(57)【要約】特に車両における駆動進行制御システムであって，その場合に第１のコントロールユニットと第２のコントロールユニットが設けられており，コントロールユニットは互いに接続されており，かつこの接続を介して情報を交換する。その場合に，少なくとも第２のコントロールユニットはレジスタを有しており，そのレジスタ内に交換された情報及び／又は交換すべき情報が格納される。その場合に，第２のコントロールユニット又はそのレジスタは第１のコントロールユニット内でシミュレートされ，かつ第１のコントロールユニットはシミュレートされた第２のコントロールユニットと情報を交換する。その場合に，交換された情報はシミュレートされた第２のコントロールユニットから第２のコントロールユニットへ，及び交換すべき情報は第２のコントロールユニットからシミュレートされた第２のコントロールユニットへ接続を介して伝達される。
2004517244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に車両における駆動進行制御システムであって，その場合に第１のコントロールユニットと第２のコントロールユニットが設けられており，前記コントロールユニットは互いに接続されており，かつ前記接続を介して情報を交換し，その場合に少なくとも前記第２のコントロールユニットはレジスタを有しており，前記レジスタ内に交換された情報及び／又は交換すべき情報が記憶される前記システムにおいて，
前記第２のコントロールユニット又は前記レジスタは，前記第１のコントロールユニット内でシミュレートされ，前記第１のコントロールユニットは前記シミュレートされた第２のコントロールユニットと情報を交換し，その場合に前記交換された情報は前記シミュレートされた第２のコントロールユニットから第２のコントロールユニットへ，及び交換すべき情報は前記第２のコントロールユニットからシミュレートされた第２のコントロールユニットへ前記接続を介して伝達される，
ことを特徴とする駆動進行制御システム。
【請求項２】
前記第２のコントロールユニットの前記レジスタは，前記第１のコントロールユニットの揮発性メモリ内でバーチャルレジスタとしてシミュレートされる，ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記接続は，ワイヤレスで形成されている，ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記接続は，配線で形成されている，ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記レジスタを有する第２のコントロールユニット全体が，前記第１のコントロールユニット内でバーチャルにシミュレートされる，ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
本発明は，独立請求項の上位概念に記載された，特に車両における駆動進行制御システムに関する。
【０００２】
制御装置においては，マイクロコントローラと共に，ハードウェアＩＣが使用される。かかるＩＣ内に，個々の機能性（例えば多数の出力段）が集約される。コントローラは，情報交換のために，導線を介してＩＣと接続されている。
【０００３】
ＩＣがかかる導線を介して情報にアクセスする速度は，コントローラ内の内部速度よりもある係数だけ低速である。情報利用の内部で，これらＩＣ内で検出される情報にアクセスしなければならない場合に，情報はもはや直接には提供されない。
【０００４】
即ち，従来技術は，常に最適な結果を提供できないことが明らかにされており，それに基づいて，上記状況を改良すべきことが明らかである。
【０００５】
発明の利点
本発明は，特に車両における駆動進行制御システムに関するものであって，その場合に第１のコントロールユニットと第２のコントロールユニットが設けられ，コントロールユニットは互いに接続されており，かつ接続を介して情報を交換し，その場合に少なくとも第２のコントロールユニットはレジスタを有しており，そのレジスタ内に交換された情報及び／又は交換すべき情報が記憶される。
【０００６】
好ましくは，第２のコントロールユニット又はそのレジスタは，第１のコントロールユニット内でシミュレートされ，第１のコントロールユニットはシミュレートされた第２のコントロールユニットと情報を交換する。その場合に，交換された情報はシミュレートされた第２のコントロールユニットから第２のコントロールユニットへ，及び交換すべき情報は第２のコントロールユニットからシミュレートされた第２のコントロールユニットへ接続を介して伝達される。
【０００７】
その場合に，接続は，好ましくは配線でも，ワイヤレスでも実施することができ，例えばＳＰＩ，ＣＡＮあるいは例えば無線バスを使用できることを意味している。従って，使用される接続は，本発明の主旨において制限されていると考えるべきではない。
【０００８】
新しいコンセプトにおいては，好ましくは，ＩＣはコントローラ内でバーチャルシミュレートされる。即ち，規則的な間隔で，コントローラとＩＣとの間の接続を介して情報がレジスタから取り出されて，コントローラのＲＡＭ内にレジスタ値１：１が格納される。
【０００９】
情報利用の内部において，これらＩＣ内で検出された情報にアクセスしなければならない場合に，好ましくは低速のコントローラ−ハードウェア接続を介してではなく，予めＲＡＭ内に格納されている値がアクセスされる。
【００１０】
さらに，ＩＣへ伝達しなければならない値の場合に，同様に行われると，効果的である。利用は，値をＲＡＭ内のバーチャルレジスタへ書き込む。これらの値は，その後バックグラウンドにおいて周期的にハードウェア−ＩＣへ伝達される。
【００１１】
ＲＡＭ内でモジュールをシミュレートすることによって，効果的な方法で，ハードウェア−ＩＣの情報へ極めて高速でアクセスすることができる。さらに，情報交換をバックグラウンド内で周期的に，あるいはコントローラのアイドルタイムにおいて実施することができる。バックグラウンド内の周期的な通信によって，コントローラ負荷を予測可能に調節し，かつそれに応じて最適化することができる。
【００１２】
実施例の説明
以下，説明と図を用いて本発明を明らかにし，それにより請求項に基づくのと同様に，上述した利点の他にさらに他の利点と好ましい形態が明らかにされる。
【００１３】
ハードウェアとして，例えば図１に示す制御装置を基礎とし，その制御装置は，例えば車両においてエンジン制御，トランスミッション制御，ブレーキ制御などに使用することができる。
【００１４】
最近のデジタル技術によって，車両内の開ループ制御及び閉ループ制御の多様な可能性が得られる。多数の影響量を同時に算入することができるので，システムを最適に駆動することができる。制御装置は，センサの電気信号を受信して，それを評価し，操作部材（アクター）のための駆動信号を計算する。制御プログラムは，メモリに格納されている。プログラムの実施は，マイクロコントローラが引き受ける。制御装置の構成素子は，「ハードウェア」と称される。
【００１５】
センサは，周辺機器としての操作部材（アクター）と共に，車両と処理ユニットとしての制御装置との間のインターフェイスを形成する。センサの電気信号は，ケーブルハーネスとプラグコネクタを介して制御装置へ供給される。これらの信号は，様々な形式を有することができる。
【００１６】
アナログ入力信号は，所定の範囲内で各任意の電圧値をとることができる。アナログの測定値として用意される物理的な量の例は，吸入された空気質量，バッテリ電圧，吸気管圧と過給圧，冷却水温度と吸気温度である。これらは制御装置のマイクロコントローラ内でアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ−変換器）によってデジタル値に変換され，そのデジタル値によってマイクロコントローラは計算することができる。この信号の最大の解像度は，５ｍＶ段階／ビット（約１０００段階）で行われる。
【００１７】
デジタル入力信号は，２つの状態「ハイ」（論理値１）と「ロー」（論理値０）のみを有する。デジタル入力信号の例は，切替え信号（オン／オフ）又はホール素子あるいは磁気抵抗型センサの回転数パルスのような，デジタルセンサ信号である。それらは，マイクロコントローラによって直接処理することができる。
【００１８】
回転数と基準マークに関する情報を有する誘導センサのパルス形状の入力信号は，制御装置内の専用の回路部分で調整される。その場合に，干渉パルスは抑圧され，パルス形状の信号がデジタルの矩形パルスに変換される。
【００１９】
信号調整
信号調整は，ブロックＳＡ１，ＳＡ２及びＳＡ３において各々の入力量に従って行われる。入力信号は，保護配線によって許容される電圧レベルに制限される。有効信号は，フィルタリングによってさらに重畳されている干渉信号を除去され，必要に応じて増幅によってマイクロコントローラの許容される入力電圧に適合される（０．．．５Ｖ）。各々統合段階に従って，信号調整の一部あるいは全部を，センサ内で行うことができる。
【００２０】
信号処理
制御装置は，エンジン制御の機能進行のための切替えセンターである。マイクロコントローラ内で開ループ制御及び閉ループ制御アルゴリズムが実行される。センサと他のシステムへのインターフェイスとによって準備された入力信号は，入力量として用いられる。その入力量は，計算機内で再度蓋然化される。プログラムを用いて，出力信号が計算される。
【００２１】
マイクロコントローラ
マイクロコントローラは，制御装置の中央の構成素子である。マイクロコントローラは，制御装置の機能進行を制御する。マイクロコントローラ内では，ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ，即ち，中央演算ユニット）の他に，さらに入力及び出力チャネル，タイマーユニット，ＲＡＭ，ＲＯＭ，シリアルインターフェイスと他の周辺アッセンブリがマイクロチップ上に集積されている。クォーツが，マイクロコントローラのクロックを形成する。
【００２２】
プログラムメモリとデータメモリ
マイクロコントローラは，計算するためにプログラム−いわゆる「ソフトウェア」を必要とする。ソフトウェアは，データセットに分割されたバイナリの数値の形式で，プログラムメモリに格納されている。ＣＰＵは，この値を読み出し，それを指令として解釈し，この指令を順序に従って実施する。プログラムは，リードオンリーメモリ（ＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ又はフラッシュＥＰＲＯＭ）に格納されている。さらに，バリアント固有データ（個別データ，特性曲線及びマップ）がこのメモリ内に存在している。そのデータは，車両駆動において変更することのできない不変のデータである。これらのデータは，プログラムの開ループ制御及び閉ループ制御進行を調節する。プログラムメモリを，マイクロコントローラ内に統合し，各々の利用に従ってさらに別の構成部分内で拡張することができる（例えばＥＰＲＯＭ又はフラッシュＥＰＲＯＭによって）。
【００２３】
ＲＯＭ
プログラムメモリは，ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）として形成することができる。これは読み取りメモリであって，その内容は形成の際に固定され，その後再び変更することはできない。マイクロコントローラ内に統合されているＲＯＭのメモリ容量は，制限されている。複雑な利用のためには，付加的なメモリが必要である。
【００２４】
ＥＰＲＯＭ
ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ，即ち消去及びプログラミング可能なＲＯＭ）は，ＵＶ光の照射によって消去して，プログラミング装置によって再び新しく書き込むことができる。ＥＰＲＯＭは，多くは別体の構成部分として形成されている。ＣＰＵは，アドレス／データバスを介してＥＰＲＯＭに応答する。
【００２５】
フラッシュ−ＥＰＲＯＭ（ＦＥＰＲＯＭ）
フラッシュＥＰＲＯＭは，単に「フラッシュ」と称されることが多い。これは，電気的な方法で消去可能である。従って，制御装置を顧客サービス工場でプログラム変更することができ，開く必要はない。その場合に制御装置は，シリアルインターフェイスを介してプログラム変更ステーションと接続されている。マイクロコントローラがさらにＲＯＭを有する場合には，そこにフラッシュプログラミングのためのプログラミングルーチンが格納されている。フラッシュＥＰＲＯＭは，時が経つにつれて，マイクロコントローラと共にマイクロチップ上に集積することができるようになっている。フラッシュＥＰＲＯＭは，その利点により，従来のＥＰＲＯＭを大幅に駆逐している。
【００２６】
可変メモリと作業メモリ
この種の書込み／読取りメモリは，例えば計算値と信号値のような可変データ（変数）を格納するために，必要である。
【００２７】
ＲＡＭ
全てのアクチュアルな値の格納は，ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ，即ち書込み／読取りメモリ）内で実行される。複雑な利用のためには，マイクロコントローラ内に統合されているＲＡＭのメモリ容量は十分ではないので，付加的なＲＡＭモジュールが必要である。このＲＡＭモジュールは，アドレス／データバスを介してマイクロコントローラに接続されている。イグニションロックを介して制御装置がオフにされた場合に，ＲＡＭは全データ保有量を失う（揮発性メモリ）。
【００２８】
ＥＥＰＲＯＭ（Ｅ２ＰＲＯＭとも称する）
ＲＡＭは，電圧供給から分離された場合（例えば点火がオフにされた場合）に，その情報を失う。失しなってはならないデータ（例えばイモビライザのためのコードとエラーメモリのデータ）は，永続的に不揮発性メモリに格納されなければならない。ＥＥＰＲＯＭは，電気的に消去可能なＥＰＲＯＭであって，フラッシュＲＯＭとは異なり，各メモリセルを個々に消去することができる。これは，より大きい数の書込みサイクルのためにも設計されている。従って，ＥＥＰＲＯＭは，不揮発性書込み／読取りメモリとして使用することもできる。
【００２９】
ＡＳＩＣ
制御装置機能が益々複雑化することにより，市場で入手できる標準マイクロプロセッサは，十分ではない。ここで対策が講じられるのが，ＡＳＩＣモジュールである（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ，即ち，利用に関して集積された回路）である。このＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）は，制御装置開発の課題に応じて設計されて，形成される。かかるＩＣは，例えば付加的なＲＡＭ，入力及び出力チャネルを有しており，かつＰＷＭ信号を生成して，出力することができる（下記参照）。
【００３０】
監視モジュール
制御装置は，監視モジュールを有している。マイクロコントローラと監視モジュールは，いわゆる「質問と応答プレイ」によって相互に監視する。質問応答プレイあるいは質問応答通信は，プログラム進行コントロールの範囲内で実施される。その場合に，プログラム進行コントロールあるいはプログラム進行監視は，予め設けられた監視ラスターに同期して作動する。例えば監視モジュールなどの冗長なハードウェアから伝達されるテストワードあるいはテストデータ（即ち，質問）を用いて，プログラム進行監視によって部分応答が計算され，その部分応答は，プロセッサをハードウェア近傍で監視する指令テストの部分応答と共に１つの全体応答となって冗長なハードウェアに結合される。その場合に，応答は，冗長なハードウェア（特に，監視モジュール）によって，テストされる。エラーの場合には，エラーデバウンスがアクティブにされて，その経過後にエラー反応が作動される。従って，部分応答が正しい場合には，プログラム進行監視によって，ここの機能が全て予め設定された頻度で呼び出されて，全て終了されたことが，保証される。エラーが認識された場合には，双方（即ち，マイクロコントローラと監視モジュール）は，互いに独立して噴射をオフにすることができる。
【００３１】
出力信号
マイクロコントローラは，出力信号によって出力段を駆動し，その出力段は通常は操作部材（アクター）を直接接続するのに十分な出力を提供する。また，出力段がリレーを駆動することも可能である。出力段は，アース又はバッテリ電圧への短絡に対して，及び電気的又は熱的な過負荷による破壊に対して保護されている。このエラーと導線の分断は，出力段ＩＣによって認識されて，マイクロコントローラへ報告される。
【００３２】
切替え信号
切替え信号によって操作部材をオンとオフに切り替えることができる（例えばエンジンベンチレータ）。
【００３３】
ＰＷＭ信号
デジタル出力信号は，ＰＷＭ信号として出力することができる。この「パルス幅変調された」信号は，一定の周波数と可変のオン時間とを有する矩形信号である。この信号によって，操作部材（アクター）を任意の作業位置へ移動させることができる（例えば排ガス環流弁，換気扇，暖房素子，過給圧操作装置）。
【００３４】
制御装置内部の通信
マイクロコントローラの作業を支援する周辺の構成素子は，このマイクロコントローラと通信できなければならない。これは，アドレス／データバスを介して実行される。マイクロコントローラは，アドレスバスを介して，例えばそのメモリ内容が読まれるべきＲＡＭアドレスを出力する。その後，データバスを介してアドレスに属するデータが伝送される。車両領域における初期開発においては，８ビットバス構造で十分であった。即ち，データバスは８本の線からなり，これらの線を介して２５６の値を伝達することができる。このシステムにおいて一般的であった１６ビットアドレスバスによって，６５５３６のアドレスを辿ることができる。今日では，複雑なシステムは，データバスのために１６ビット又は３２ビットを必要とする。構成部品においてピンを節約するために，データバスとアドレスバスはマルチプレクスシステムに集約することができ，即ち，アドレスとデータは時間的にずらして伝達され，かつ同一の導線を利用する。余り迅速に伝達する必要のないデータ（例えばエラーメモリデータ）のためには，１本のデータ線を有するシリアルのインターフェイスが使用される。
【００３５】
ＥＯＬプログラミング
様々な制御プログラムとデータセットを要求する多数の車両バリアントは，車両メーカーにより必要とされる制御装置タイプを減少させる方法を必要としている。そのために，車輌製造の最後にプログラムとバリアント固有のデータセットとを有するフラッシュＥＰＲＯＭの完全なメモリ領域をプログラミングすることができる（ＥＯＬ，Ｅｎｄ  ｏｆ  Ｌｉｎｅ  プログラミング）。また，メモリ内に多数のデータバリアント（例えば，トランスミッションバリアント）を格納することができ，それらデータバリアントはその後ラインエンドにおいてコード化により選択される。このコード化が，ＥＥＰＲＯＭに格納される。
【００３６】
本発明によれば，図１に示すこの種の例のハードウェアによって，特に車両における駆動進行を制御するシステムが得られ，その場合に第１のコントロールユニットと第２のコントロールユニットが設けられており，これらコントロールユニットは互いに接続されており，かつこの接続を介して情報を交換する。その場合に，少なくとも第２のコントロールユニットはレジスタＲを有しており，そのレジスタ内に交換された情報及び／又は交換すべき情報が格納される。その場合に第１のコントロールユニットは，例えばマイクロコントローラとすることができ，第２のコントロールユニットは，例えばブロックＩＣ内の１つ又は複数の出力段回路（ＩＣ）とすることができる。
【００３７】
好ましくは，第２のコントロールユニットＩＣ又はそのレジスタは，第１のコントロールユニット，マイクロコントローラ内でシミュレートされる。これは，ＩＣＭＣによって象徴的にのみ示されている。というのは，シミュレートする際に存在しているリソースとマイクロコントローラのハードウェア構成部分にアクセスすることができるからである。第１のコントロールユニットは，シミュレートされた第２のコントロールユニットＩＣＭＣと情報を交換し，その場合に交換された情報はシミュレートされた第２のコントロールユニットから第２のコントロールユニットＩＣへ伝達され，交換すべき情報は第２のコントロールユニットからシミュレートされた第２のコントロールユニットＩＣＭＣへ接続Ｖを介して伝達される。
【００３８】
その場合に，接続Ｖは，配線としてもワイヤレスでも形成することができ，それは，例えばＳＰＩ，ＣＡＮ又は例えば無線バスをそのために使用できることを意味している。従って，接続の使用は，本発明の主旨において制限的であると考えるべきではない。
【００３９】
新しいコンセプトにおいては，出力段ＩＣはコントローラ内でバーチャルシミュレートされる。即ち，規則的な間隔でマイクロコントローラあるいはコントローラとＩＣとの間の接続導線Ｖを介して情報がレジスタから取り出されて，コントローラのＲＡＭ内にレジスタ値１：１が格納される。
【００４０】
情報利用の内部で，これらＩＣ内で検出される情報へアクセスしなければならない場合には，低速のコントローラ−ハードウェア接続を介する代わりに，予めＲＡＭ内に格納されている値がアクセスされる。
【００４１】
ＩＣへ伝達しなければならない値の場合に，同様に行われる。利用は，値をＲＡＭ内のバーチャルレジスタへ書き込む。その場合に，この値は，バックグラウンドにおいて周期的にハードウェアＩＣへ伝達される。
【００４２】
ＲＡＭ内でモジュールをシミュレートすることによって，ハードウェアＩＣの情報に極めて迅速にアクセスすることができる。さらに，情報交換はバックグラウンドで周期的に，あるいはコントローラのアイドルタイムにおいて実施することができる。バックグラウンドにおける周期的な通信によって，コントローラ負荷を予測可能に調節して，それに応じて最適化することができる。
【００４３】
同様に，出力段回路ＩＣの代わりに，監視モジュール又は集積された双方向で接続されているセンサ装置によっても，第２のコントロールユニットとして処理することができる。
【００４４】
図２は，特殊な形態としての他のハードウェアを，記入のあるブロック回路図で示している。
【図１】
2004517244.tif 000003
【図２】
2004517244.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2004517244.tif 000005
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2004517244.tif 000008
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2004517244.tif 000019
2004517244.tif 000020
2004517244.tif 000021
2004517244.tif 000022
2004517244.tif 000023
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004517244.tif 000024
2004517244.tif 000025
【国際調査報告】
2004517244.tif 000026
2004517244.tif 000027
2004517244.tif 000028
2004517244.tif 000029
2004517244.tif 000030
2004517244.tif 000031