DE10044319A1 - Elektronisches System für ein Fahrzeug und Systemschicht für Betriebsfunktionen - Google Patents
Elektronisches System für ein Fahrzeug und Systemschicht für BetriebsfunktionenInfo
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Abstract
Elektronisches System 200 für ein Fahrzeug, welches aus ersten Komponenten zur Durchführung von Steuerungsaufgaben bei Betriebsabläufen und zweiten Komponenten, die ein Zusammenwirken der Komponenten zur Durchführung von Steuerungsaufgaben koordinieren, besteht, wobei die ersten Komponenten die Steuerungsaufgaben durch Verwendung von Betriebsfunktionen F1-F6 und Basisfunktionen BaF durchführen, dadurch gekennzeichnet, dass das System derart aufgebaut ist, dass die Basisfunktionen BaF in einer Basisschicht 202 zusammengefasst sind und eine Systemschicht 203 aufsetzend auf den Basisfunktionen BaF enthalten ist, welche wenigstens zwei der zweiten Komponenten umfasst, wobei ebenfalls wenigstens eine offene Schnittstelle 204 der Systemschicht zu den Betriebsfunktionen F1-F6 vorgesehen ist und die Systemschicht 203 die Basisfunktionen BaF mit beliebigen Betriebsfunktionen F1-F6 derart verbindet, dass die Betriebsfunktionen F1-F6 modular eingebunden und/oder verwendet werden können.
Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches System für ein
Fahrzeug und eine Systemschicht des elektronischen Systems
gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Die Anzahl der elektronischen Systeme im Fahrzeug nimmt
stetig zu. Eine Serieneinführung weiterer neuer
elektronischer Fahrzeugsysteme ist absehbar. Da die
Wirkungen der einzelnen Systeme nicht unabhängig voneinander
sind, kann ein wesentlicher Zusatznutzen aus Synergien eines
Systemverbunds im Fahrzeug erschlossen werden. Zur
Bewältigung der Komplexität eines solchen Systemverbunds im
Fahrzeug ist in dem SAE-Paper 980200 "CARTRONIC - An Open
Architecture for Networking the Control Systems of an
Automobile", welches auf dem internationalen Kongress in
Detroit, Michigan am 23. 02. 1998 bekannt gemacht wurde, ein
Systemkonzept als technische Grundlage für die durchgängige
Implementierung eines Systemverbunds elektronischer
Fahrzeugsysteme dargestellt. Das darin vorgestellte Konzept
zeigt eine offene Steuerungsarchitektur für das komplette
Fahrzeug. Diese Steuerungsarchitektur lässt sich auf ein
elektronisches Fahrer-Fahrzeug-System portieren, welches
dann aus Komponenten zur Durchführung von Steuerungsaufgaben
bei dem Fahrzeug, wie in der DE 41 11 023 A1 (US 5, 351,776)
gezeigt, besteht. Diese Steuerungsaufgaben betreffen dabei
wenigstens die Fahrzeugbewegung und den Antriebsstrang,
wobei Komponenten enthalten sind, die das Zusammenwirken der
Komponenten für die Steuerungsaufgaben koordinieren. Dabei
sind die Komponenten im Sinne einer Hierarchie, ausgerichtet
an der Fahrzeugtopologie, in mehreren Ebenen angeordnet,
wobei die wenigstens eine Koordinationskomponente einer
Hierarchieebene bei der Umsetzung des Fahrerwunsches in ein
entsprechendes Betriebsverhalten auf die Komponenten der
nächsten Hierarchieebene und damit ein Untersystem des
Fahrer-Fahrzeug-Systems unter Bereitstellung des jeweils von
der höheren Hierarchieebene geforderten Verhaltens für das
Untersystem zugreift. Dabei werden wenigstens
Koordinationskomponenten für das Gesamtfahrzeug, den
Antriebsstrang und die Fahrzeugbewegung unterschieden, wobei
jedes der Untersysteme seine Subsysteme selbst koordiniert.
Im Allgemeinen wird ein solches Systemkonzept gemäß oben
genanntem Stand der Technik auf einem allgemeinen bzw.
standardisierten Echtzeitbetriebssystem aufgesetzt. Ein
solches Standardbetriebssystem ist beispielsweise ERCOS oder
OSEK bzw. OSEK/VDX. OSEK/VDX ist beispielsweise in der
Binding Specification, Version 1.0 vom 28. 07. 2000
beschrieben und bildet mit seinen Schnittstellen für die
Elektronik im Kraftfahrzeug als offenes System die Grundlage
für ein aufzusetzendes Systemkonzept. Ein vergleichbares
Echtzeitbetriebssystem ist, wie oben beschrieben, ERCOS,
welches in der DE 195 00 957 A1 dargestellt ist.
Bis heute ist es üblich, aufsetzend auf dem
Echtzeitbetriebssystem zur Steuerung von Betriebsabläufen
eines Fahrzeugs eingebettete Softwarelösungen einzusetzen.
Dabei werden applikationsspezifische Funktionen,
Systemgrundfunktionen, Kernfunktionen sowie die
entsprechende Treibersoftware, also die spezifischen
Basisfunktionen einerseits mit den unterschiedlichen
Betriebsfunktionen und Teilbetriebsfunktionalitäten
andererseits, welche das eigentliche Betriebsverhalten des
Fahrzeugs bestimmen, verwoben. Notwendige bzw. gewünschte
Veränderungen von Funktionen oder das nachträgliche Einfügen
von Funktionen lassen bei solchermaßen verwobenen
Softwarelösungen sehr komplexe Systemausbildungen,
insbesondere bezüglich der Schnittstellen, entstehen.
Diese Situation, insbesondere im Sinne einer einfachen
Funktionsänderung bzw. einem einfachen Hinzufügen neuer
Funktionen soll nun im Weiteren erfindungsgemäß optimiert
werden.
Die durch das Systemkonzept im SAE-Paper 980200 geschaffenen
Voraussetzungen hierzu sollen im Weiteren erfindungsgemäß
durch die klare Trennung von Betriebs- und Basisfunktionen
und die Einführung einer Systemschicht mit offener
Schnittstellenfunktion optimiert werden. Dabei sind die
Inhalte der DE 41 11 023 A1 sowie des SAE Papers 980200
ausdrücklich Grundlage für diese hier weitergehende
Erfindung.
Dabei geht die Erfindung von einem elektronischen System für
ein Fahrzeug bzw. von einer Systemschicht des elektronischen
Systems aus, wobei das elektronische System erste
Komponenten zur Durchführung von Steuerungsaufgaben bei
Betriebsabläufen des Fahrzeugs und zweite Komponenten,
welche ein Zusammenwirken der ersten Komponenten zur
Durchführung der Steuerungsaufgaben koordinieren, umfasst. Die
ersten Komponenten führen dabei die Steuerungsaufgaben durch
Verwendung von Betriebsfunktionen und Basisfunktionen aus.
Vorteilhafterweise wird das System derart aufgebaut, dass
Basisfunktionen und Betriebsfunktionen bzw.
Teilbetriebsfunktionalitäten (Im Weiteren als
Betriebsteilmodule bezeichnet), klar voneinander getrennt
werden, wobei die Basisfunktionen in einer Basisschicht
zusammengefasst sind. Zweckmäßiger Weise wird dann die
Systemschicht auf der Basisschicht, welche die
Basisfunktionen enthält, aufgesetzt. Die Systemschicht
enthält dabei wenigstens zwei der zweiten Komponenten,
welche das Zusammenwirken der Steuerungskomponenten
koordinieren. Vorteilhafter Weise ist dabei in bzw. bei der
Systemschicht wenigstens eine offene Schnittstelle zu den
Betriebsfunktionen vorgesehen, wodurch die Systemschicht die
Basisfunktionen mit beliebigen Betriebsfunktionen derart
verbindet, dass die Betriebsfunktionen modular eingebunden
und/oder verwendet bzw. modular an das elektronische System
angebunden werden können.
Damit werden vorteilhafterweise die Betriebsfunktionen bzw.
Betriebsteilmodule modular einbindbar in das elektronische
System, wiederverwendbar und jederzeit austauschbar bzw.
veränderbar.
Weiterhin von Vorteil ist, dass dadurch eine wohldefinierte
Schnittstelle durch die Systemschicht festgelegt wird, um im
Rahmen der Steuergerätesoftware für beliebige
Betriebsfunktionen eine Variantenbildung sowie Erweiterungen
bzw. Veränderungen der Funktionalität, insbesondere durch
Betriebsteilmodule, sogenannte Plug-In's, zu ermöglichen.
In einer sinnvollen Ausgestaltung kann damit ein System,
welches sich bereits in Serie bzw. im Einsatz oder Betrieb
befindet, jederzeit weiter entwickelt, verändert und/oder
durch Hinzufügung neuer Betriebsfunktionen erweitert werden.
Damit können sinnvollerweise Steuerungsaufgaben bzw.
spezifische Leistungsmerkmale eines elektronischen Systems
sehr flexibel und individuell entworfen, entwickelt bzw.
implementiert werden.
Zweckmäßigerweise werden zusätzlich Überwachungsfunktionen
bezüglich der Betriebsfunktionen und/oder der
Betriebsteilmodule in der Systemschicht eingebunden.
Dadurch ergeben sich die Vorteile der Modularisierung der
Software- und Überwachungsfunktionalitäten und damit
einhergehend die Möglichkeit, beispielsweise von Dritten
erstellte Software mit geringem Aufwand in das elektronische
System einzubinden. Dies erlaubt insbesondere auch,
vorteilhafterweise kundenspezifische Varianten
ausschließlich innerhalb der Betriebsfunktionen bzw. der
Betriebsteilmodule darzustellen, während die Systemschicht
anwendungsunabhängig gestaltet werden kann.
Zweckmäßigerweise umfasst die Systemschicht von den zweiten
Komponenten wenigstens die bezüglich Koordinierung des
Gesamtfahrzeug und bezüglich Koordinierung des
Antriebsstranges und/oder bezüglich Koordinierung der
Fahrzeugbewegung.
Die Betriebsfunktionen bzw. Betriebsteilmodule können
vorteilhafterweise vor und/oder während einer Compilierung
und/oder vor und/oder während der Durchführung der
Steuerungsaufgaben modular eingebunden und/oder verwendet
werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben
sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand der in der Zeichnung
dargestellten Figuren erläutert.
Dabei zeigt Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild einer
Steuereinrichtung.
Fig. 2 zeigt ein elektronisches System, insbesondere
ausgebildet als eine auf die Elektronik des Fahrzeugs zu
portierende Softwarearchitektur.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des elektronischen
Systems im Rahmen eines Antriebsstrangmanagements.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung
zur Durchführung von Steuerungsaufgaben im Rahmen von
Betriebsabläufen bei einem Fahrzeug. Die Steuereinrichtung
steht dabei beispielsweise für Steueraufgaben in Verbindung
mit Betriebsabläufen des Fahrzeugs im Rahmen einer
Motorsteuerung (Benzin, Diesel, BDE, etc.), einer Bremsen-
bzw. Fahrfunktionssteuerung (ABS, ASR, ESP, Brake by Wire,
etc.), einer Getriebesteuerung, einer Steuerung für
elektrische Lenkhilfen (z. B. Steer by Wire) sowie einer
Steuerung für Systeme der Fahrzeugführung und/oder
Rundumsicht (z. B. ACC), Karosseriesteuerung (z. B.
Türschloss, Fensterheber, etc.), Energie- bzw.
Bordnetzsteuerung, usw.
Dabei ist eine Steuereinheit 100 vorgesehen, welche als
Komponenten eine Eingangsschaltung bzw.
Eingangsschnittstelle 102 wenigstens eine Recheneinheit 101
und eine Ausgangsschaltung bzw. Ausgangsschnittstelle 103
aufweist. Ein Kommunikationssystem 104, insbesondere ein
Bus-System, verbindet diese Komponenten zum gegenseitigen
Datenaustausch. Der Eingangsschaltung 102 der Steuereinheit
100 werden Eingangsleitungen 109 bis 112 zugeführt, welche
in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel als Bus-System
ausgeführt sind und über die der Steuereinheit 100 Signale
zugeführt werden, welche zur Durchführung der
Steuerungsaufgaben auszuwertende Betriebsgrößen
repräsentieren. Diese Signale werden von Messeinrichtungen
105 bis 108 erfasst oder von anderen Steuereinheiten bzw.
Steuereinrichtungen geliefert. Derartige Betriebsgrößen sind
z. B. Fahrpedalstellung, Motordrehzahl, Motorlast,
Abgaszusammensetzung, Motortemperatur, Getriebeübersetzung,
Fahrgeschwindigkeit, Raddrehzahl, Lenkwinkel, Drehrate
(Gearmoment), Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug oder
Hindernis, usw. Über die Ausgangsschaltung 103 steuert bzw.
regelt die Steuereinheit 103 Aktuatoren 113 bis 116 über
Zuleitungen 117 bis 120 entsprechend der jeweiligen
Anwendung der Steuereinrichtung.
Im Rahmen der Steuerung beispielsweise einer Antriebseinheit
wird z. B. über die Ausgangsschaltung 103 die Leistung der
Antriebseinheit geregelt. Über die Ausgangsleitungen 117 bis
120 werden im Rahmen der Steuerung der Leistung der
Antriebseinheit die einzuspritzende Kraftstoffmasse, der
Einspritz- bzw. Zündwinkel der Brennkraftmaschine sowie die
Stellung wenigstens einer elektrisch betätigbaren
Drosselklappe zur Einstellung der Luftzufuhr zur
Brennkraftmaschine eingestellt. Auch hier sind die
Ausgangsleitungen 117 bis 120 in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel als Bus-System ausgeführt.
Dabei kann, symbolisch dargestellt durch die Elemente 121,
122 und 123, optional auch ein einziger Ein-
/Ausgangsschaltkreis 121, insbesondere ein Bus-Controller
mit Anbindung 122 an das Kommunikationssystem 104 und der
externen Verbindung 123 zu Aktuatoren, weiteren
Steuereinheiten oder Sensoren dargestellt werden.
Neben den geschilderten, die Eingangsgrößen liefernden
entsprechenden Messsystemen sind weitere Steuereinrichtungen
des Fahrzeugs bzw. Fahrzeugsysteme vorgesehen, welche der
Eingangsschaltung 102 bzw. optional der Bus-
Ankoppelschaltung 121 weitere Vorgabegrößen, beispielsweise
Sollwertvorgaben, insbesondere Drehmomentsollwerte
übermitteln. Im Rahmen einer Antriebssteuerung sind
entsprechende Steuersysteme welche derartige Vorgabegrößen
von z. B. Steuereinrichtungen (vgl. Aufzählung oben), liefern
beispielsweise Antriebsschlupfregelungen,
Fahrdynamikregelungen, Getriebesteuerungen,
Motorschleppmomentregelungen, Geschwindigkeitsregler,
Geschwindigkeitsbegrenzer, Fahrzeugführungsregler, usw.
Im Rahmen einer Brennkraftmaschinensteuerung werden über die
dargestellten Stellpfade die Luftzufuhr zur
Brennkraftmaschine, beim Otto-Motor der Zündwinkel der
einzelnen Zylinder, die einzuspritzende Kraftstoffmasse, der
Einspritzzeitpunkt und/oder das Luft-/Kraftstoffverhältnis
usw. eingestellt. Neben den dargestellten Sollwertvorgaben,
den externen Sollwertvorgaben, zu denen auch eine
Sollwertvorgabe durch den Fahrer in Form eines
Fahrerwunsches und beispielsweise eine
Maximalgeschwindigkeitsbegrenzung gehören, sind interne
Vorgabegrößen zur Steuerung beispielsweise der
Antriebseinheit vorhanden, wie beispielsweise eine
Drehmomentänderung einer Leerlaufregelung, eine
Drehzahlbegrenzung, die eine entsprechende Vorgabegröße
ausgibt, eine Drehmomentbegrenzung usw.
Damit ist angedeutet, welche unterschiedlichen Regelungs-
und Steuerungsaufgaben in einem Kraftfahrzeug vorliegen und
welche Steuersysteme bzw. Steuereinrichtungen als erste
Komponenten verknüpft bzw. verwoben werden müssen. Durch
eine intensivere Koordination dieser Steuerungsaufgaben bzw.
der diese durchführenden ersten Komponenten als bisher
gelangt man nun erfindungsgemäß zu einem stärker bzw.
optimierteren systemorientierten Verhalten. Als Beispiel ist
hier die Steuerung und Regelung des kompletten
Antriebsstranges unter Einbeziehung sämtlicher
Koordinationskomponenten (z. B. Gesamtfahrzeug,
Fahrzeugbewegung, Antrieb), anstatt einzelner Aktionen von
Motor und Getriebe mit gegenseitigem Datenaustausch. Damit
ergibt sich die Möglichkeit, Veränderungen und
Verbesserungen an Betriebsfunktionen, insbesondere auch an
bzw. durch Betriebsteilmodule, sogenannte Plug-In's im
Rahmen der Systemschicht vorzunehmen. Betriebsteilmodule
variieren und/oder ergänzen bereits vorhandene
Funktionalität bzw. Betriebsfunktionen, ohne die eigentliche
Kernfunktionalität der Betriebsfunktion zu ändern. Sie
stellen damit eine einfache Möglichkeit der Einflußnahme
bzw. der Veränderung dar. Im Sinne der Erfindung, was
bedeutet fahrzeugrelevante Funktionen gekapselt und
portierbar, also übertrag- und wiederverwendbar
darzustellen, um diese modular z. B. für unterschiedliche
Steuereinrichtungen bzw. Steuerungskomponenten gleichermaßen
anwenden zu können, können die Betriebsfunktionen und die
Betriebsteilmodule gleichermaßen eingesetzt und auf der
Systemschicht aufsetzend angewendet werden. Ein Unterschied
liegt in dem jeweils beinhalteten Funktionsumfang begründet,
welcher aber im Rahmen der Erfindung eine Gleichbehandlung
nicht verbietet, weshalb sie im Weiteren bezüglich des
elektronischen Systems nicht unterschieden werden.
Dazu ist in Fig. 2 ein elektronisches System 200
dargestellt, welches beispielsweise durch Implementierung
einer Softwarearchitektur auf die der Fahrzeugtopologie
entsprechende Hardware bzw. Elektronik realisiert werden
kann. Die grundsätzliche Verbindung zu dieser Elektronik des
Fahrzeugs liefert dabei die Schicht 201, welche das
Standardbetriebssystem, eben beispielsweise OSEK bzw. ERCOS
symbolisiert.
Erfindungsgemäß wird nun eine Trennung vollzogen zwischen
Basisfunktionen bzw. Basisfunktionalität sowie
Betriebsfunktionen bzw. entsprechender Funktionalität.
Die Basisfunktionen BaF werden in einer Basisschicht 202 auf
das Echtzeitbetriebssystem 201 aufgesetzt. Solche
Basisfunktionen sind beispielsweise Systemkernelfunktionen
(CORE-functions), Treibersoftware und
Grundsystemfunktionalität, also Funktionen die
steuereinrichtungs- bzw. steuereinheitspezifisch sind. Auf
diese Basisfunktionen BaF bzw. Grundfunktionen wird dann die
Systemschicht 203 aufgesetzt, welche eine offene
Schnittstelle 204 enthält bzw. über diese mit der
Betriebsfunktionsschicht bzw. der Betriebsteilmodulschicht
205 in Verbindung steht. Im Gegensatz zu kompletten
Betriebsfunktionen sind die Betriebsteilmodule wie bereits
erwähnt so konzipiert, dass sie bereits vorhandene
Funktionalität variieren oder Funktionalität ergänzen
können. Beim Hinzufügen oder Austauschen von
Betriebsteilmodulen (Plug-In's) wird die Kernfunktionalität
aber nicht geändert.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Schnittstellen
für die Betriebsteilmodule bei Betriebsfunktionen, für die
solche Betriebsteilmodule zulässig sind, zur Verfügung
gestellt, die einerseits für die Systemschicht die
Schnittstelle der Plug-In-Funktionalität bereitstellen und
andererseits nach außen die Schnittstelle zu den Plug-In's
darstellen. Diese Schnittstellenfunktionalität kann in einer
Plug-Interface Komponente in der Systemschicht dargestellt
werden, welche dann bei Austausch eines Plug-In's notwendige
Anpassungen erfährt.
Betriebsfunktionen oder Betriebsteilmodule F1 bis F4 sind
dabei über die offene Schnittstelle, in welcher die
vorgenannten Schnittstellenkomponenten enthalten sein
können, realisiert. Damit können einfach weitere
Betriebsfunktionen bzw. Betriebsteilmodule F5 und F6
aufsetzend auf der offenen Schnittstelle 204 angebunden bzw.
in das elektronische System 200 eingebunden werden. Auch
Änderungen vorhandener Funktionalität F2 können, wie
angedeutet, durch Entfernen und Änderung in eine neue F2-
Betriebsfunktionalität und erneutem Hinzufügen an die offene
Schnittstelle 204 leicht erfolgen. Dadurch werden diese
Fahrzeugfunktionen, also Betriebsfunktionen sehr einfach
spezifisch, insbesondere fahrer- und fahrzeugspezifisch
auslegbar und gleichzeitig modular und wiederverwendbar.
Ebenso können sie jederzeit bezogen auf eine Compilierung
oder auch die Durchführung von Steuerungsaufgaben
eingebunden und/oder angebunden werden. D. h. das Einbinden
der Funktionalität ist neben der Applikation auch im Betrieb
einfach möglich.
In der Systemschicht SL bzw. 203 sind somit
Funktionsschnittstellen zu Betriebsfunktionen bzw.
Betriebsteilmodulen sowie Koordinationskomponenten
entsprechend dem Stand der Technik abgelegt. Diese sind in
der offenen Schnittstelle 204 in Fig. 2 zusammengefaßt.
Gleichzeitig ist vorgesehen, Überwachungsfunktionen für die
Funktionalitäten der Betriebsfunktionen bzw. der
Betriebsteilmodule in die Systemschicht SL bzw. 203 zu
implementieren. Diese Überwachungsfunktionen kontrollieren
dann im Einzelnen die Plausibilität der an die
Betriebsfunktionen bzw. Betriebsteilmodule gelieferten
Eingangsinformationen, die Plausibilität der von diesen
gelieferten Ausgangsinformationen sowie die Präsenz und das
korrekte Funktionieren der von den Betriebsfunktionen bzw.
Betriebsteilmodulen dargestellten Funktionalitäten.
Ein solchermaßen realisiertes Antriebsstrangmanagement wird
im Folgenden anhand Fig. 3 als eine Ausführungsform näher
erläutert. Die jeweilige Funktionalität bzw. das
elektronische System ist dabei beliebig auf die im Fahrzeug
enthaltene Elektronik verteilbar. Fig. 3 zeigt dabei,
bezogen auf den Stand der Technik, die Vereinigung der
Koordinatoren K1, K2 und K3; mit K1 Koordinator
Fahrzeugbewegung, K2 Koordinator Gesamtfahrzeug und K3
Koordinator Antriebsstrang in der Systemschicht 203. Diese
Vereinigung der Koordinatoren in einer Schicht ist hier mit
300 dargestellt, da hierbei die Überwachungsfunktionen nicht
dargestellt sind. Über eine Schnittstelle I301 ist das
Motormanagement 301, welches beispielsweise in einer
Ausführungsform in der noch nicht vorveröffentlichten
DE 100 16 645 dargelegt ist, angekoppelt: Bei einer Trennung in
motorabhängige und motorunabhängige Funktionalität können
die motorabhängigen Funktionen als Basisfunktionen bzw.
Grundfunktionen eingestuft werden, wodurch die
motorunabhängigen, übergeordneten Fahrfunktionen keine
Rücksicht auf die motorspezifische Auswahl der Stellpfade
zur Umsetzung ihrer Anforderung nehmen müssen. Wird eine
andere Einteilung bezüglich der Grundfunktionen vorgenommen,
so wird I301 als Standardschnittstelle vorgesehen und das
Motormanagement kann in den Bereich der Plug-In
Funktionalität gelangen.
Die Implementierung eines solchen Antriebsstrangmanagements
erfolgt zunächst in einer dezentralen Hardwarearchitektur,
d. h. in den bereits vorhandenen Steuereinrichtungen des
Antriebsstrangs. Diese Funktions- und Softwarearchitektur
unterstützt aber auch eine Verteilung der Funktionen auf
andere Rechner bzw. Recheneinheiten oder Steuereinrichtungen
im Fahrzeug. Die Schnittstellen I302 bis I313 sowie I3145
und I316 können dabei erfindungsgemäß in der offenen
Schnittstellenschicht 204 aus Fig. 2 zusammengefasst
werden. Die Koordinatoren für die Fahrzeugbewegung K1, das
Gesamtfahrzeug K2 und den Antriebsstrang K3 sind in der
Systemschicht SL enthalten. Durch die genannten offenen
Standardschnittstellen können dann einfach Funktionen durch
die Systemschicht von den Steuereinheiten bzw.
steuereinrichtungsspezifische Funktionen, den
Basisfunktionen BaF aufgesetzt werden. Solche
Betriebsfunktionen betreffen beispielsweise mechanisches,
thermisches und/oder elektrisches Energiemanagement 308,
Navigation 309, Fahrzeugführung 310, Klimaregelung 307 und
Generatormanagement 306 sowie übrige über den Koordinator K2
koordinierte Funktionalitäten, für welche als Platzhalter
Element 311 dargestellt ist. Gleiches gilt bezogen auf den
Koordinator K3 Antriebsstrang für koordinierte
Antriebsstrangsteuerung 302, Kupplungsmanagement 303,
Getriebesteuerung 304 und das Startermanagement 305. Bezogen
auf die Fahrzeugbewegung, Koordinator K1 sind hier ACC
(Adaptive Cruise Control) 312, Fahrerwunsch 313, ESP 314,
Bremsregelung 315 und als Platzhalter für weitere Optionen
Element 316 vorzusehen. Dabei erhält ESP 314 und die
Bremsregelung 315 z. B. eine gemeinsame Schnittstelle I3145.
Ebenso können Betriebsfunktionen untereinander Verbindungen
aufweisen, wie dies beim Startermanagement 305 und dem
Generatormanagement 306 der Fall ist.
Die vorgestellte Erfindung ermöglich somit eine optimierte
modulare Umsetzung vorhandener und neuer Fahrzeugfunktionen.
Die konsequente erfindungsgemäße Implementierung erzeugt ein
offenes und modulares elektronisches System für das
Fahrzeug, welches langfristige Erweiterbarkeit auch
hinsichtlich neuer elektronischer Fahrzeugsysteme und
Fahrzeugteilsysteme sicherstellt.
Claims (7)
1. Elektronisches System für ein Fahrzeug, welches aus
ersten Komponenten zur Durchführung von Steuerungsaufgaben bei Betriebsabläufen und
zweiten Komponenten, die ein Zusammenwirken der ersten Komponenten zur Durchführung der Steuerungsaufgaben koordinieren, besteht,
wobei die ersten Komponenten die Steuerungsaufgaben durch Verwendung von Betriebsfunktionen und Basisfunktionen durchführen,
dadurch gekennzeichnet, dass das System derart aufgebaut ist, dass die Basisfunktionen in einer Basisschicht zusammengefasst sind und eine Systemschicht aufsetzend auf den Basisfunktionen enthalten ist, welche wenigstens zwei der zweiten Komponenten umfasst, wobei ebenfalls wenigstens eine offene Schnittstelle der Systemschicht zu den Betriebsfunktionen vorgesehen ist und die Systemschicht die Basisfunktionen mit beliebigen Betriebsfunktionen derart verbindet, dass die Betriebsfunktionen modular eingebunden und/oder verwendet werden können.
ersten Komponenten zur Durchführung von Steuerungsaufgaben bei Betriebsabläufen und
zweiten Komponenten, die ein Zusammenwirken der ersten Komponenten zur Durchführung der Steuerungsaufgaben koordinieren, besteht,
wobei die ersten Komponenten die Steuerungsaufgaben durch Verwendung von Betriebsfunktionen und Basisfunktionen durchführen,
dadurch gekennzeichnet, dass das System derart aufgebaut ist, dass die Basisfunktionen in einer Basisschicht zusammengefasst sind und eine Systemschicht aufsetzend auf den Basisfunktionen enthalten ist, welche wenigstens zwei der zweiten Komponenten umfasst, wobei ebenfalls wenigstens eine offene Schnittstelle der Systemschicht zu den Betriebsfunktionen vorgesehen ist und die Systemschicht die Basisfunktionen mit beliebigen Betriebsfunktionen derart verbindet, dass die Betriebsfunktionen modular eingebunden und/oder verwendet werden können.
2. Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass zusätzlich Überwachungsfunktionen
bezüglich der Betriebsfunktionen in der Systemschicht
eingebunden sind.
3. Elektronisches System nach Anspruch 1, wobei als zweite
Komponenten für Steuerungsaufgaben wenigstens solche
bezüglich Gesamtfahrzeug, Fahrzeugbewegung und Antriebsstrang
enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die
Systemschicht von den zweiten Komponenten wenigstens die
bezüglich Gesamtfahrzeug und Antriebsstrang und/oder
Fahrzeugbewegung umfasst.
4. Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Betriebsfunktionen vor und/oder
während einer Compilierung und/oder vor und/oder während der
Durchführung der Steuerungsaufgaben modular eingebunden
werden.
5. Systemschicht eines elektronischen Systems eines Fahrzeugs,
welches erste Komponenten zur Durchführung von
Steuerungsaufgaben bei Betriebsabläufen des Fahrzeugs und
zweite Komponenten, die ein Zusammenwirken der ersten
Komponenten zur Durchführung der Steuerungsaufgaben
koordinieren, enthält, wobei die ersten Komponenten die
Steuerungsaufgaben durch Verwendung von Betriebsfunktionen
und Basisfunktionen durchführen,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens zwei der zweiten Komponenten in der Systemschicht
umfasst sind und die Systemschicht daneben wenigstens eine
offene Schnittstelle enthält, wobei die Systemschicht die
Betriebsfunktionen über die wenigstens eine offene
Schnittstelle mit den Basisfunktionen derart verknüpft, dass
die Betriebsfunktionen modular an das elektronische System
angebunden und/oder in das elektronische System eingebunden
werden können.
6. Systemschicht nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
zusätzlich Überwachungsfunktionen bezüglich der
Betriebsfunktionen eingebunden sind.
7. Systemschicht nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
diese von den zweiten Komponenten wenigstens solche umfasst,
welche das Zusammenwirken der ersten Komponenten wenigstens
bezüglich Gesamtfahrzeug und Antriebsstrang und/oder
Fahrzeugbewegung koordinieren.
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