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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Notlauffunktion,
eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Notlauffunktion, ein Computerprogramm
und ein Computerprogrammprodukt
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Stand der Technik
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Sog.
Systembasischips bzw. -schaltkreise (SBC) oder integrierte Systembasischips
(SBIC) werden u. a. in Steuergeräten
für automotive
Anwendungen eingesetzt und fassen typischerweise unterschiedliche
Funktionen, wie bspw. Spannungsregelung und -überwachung, Rücksetzfunktionen
(Reset), Überwachungsfunktionen
(Watchdog), Schnittstellenfunktionen und dergleichen zusammen. Am Markt
verfügbare
SBICs sind bspw. TLE6263 von Infineon, UJA1065 von Philips oder
MC33889 von Freescale.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Notlauffunktion, über die
eine Funktion redundant angesteuert wird. Bei diesem Verfahren wird
ein zum Auslösen
der Funktion vorgesehenes Eingangssignal entlang einer Anzahl redundanter
Pfade zu einer Einrichtung, die zum Umsetzen der Funktion ausgebildet
ist, redundant übermittelt.
Außerdem
wird eine Diagnose mindestens eines redundanten Pfads durchgeführt.
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Mit
diesem Verfahren wird durch Bereitstellung der Notlauffunktion eine
verzögerungsfreie
und mehrfach redundante Ansteuerung einer Funktion zuzüglich einer
vollständigen,
typischerweise betriebsbegleitenden, Diagnose des mindestens einen redundanten
Pfads, der auch als Notlaufpfad bezeichnet werden kann, oder eines
entsprechenden Signalpfads realisiert.
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Das
Eingangssignal kann somit über
mehrere redundante Pfade sicher übermittelt
werden, so dass die Funktion sicher umgesetzt wird. Durch Vornehmen
der Diagnose des mindestens einen Pfads kann dessen Funktionstüchtigkeit überprüft werden.
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Die
im Rahmen des Verfahrens benutzten redundanten Pfade können verschiedenartig
strukturiert sein. Entlang derartiger Pfade, bspw. Notlaufpfade,
können
unterschiedliche elektronische und/oder schaltungstechnische Einrichtungen
angeordnet sein. So ist es möglich,
das Eingangssignal direkt über
einen ersten redundanten Pfad oder Notlaufpfad zu der Einrichtung
zu übermitteln.
Außerdem kann
das Eingangssignal über
einen zweiten redundanten Pfad, der als Betriebspfad ausgebildet
ist und einen Microcontroller umfasst, zu der Einrichtung übermittelt
werden. Außerdem
können
mehrere Pfade durch diesen Microcontroller diagnostiziert werden.
Somit kann dieser Microcontroller auch Pfade diagnostizieren, entlang
denen dieser Microcontroller nicht angeordnet ist.
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In
einer weiteren Variante des Verfahrens werden mindestens ein redundanter
Pfad und der Microcontroller durch einen Systembasisschaltkreis, der
hier zugleich als Überwachungseinheit
ausgebildet ist, überwacht.
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Das
Verfahren ist bspw. für
Anwendungen im automotiven Bereich bzw. im Kfz-Bereich geeignet. Dabei
ist es u. a. möglich,
dass im Rahmen des Verfahrens ein Bremslicht redundant angesteuert
wird. In diesem Fall wird das Eingangssignal durch einen Bremsschalter
oder eine entsprechende Bremsvorrichtung bereitgestellt. Hierbei
ist durch dieses Eingangssignal eine Bremsbeleuchtung zu erzeugen, wobei
das Eingangssignal redundant zu dem Bremslicht übermittelt wird, so dass dieses
Bremslicht eine Bremsung anzeigt. Somit kann mit dem Verfahren das
Bremslicht betätigt
und kontrolliert werden.
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Im
Rahmen der beschriebenen Diagnose können neben den redundanten
Pfaden oder Notlaufpfaden auch Fehler diagnostiziert werden. Somit ist
bspw. auch ein Abschalten von fehlerhaften Signalen möglich.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer
zum redundanten Ansteuern einer Funktion vorgesehenen Notlauffunktion,
wobei diese Vorrichtung eine Anzahl redundanter Pfade umfasst, entlang
denen ein zum Auslösen
der Funktion vorgesehenes Eingangssignal zu der Einrichtung, die
zum Umsetzen der Funktion ausgebildet ist, redundant zu übermitteln
ist. Weiterhin ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, eine Diagnose
mindestens eines redundanten Pfads durchzuführen.
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Diese
Vorrichtung kann üblicherweise
einen Microcontroller, einen als Überwachungseinheit ausgebildeten
Systembasisschaltkreis und ein Modul, das auch als Notlaufmodul
bezeichnet werden kann, umfassen. Das Modul kann eine Anzahl logischer Elemente
umfassen, so dass dieses Modul in einer Variante als ein logisches
Schaltelement ausgebildet ist. Die logischen Schaltelemente sind über Leitungsabschnitte
miteinander verbunden. Somit ist es möglich, dass die redundanten
Pfade oder Notlaufpfade zumindest abschnittsweise entlang den logischen Schaltelementen
innerhalb des Moduls verlaufen, was bedeutet, dass entlang der redundanten
Pfade logische Elemente angeordnet sein können.
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Der
Microcontroller der Vorrichtung kann am Anfang eines Zweigs eines
redundanten Pfads angeordnet sein, so dass das Eingangssignal über den
Microcontroller direkt an diesen redundanten Pfad übermittelt
bzw. geleitet wird. Außerdem
kann die Vorrichtung eine Anzahl Rückleseleitungen aufweisen,
wobei der Microcontroller über
jeweils eine derartige Rückleseleitung
an jeweils einem der redundanten Pfade angeschlossen ist, so dass
die Diagnose der Pfade über
diese Rückleseleitungen
mit dem Microcontroller durchzuführen
ist.
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Der
Systembasisschaltkreis ist dazu ausgebildet, den Microcontroller
und in weiterer Ausgestaltung die redundanten Pfade zu überwachen.
Hierzu ist der Systembasisschaltkreis mit dem Microcontroller verbunden.
Außerdem
kann der Systembasisschaltkreis auch am Anfang eines zweiten Zweigs des
beschriebenen redundanten Pfads, an dessen ersten Zweig der Microcontroller
angeschlossen ist, angeordnet sein.
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Mit
der Erfindung ist u. a. eine steuerbare, verzögerungsfreie Ansteuerung von
mindestens einer Funktion, d. h. auch von mehreren Funktionen, die
durch jeweilige Eingangssignale ausgelöst werden, möglich. Es
ist klar, dass in einer Variante auch mehrere unterschiedliche Eingangssignale über redundante
Pfade des Moduls innerhalb einer Vorrichtung redundant übertragen
werden können.
Außerdem
können
zusätzliche
redundante Ansteuerung für den
Ausfall der ersten redundanten Ansteuerung zuzüglich einer vollständigen Diagnose
im normalen Betrieb durchgeführt
werden.
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Somit
ist eine direkte Steuerung durch ein Eingangssignal unter Bereitstellung
unterschiedlicher Steuerungsmöglichkeit
realisierbar. Eine Überwachungseinheit
kann z. B. als System Basis IC bzw. Schaltkreis mit integriertem Überwachungsmodul (Watchdog)
zur Überwachung
eines Microcontrollers, der im Fehlerfall, zusätzlich zu dem Rücklesesignal, das
auch als Rücksetz-
bzw. Reset-Signal geeignet ist, ein hoch-(high) oder niedrig-(low)
aktives Fehlersignal liefert, das die mindestens eine Funktion redundant
ansteuern kann, ausgebildet sein.
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In
Ausgestaltung der Erfindung kann eine Kombination der oben genannten
Varianten, d. h. eine ggf. auch mehrfach redundante Ansteuerung sowie
eine bspw. betriebsbegleitende Diagnose, erfolgen. Dadurch ergeben
sich schnelle Reaktionszeiten, flexible Ansteuerungsmöglichkeiten,
eine in der Regel vollständige
Diagnose zur Erkennung schlafender Fehler und/oder eine Abschaltung
einer Funktion bei fehlerhaftem Eingangssignal, bspw. für einen Kurzschlußschutz.
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Die
Erfindung betrifft in Ausgestaltung auch eine Notlauffunktion mit
verzögerungsfreier
und mehrfach redundanter Ansteuerung einer Funktion einschließlich vollständiger Diagnose
mindestens eines redundanten Signalpfads bzw. mindestens einer zur
Bereitstellung von Signalen vorgesehenen redundanten Leitung und
somit mindestens eines redundanten Pfads innerhalb des Moduls. Das
Modul kann bspw. logische Schaltelemente, üblicherweise UND- sowie ODER-Elemente,
umfassen. Derartige logische Schaltelemente sind üblicherweise
entlang dem mindestens einen redundanten Pfad innerhalb des Moduls
angeordnet, so dass zwei logische Schaltelemente über einen
Abschnitt des mindestens einen redundanten Pfads miteinander verbunden
sein können.
Hierbei kann ein logisches Schaltelement entlang einem redundanten
Pfad und somit auch entlang mehreren redundanten Pfaden angeordnet
sein.
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Die
steuerbare, verzögerungsfreie
Ansteuerung der mindestens einen Funktion ist typischerweise direkt
durch das Eingangssignal durchführbar.
Es ergibt sich auch die Möglichkeit
einer Ansteuerung der mindestens einen Funktion im normalen Betriebsfall
durch den Microcontroller und eine mehrfach redundante Ansteuerung
bei Ausfall des Microcontrollers oder anderer Komponenten der Vorrichtung
oder eines entsprechenden Systems.
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Eine
vollständige
Diagnose der redundanten Ansteuer- oder Signalpfade, die zumindest
abschnittsweise innerhalb des Moduls, bspw. Notlaufmoduls, verlaufen
und somit zumindest abschnittsweise als redundante Pfade innerhalb
des Moduls angeordnet sind, kann bspw. während des Betriebs u. a. durch
Erkennung schlafender Fehler erfolgen. Eine Abschaltung einer Funktion
bei einem fehlerhaftem Eingangssignal, z. B. durch Kurzschluß, kann
ergänzend
vorgesehen sein.
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In
Ausgestaltung erfolgt eine verzögerungsfreie
Ansteuerung der Funktion, wobei diese Funktion ggf. in einem als
Notlaufpfad ausgebildeten Pfad integriert werden kann.
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Die
beschriebene Vorrichtung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten
Verfahrens durchzuführen.
Dabei können
einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen Komponenten der
Vorrichtung durchgeführt
werden. Weiterhin können
Funktionen der Vorrichtung oder Funktionen von einzelnen Komponenten
der Vorrichtung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln,
um alle Schritte eines beschriebenen Verfahrens durchzuführen, wenn
das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden
Recheneinheit, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
ausgeführt
wird.
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Das
erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt
mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind,
ist zum Durchführen
aller Schritte eines beschriebenen Verfahrens ausgebildet, wenn
das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden
Recheneinheit, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
ausgeführt
wird.
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Eine
Funktion, hier beispielhaft anhand der Funktion des Bremslichts
beschrieben, wird nahezu verzögerungsfrei,
d. h. ohne Software-Reaktionszeit, und applikationsspezifisch, z.
B. mit einem pulsweitenmodulierten (PWM) Signal, angesteuert. Die
applikationsspezifische Steuerung durch das Steuersignal zur Pulsweitenmodulation
und zum Testen ("PWM & Test") durch den Microcontroller
wird in diesem Fall nicht erst mit der Funktionsanforderung durch
das Eingangssignal aktiviert sondern vorab eingestellt und dann
durch das Eingangssignal sofort aktiviert. Die Erfindung eröffnet somit
in einer Variante die Möglichkeit
einer verzögerungsfreien
Ansteuerung ohne Software-Reaktionszeit.
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Somit
steuert das Eingangssignal (Brake switch input) eines Bremsschalters
die entsprechende Funktion direkt und verzögerungsfrei mit dem korrekten
Steuersignal durch Hardwarekontrolle (HW control) an. Es besteht
auch die Möglichkeit,
die Funktion über
den Microcontroller unter Bereitstellung einer Softwarekontrolle
anzusteuern. Die Ansteuerung kann üblicherweise ohne aktives Eingangssignal,
falls die direkte Ansteuerung durch das Eingangsignal deaktiviert
sein sollte, durch den Microcontroller redundant erfolgen.
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Darüberhinaus
kann bei einem Kurzschluß zur
Batteriespannung des Eingangssignals die Funktion abgeschaltet werden,
um die Funktion nicht fehlerhaft anzusteuern und/oder einen Ausgangstreiber zu
schützen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist eine Dimmung einer Glühlampe
mittels eines pulsweitenmodulierten Signals möglich. Das Steuersignal ("PWM & Test") kann u. a. auch
zur Diagnose mindestens eines redundanten Pfads, der typischerweise
innerhalb des Moduls verläuft,
genutzt werden.
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Eine
erste redundante Ansteuerung durch die Überwachungseinheit (System
Basis Chip, SBIC) wird in der Regel beim Ausfall des Microcontrollers unter
Bereitstellung eines Fehlersignals umgesetzt.
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Eine
zweite redundante Ansteuerung kann durch das Ausbleiben eines Signals
erfolgen. D. h. die redundante Ansteuerung wird sofort oder mit
Verzögerung
durch das Einschalten einer Versorgungsspannung oder eines Versorgungsstroms,
z. B. KL15, aktiviert. Durch ein Fehlersignal (Micro Limp) des Microcontrollers
wird diese Ansteuerung wieder deaktiviert, so dass bei einem Ausbleiben
dieses Fehlersignals vom Microcontroller die redundante Ansteuerung
aktiviert wird. Dieses Fehlersignal (Micro Limp) kann auch zur Diagnose
des mindestens einen redundanten Pfads genutzt werden.
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Für eine vollständige Diagnose
sind in einer Ausführungsform
typischerweise zwei Rückleseleitungen
(FB1, FB2) vorgesehen.
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Eine
erste Rückleseleitung
dient zur Überprüfung eines
ersten ODER-Elements OR1 und eines zweiten ODER-Elements OR2, die
entlang des mindestens einen redundanten Pfads innerhalb des Moduls
angeordnet sind. Zur Überprüfung wird
ein entsprechendes Fehlersignal (SBIC Limp oder Micro Limp), das
an dem als Überwachungsmodul
ausgebildeten Systembasisschaltkreis und/oder am Microcontroller
bereitgestellt wird, aktiviert und anhand eines Signalpegels über eine
erste Rückleseleitung (FB1)
diagnostiziert, ohne dass eine Funktion angesteuert wird. Wird die
Aktivierung der Funktion während
des Tests akzeptiert, kann auf diese erste Rückleseleitung bei zukünftigen
Tests ggf. verzichtet werden.
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Ein
zweites Rücklesesignal,
das über
die zweite Rückleseleitung
(FB2) bereitgestellt wird, dient am Ende einer Ansteuerung zur Überprüfung eines
UND-Elements AND1 und eines dritten ODER-Elements OR3 innerhalb
des Moduls, wobei die Funktion aktiviert wird. Dazu kann das Einganssignal
und Steuersignal ("PWM & Test") aktiv anliegen.
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Dieses über die
zweite Rückleseleitung (FB2)
bereitgestellte Rücklesesignal
(FB2) kann auch zur Diagnose bei Ansteuerung durch den Microcontroller
im normalen Betriebsfall genutzt werden.
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Bei
einer Kombination der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen
können
die Signale (Micro Limp oder PWM & Test)
des Microcontrollers jeweils zum Test und zur korrekten applikationsspezifischen
Ansteuerung genutzt werden. Je nach Systemauslegung kann hierfür auch nur
eines der benannten Signale eines Microcontrollers ausreichen.
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Die
Notlauffunktion, die im Rahmen einer Umsetzung eines Notlaufmodus
ausgeführt
werden kann, ist verallgemeinert für Außenbeleuchtungen, üblicherweise
Brems- bzw. Stopplichter und/oder für ein Dauerversorgungsrelais
vorgesehen. Für
den Fall, dass die Bedingungen für
einen Notlauf gegeben sind, ist ein durchgängiger spezifischer Pfad zur Bestromung
der Außenbeleuchtung,
bspw. mindestens eines Bremslichts, aktiviert. Weiterhin wird ein Ausgang
für die
Dauerversorgung in eine AUS- bzw. Off-Position gesetzt. Zur Aktivierung
der Notlauffunktion sind in Ausgestaltung zwei redundante Pfade vorgesehen.
Das Überwachungsmodul
des Systembasisschaltkreises überwacht
hierbei den Microcontroller. Im Fall eines Fehlers wird ein geeignetes
Signal ("SBIC Limp") zur Bereitstellung
eines Notlaufs mittels des Systembasisschaltkreises gesetzt, um somit
die Notlauffunktion zu aktivieren. Der Microcontroller unterbindet
die Notlauffunktion, so lange dieser hinreichend mit elektrischer Energie
versorgt wird. Im Falle eines Verlustes eines Signals ("Micro Limp") des Microcontrollers
für einen
Notlauf des Microcontrollers wird die Notlauffunktion aktiviert.
Die Logik zur Bereitstellung der Notlauffunktion kann durch ein internes
Signal ("Limp_home_supply_5V") aktiviert werden.
Dieses Signal kann durch geeignete Schaltelemente, die auch als
Mikroprozessoren ausgebildet sein können, erzeugt werden.
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Eine
Diagnose, bspw. der Notlauffunktion, für die Außenbeleuchtung ist bei jeder
funktionellen Anfrage zur Aktivierung der Aussenbeleuchtung möglich. Mindestens
ein als Notlaufpfad ausgebildeter redundanter Pfad wird in diesem
Fall über
eine Notlauffunktion ausgehend von dem Systembasisschaltkreis oder
durch ein Ausgabesignal des Microcontrollers aktiviert. Zur Bestätigung einer
derartigen Aktivierung wird ein Rücklesesignal (Feedbacksignal)
an einen Treiber übermittelt.
Danach kann der mindestens eine redundante Pfad, hier der Notlaufpfad,
deaktiviert werden, wobei weitere Verfahrensschritte an den Microcontroller übergeben
und somit von diesem durchgeführt
werden. In der Regel wird der Microcontroller unabhängig von
einer aktuell durchzuführenden
Funktion von dem Systembasisschaltkreis überwacht. Weiterhin ist vorgesehen,
dass üblicherweise als
Notlaufpfade ausgebildete redundante Pfade zum Nachweis schlafender
Fehler überwacht
werden.
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Eine
Diagnose einer Notlauffunktion für
mindestens ein Bremslicht ist bei jeder Anfrage einer Funktion zur
Aktivierung eines derartiger Bremslichtes möglich. Ein Schalter für das Bremslichte
wird zur Aktivierung über
den Microcontroller mittels eines Signals ("Stop PWM/Test") aktiviert. Wenn der Schalter für das Bremslicht
gedrückt
wird, wird dieses typischerweise sofort aktiviert, so dass dieses
leuchtet. Dabei erkennt der Microcontroller eine durch ein Signal übertragene
Anfrage zur Aktivierung des Bremslichts. Der Microcontroller kann
in diesem Fall eine Aktivierung einer Durchschaltung des Bremslichts über mindestens
einen redundanten Pfad über
ein Rücklesesignal
des Treibers aktivieren. Weiterhin kann der Microcontroller die
Aktivierung des Bremslichts übernehmen
und dabei eine Durchschaltung des Schalters für das Bremslicht deaktivieren.
Falls der Schalter für
das Bremslicht ausgelöst
ist, wird eine Durchschaltung des Schalters für das Bremslicht erneut durch
den Microcontroller aktiviert. In diesem Kontext ist ein pulsweitenmoduliertes
Signal für das
Bremslicht bereitstellbar. Das Bremslicht kann weiterhin unverzüglich aktiviert
werden, wobei keine Verzögerung
durch eine Überwachung
des Microcontrollers erfolgt. Zur Anzeige schlafender Fehler wird
mindestens ein redundanter Pfad beim Durchschalten eines Signals
für das
Bremslicht überwacht.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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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.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2 zeigt
in schematischer Darstellung Verläufe von Signalen, die bei einer
Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
umgesetzt werden.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die
Erfindung ist anhand von Ausführungsformen
in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Die
in 1 schematisch dargestellte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 umfasst
einen integrierten Systembasisschaltkreis 4 (SBIC), der
hier als Überwachungseinheit
dient, einen Microcontroller 6 und ein hier als Notlaufmodul ausgebildetes
Modul 8, das nachfolgend beschriebene ODER- sowie UND-Elemente 18, 24, 28, 30 und demnach
logische Schaltelemente bzw. Logikbausteine umfasst. Dabei sind
der integrierte Systembasisschaltkreis 4 und der Microcontroller 6 über eine serielle
periphäre
Schnittstelle 10 (serial perephial interface, SPI) miteinander
verbunden. Der integrierte Systembasisschaltkreis 4 und
der Microcontroller 6 liegen über eine erste Leitung 12 auf
einer Spannung VREG bzw. VCC.
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Über eine
zweite Leitung 14 stellt der Systembasisschaltkreis 4 dem
Microcontroller 6 entweder ein Überwachungssignal (Watchdog,
WD) oder ein Rücksetzsignal
(Reset) bereit. Außerdem
ist vorgesehen, dass der integrierte Systembasisschaltkreis 4 dem
Modul 8 über
eine dritte Leitung 16 ein S-Fehlersignal (SBIC Limp) zur
redundanten Realisierung einer Notlauffunktion übermitteln kann. Dieses S-Fehlersignal
(SBIC Limp) des Systembasisschaltkreises 4 wird in der
vorliegenden Ausführungsform
einem ersten ODER-Element 18 (OR1) des
Moduls 8 zugeführt.
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Über eine
vierte Leitung 20 wird ausgehend von dem Microcontroller 6 dem
ersten ODER-Element 18 (OR1)
des Moduls 8 ein M-Fehlersignal (Micro Limp) übermittelt.
Eine fünfte
Leitung 22 ist dazu vorgesehen, dass der Microcontroller 6 einem
zweiten ODER-Element 24 (OR2) des Moduls 8 einen pulsweitenmoduliertes
(PWM) Signal oder ein Testsignal übermittelt. Über eine
sechste Leitung 26 übermittelt
der Microcontroller 6 einem dritten ODER-Element 28 (OR3)
des Moduls 8 ein Signal zur Softwarekontrolle (SW control).
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Weiterhin
weist das Modul 8 noch ein UND-Element 30 (AND1)
auf. Das zweite ODER-Element 24 (OR2)
und das UND-Element 30 (AND1) sind zur Bereitstellung eines
ersten Rücklesesignals über eine
erste Rückleseleitung 32 (FB1)
mit dem Microcontroller 6 verbunden. Weiterhin ist das
dritte ODER-Element 28 (OR3) über eine zweite Rückleseleitung 34 (FB2)
zur Bereitstellung eines zweiten Rücklesesignals mit dem Microcontroller 6 verbunden.
Bei Betrieb der Vorrichtung 2 wird das Modul 8 über eine
Versorgungsleitung 36 mit einem Strom (KL15 supply) versorgt.
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Die
erste Rückleseleitung 32 (FB1)
dient hier zum Überprüfen des
ersten und zweiten ODER-Elements 18, 24 (OR1,
OR2) des Moduls 8. Zur Überprüfung wird
entweder das S-Fehlersignal (SBIC Limp) des Systembasisschaltkreises 4 oder
das M-Fehlersignal (Micro Limp) des Microcontollers 6 aktiviert
und anhand eines Signalpegels über
die erste Rückleseleitung 32 (FB1)
diagnostiziert, ohne dass eine Funktion angesteuert wird.
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Das
zweite Rücklesesignal
ist zum Überprüfen des
UND-Elements 30 (AND1) und des dritten ODER-Elements 28 (OR3)
vorgesehen. Dabei wird die Funktion aktiviert, wobei das pulsweitenmodulierte
Signal und ein über
eine Zuleitung 38 bereitgestelltes Eingangssignal aktiv
anliegen. Außerdem
wird das zweite Rücklesesignal
bei Ansteuerung durch den Microcontroller 6 zur Diagnose
mindestens eines Pfads innerhalb des Moduls 8 im normalen
Betriebsfall genutzt.
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Die
applikationsspezifische Steuerung durch das Steuersignal zur Pulsweitenmodulation
und zum Testen ("PWM & Test") durch den Microcontroller 8 wird
in diesem Fall vorab eingestellt und durch das Eingangssignal aktiviert.
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Es
ist vorgesehen, dass die vorliegende Ausführungsform der Vorrichtung 2 zur
Umsetzung einer Notlauffunktion (Limp Home) für Brems- bzw. Stopplichter
eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Hierbei ist vorgesehen, dass
dem UND-Element 30 (AND1) des logischen Schaltelements 8 über die
Zuleitung 38 das Eingabesignal eines Bremsschalters bereitgestellt
wird. Über
eine Schaltleitung 40 wird ausgehend von dem logischen
Schaltelement 8 einem Bremslicht ein Ausgabesignal zur
Bereitstellung einer Bremsbeleuchtung als hier anzusteuernde Funktion übermittelt.
Außerdem
wird dieses Eingangssignal über
eine Abzweigungsleitung 42 der Zuleitung 38 an
den Microcontroller 6 übermittelt.
Somit ist es möglich,
das Eingangssignal über
die Microcontroller der Schaltleitung 40 redundant zuzuführen und
das Bremslicht redundant anzusteuern.
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Es
ist außerdem
möglich,
das Bremslicht nur durch den Microcontroller anzusteuern, indem
das PWM-Signal 22 abgeschaltet wird. Dies ermöglicht eine
Diagnose des Pfads 6 über
die fünfte
Leitung des Microcontrollers mittels Feedback über die zweite Rückleseleitung 34.
Dies ist eine sog. Normalfunktion, dabei erfolgt ein verzögerungsfreies
Einschalten, dann Übernahme
der Kontrolle durch den Microcontroller 6 und ein Abschalten
des Direktdurchgriffs. Nachdem Funktionsanforderung wegfällt und
Bremslicht abgeschaltet ist, wird PWM-Signal wieder aktiviert, um
schnelles Einschalten zu ermöglichen.
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Eine
erste redundante Ansteuerung durch eine Überwachungseinheit (System
Basis Chip SBIC) wird in der Regel beim Ausfall des Microcontrollers
als ein Fehlersignal (Limp) geliefert.
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Eine
zweite redundante Ansteuerung kann bei Ausbleiben eines Signals
erfolgen. D. h. die redundante Ansteuerung wird sofort oder mit
Verzögerung
durch das Einschalten einer Versorgungsspannung oder eines Versorgungsstroms,
z. B. KL15, aktiviert. Durch ein M-Fehlersignal (Micro Limp) des Microcontrollers
wird diese Ansteuerung wieder deaktiviert, so dass bei einem Ausbleiben
dieses M-Fehlersignals die redundante Ansteuerung aktiviert wird.
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Das
Modul 8 der Vorrichtung 2 umfasst in der vorliegenden
Ausführung
drei redundante Leitungen, die als redundante Pfade bezeichnet werden
und zur Aktivierung der Notlauffunktion vorgesehen sind. Der erste
redundante Pfad beginnt am Ende der Zuleitung 38 und verläuft über das
UND-Element 30 (AND1) und das dritte ODER-Element 28 (OR3)
bis zu der Schaltleitung 40. Der zweite redundante Pfad umfasst
das erste ODER-Element 18 (OR1) und verläuft entlang
des zweiten ODER-Elements 24 (OR2), des UND-Elements 30 (AND1)
und des dritten ODER-Elements 28 (OR3) und endet an der
Schaltleitung 40. Je nach dem, welche redundante Ansteuerung
vorgesehen ist, weist dieser zweite redundante Pfad an seinem Anfang
den Systembasisschaltkreis 4 und die dritte Leitung 16 oder
den Microcontroller 6 und die vierte Leitung 20 auf.
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Die
Versorgungsleitung 36 aktiviert den zweiten redundanten
Pfad ab dem ersten ODER-Element 18 (OR1).
Der Microcontroller 6 unterbindet diese Notlauffunktion
solange seine Versorgung anliegt. Ein hierfür vorgesehenes Signal "Micro Limp" wird typischerweise
sofort beim Hochlauf, nach einem Reset oder nach Einschalten einer
Spannung des Systembauschaltkreises 4 (VCC ON), in der
Annahme eines korrekt laufenden Systems, übermittelt und somit bereitgestellt.
Im Fall eines Fehlers des integrierten Systembasisschaltkreises 4,
bspw. bei Ausfall der Versorgungsspannung VCC, die über die
erste Leitung 12 für
den Microcontroller 6 bereitgestellt wird, kann der Microcontroller 6 das
Signal nicht bereitstellen, so dass die Notlauffunktion aktiviert
wird.
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Demnach
kann eine Logik zum Notlauf über das
intern über
die Versorgungsleitung 36 redundant bereitgestellte KL15-Signal
erzeugt werden. Für
den Fall, dass Bedingungen für
den Notlauf gegeben sind, ist ein direkter Durchlauf des Eingangssignals des
Bremslichtschalters zu der Schaltleitung 40 über den
ersten redundanten Pfad für
das Eingangssignal aktiviert, so dass das Bremslicht über diesen
redundanten Pfad, hier entlang des UND-Elements 30 und des
dritten ODER-Elements 28, direkt angesteuert wird.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass mit der vorliegenden Vorrichtung 2 eine
direkte Kontrolle sowie ein direkter Test des Bremslichts möglich ist.
Hierzu wird in einem Vorlauf zur Kontrolle anwendungsspezifisch ausgehend
von Microcontroller 6 entweder das pulsweitenmodulierte
Signal oder das Testsignal aktiviert. Das Eingangsignal des Bremsschalters
gibt das pulsweitenmodulierte Signal oder das Testsignal zur Kontrolle
durch das über
die Zuleitung 38 bereitgestellte Eingangssignal frei. Rücklese-
bzw. Feedbacksignale, die über
die beiden Rückleseleitungen 32, 34 (SW1,
FB2) bereitgestellt werden, werden zum Überprüfen eines Signals für den Notlauf
sowie eines Signals für
den Normalbetrieb übermittelt.
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In
dem Diagramm aus 2 sind entlang einer Zeitachse 50 bei
einer Kontrolle der Bremsleuchte der Verlauf eines Eingangssignals 52 des
Bremsschalters, eines Steuersignals 54, hier eine Kombination
aus einem pulsweitenmodulierten Signal und einem Testsignal, eines
Ausgabesignals 56 für
die Bremsleuchte sowie ein Softwarekontrollsignal 58 aufgetragen.
Innerhalb dieses Diagramms kennzeichnet eine erste gestrichelte
Linie 60 einen ersten Zeitpunkt, durch den eine minimale
Reaktionszeit der Hardware gekennzeichnet ist. Eine zweite Zeitlinie 62 zeigt
den Zeitpunkt an, der nach Verstreichen einer Softwarereaktionszeit 64 einsetzt.
Das Ausgabesignal 56 für
das Bremslicht wird bei Durchführung des
Verfahrens über
einen ersten Kontrollmechanismus 66 ausgehend von dem Steuersignal 54 (PWM und
Test) oder über
einen zweiten Kontrollmechanismus 68 ausgehend von dem
Softwarekontrollsignal 58 gesteuert und das Steuersignal 54 (PWM
und Test) ausgeschaltet, so dass das Ausgabesignal 56 für das Bramslicht
bei Normalbetrieb unter Kontrolle des Microcontrollers ist. Das
Diagramm dient hier zur Darstellung des Normalbetriebs und der verzögerungsfreien
Ansteuerung der Funktion (Bremslicht). Das Steuersignal 54 und
das Software Kontrollsignal 58 sind Eingangssignale des
in 1 gezeigten ODER-Elements 28, das Ausgabesignal 56 dessen Ausgangssignal.
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Das
erste als Logikbaustein ausgebildete ODER-Element 18 erzeugt
ebenfalls, sofort oder mit Verzögerung,
beim Anlegen der Versorgungsspannung KL15 über die Versorgungsleitung 36 ein
Signal zur Aktivierung des Notlaufs, wenn das Signal "Micro Limp" nicht aktiv ist.
D. h. im normalen Betriebsfall deaktiviert der Microcontroller 6 diesen
Notlaufpfad so schnell wie möglich.
Im Fehlerfall z. B. bei Ausfall der Spannung des Systembasischaltkreises 4 wird dieser
Pfad aktiviert, da das Signal "Micro
Limp" fehlt, aber
das erste ODER-Element 18 Logik noch versorgt ist. Andere
Fehler, z. B. Software-Fehler werden durch Überwachung des Microcontrollers 6 mittels
des Überwachungsmoduls
im Systembasischaltkreis 4 abgedeckt.