechen
können,
wenn dies notwendig ist. Es kann jedoch auch auf diese Leistungsschaltkreise 23 und 28 verzichtet
werden.
