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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Elektroniksystem für ein Kraftfahrzeug
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 100 44 917
A1 ist ein derartiges Elektroniksystem bekannt, das eine
Vielzahl von Hardware-Komponenten sowie eine Vielzahl von Software-Komponenten
zum Betreiben der Hardware-Komponenten umfasst. Beim bekannten Elektroniksystem
kann das damit ausgestattete Kraftfahrzeug hardwaremäßig mit
einer Vollausstattung versehen sein, wobei außerdem sämtliche zum Betrieb der Hardware-Komponenten
benötigten
Software-Module
ebenfalls im Fahrzeug abgelegt sind. Die Hardware-Komponenten und die
zugehörigen
Software-Module definieren Funktionalitäten des Fahrzeugs. Um unterschiedliche
Ausstattungsvarianten für
das Fahrzeug zu realisieren, können
nun einzelne Funktionalitäten
durch Aktivieren bzw. Deaktivieren von Software-Modulen freigeschaltet
oder gesperrt werden. Das bekannte Elektroniksystem geht somit von
einem Fahrzeug aus, das grundsätzlich
durch Freischalten aller Software-Module mit einer Vollausstattung
sämtlicher
Funktionalitäten
versehen ist. In Abhängigkeit
von Kundenwünschen
können
die jeweils gewünschten
Funktionalitäten
freigeschaltet und die unerwünschten
Funktionalitäten
gesperrt werden, indem die entsprechenden Software-Module aktiviert
bzw. deaktiviert wer den. Die Freischaltung bzw. Sperrung einzelner
Funktionalitäten
kann beispielsweise mittels einer bidirektionalen Mobilfunkübertragungsstrecke
oder mit Hilfe eines mobilen Datenträgers realisiert werden.
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Das
bekannte Elektroniksystem vereinfacht die Variantenbildung für das jeweilige
Fahrzeug bei einer vereinheitlichten Herstellung. Außerdem ergeben
sich erhebliche Vereinfachungen für Autovermietungen, da dort
nur noch Fahrzeuge mit Vollausstattung vorgehalten werden müssen, die
dann in Abhängigkeit
der Kundenwünsche
hinsichtlich der zu zahlenden Funktionalitäten modifiziert werden können.
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Aus
der
DE 101 02 420
A1 ist es ebenfalls bekannt, bestimmte Funktionen eines
Fahrzeugs mit Hilfe eines Datenträgers individuell freizugeben
oder zu sperren. Insbesondere für
Leihwagenfirmen eröffnet
sich dadurch die Möglichkeit,
Fahrzeuge mit übereinstimmender
Maximalausstattung anzuschaffen und in Abhängigkeit von Kundenwünschen dann bestimmte
Funktionen zu sperren oder gegen Bezahlung freizugeben. Das Sperren
und Freigeben einzelner Funktionalitäten erfolgt dabei mit Hilfe
eines programmierten Datenträgers,
der vom jeweiligen Elektroniksystem des Fahrzeugs ausgelesen wird,
um die jeweilige Hardware-Komponente des Fahrzeugs freizugeben bzw.
zu sperren.
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Auch
aus der
DE 102 12
259 A1 ist ein Elektroniksystem für ein Kraftfahrzeug bekannt,
welches von einer hardwaremäßigen und
softwaremäßigen Vollausstattung
des Fahrzeugs ausgeht, wobei eine kundenspezifische Individualisierung
des Fahrzeugs durch Sperren und/oder Freischalten von Sonderausstattungen
repräsentierender
Funktionalitäten
erreicht wird.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
ein Elektroniksystem der eingangs genannten Art eine verbesserte
Ausführungsform
anzugeben, die insbesondere die Zuverlässigkeit des Systems erhöht.
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Erfindungsgemäß wird dieses
Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Gesamtheit der
mit Hilfe des Elektroniksystems am Fahrzeug realisierbaren Funktionalitäten in einfachere
Basis-Funktionen und komplexere Aufbau-Funktionen zu unterteilen,
wobei jede Aufbau-Funktion entweder mit Hilfe von wenigstens zwei Basis-Funktionen oder mit
Hilfe wenigstens einer Basis-Funktion und wenigstens einer anderen
Aufbau-Funktion oder mittels wenigstens zwei anderen Aufbau-Funktionen
realisierbar ist. Des Weiteren wird eine Funktionsliste vorgeschlagen,
in der sämtliche
gewünschte
Aufbau-Funktionen gelistet sind. Mit Hilfe eines Administrators
können
nun in Abhängigkeit
der Funktionsliste die zur Realisierung der gelisteten Aufbau-Funktionen benötigten Basis-Funktionen
ermittelt werden. Des Weiteren können
vom Administrator die zur Realisierung der benötigten Basis-Funktionen erforderlichen
Software-Module aktiviert und auf geeignete Weise miteinander verknüpft werden.
Alle anderen Software-Module werden dann deaktiviert. Bei der Erfindung
werden somit den Kundenwünschen übergeordnete
Funktionalitäten,
nämlich
die Aufbau-Funktionen zugeordnet, denen der Administrator selbsttätig die
erforderlichen untergeordneten Basis-Funktionen zuordnet und in
einer dafür
geeigneten Weise miteinander verknüpft.
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Fehlerhafte
Verknüpfungen
einzelner Software-Module, die bei einer manuellen Aktivierung und
Deaktivierung von Software- Modulen
auftreten könnten,
werden dadurch vermieden. Durch die automatische Aktivierung und
Deaktivierung der Software-Module
in Abhängigkeit
der gewünschten übergeordneten
Aufbau-Funktionen
kann die Aktivierung von an sich unbenötigten Software-Modulen vermieden
und die Aktivierung von erforderlichen Software-Modulen nicht vergessen
werden. Insoweit kann die Betriebssicherheit des individuell konfigurierten Elektroniksystems
erhöht
werden. Darüber
hinaus ermöglicht
die erfindungsgemäße Vorgehensweise eine
für die
jeweilige Konfiguration des Elektroniksystems besonders geeignete
Verknüpfung
der benötigten
Software-Module untereinander. Beispielsweise können dadurch redundante Rückfallebenen
realisiert werden, um die Betriebssicherheit des Elektroniksystems
zu erhöhen.
Beispielsweise ist es ohne weiteres nachvollziehbar, dass bestimmte
Software-Module bei einer bestimmten ersten Aufbau-Funktion auf eine
andere Weise mit anderen Software-Modulen verknüpft werden wie bei einer zweiten
Aufbau-Funktion. Die Komplexität
möglicher
Verknüpfungen
bei einer Vielzahl von Software-Modulen macht eine im Hinblick auf
die Betriebssicherheit optimale Verknüpfung der einzelnen Software-Module auf
manuelle Weise nahezu unmöglich.
Das automatische Auffinden bzw. Einrichten einer optimierten Verknüpfung der
jeweils individuell bestimmten Funktionalitäten des Fahrzeugs bzw. des
Elektroniksystems erhöht
somit die Funktionssicherheit und Ausfallsicherheit des Elektroniksystems.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Funktionsliste
außerdem
zusätzlich
für jede
Aufbau-Funktion eine Verknüpfungsvorschrift
enthalten, die definiert, welche Basis-Funktionen und/oder Aufbau-Funktionen
zur Realisierung der jeweiligen Aufbau-Funktion erforderlich sind
und wie die zugehörigen
Software-Module hierzu miteinander verknüpft werden müssen. Bei
dieser Ausführungsform
müssen
die Verknüpfungsvorschriften nicht
im Elektroniksystem bereitgestellt werden, sondern werden stets
neu mit Hilfe der Funktionsliste bereitgestellt. Diese Bauweise
ermöglicht
es insbesondere, verbesserte oder sogar neue Funktionalitäten, also
neue Aufbau-Funktionen, die durch andere bzw. neuartige Verknüpfungen
bereits vorhandener Software-Module realisiert werden können, ohne
weiteres mit Hilfe des Elektroniksystems zu verwirklichen. Entscheidend
ist, dass hierzu keine neue Software-Module geladen werden müssen, da
lediglich das Zusammenwirken bekannter Software-Module zur Realisierung
anderer oder neuer Funktionalitäten modifiziert
wird.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend 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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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei
sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche
Bauteile beziehen.
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Es
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung eines Elektroniksystems,
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2 eine
diagrammartige Prinzipdarstellung von Basis-Funktionen und Aufbau-Funktionen.
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Entsprechend 1 umfasst
ein erfindungsgemäßes Elektroniksystem 1 eines
im Übrigen
nicht dargestellten Kraftfahrzeugs eine Vielzahl von Hardware-Komponenten 2 sowie
eine Vielzahl von Software-Modulen 3. Die Hardware-Komponenten 2 kommunizieren
zweckmäßig über ein
Bussystem 4, z. B. einen CAN-Bus, miteinander und mit wenigstens
einem Steuergerät 5.
Dieses Steuergerät 5 enthält einen
Administrator 6, z. B. in Form einer entsprechenden Software.
Bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform sind außerdem sämtliche
Software-Module 3 ebenfalls
in diesem einen Steuergerät 5 untergebracht.
Das Steuergerät 5 enthält hierzu
geeignete Speicher und Prozessoren.
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Bei
den Hardware-Komponenten 2 handelt es sich beispielsweise
um Aktuatoren von Radbremseinrichtungen, Gurtstraffsysteme, Lenkeinrichtungen
sowie eines Antriebsstrangs. Insbesondere kann das Fahrzeug ohne
mechanische Kopplung zwischen einzelnen Bedienelementen und zugehörigen Stellgliedern
sein, so dass nur elektronische Kopplungen vorhanden sind, sogenannte
X-by-Wire-Systeme. Bekannt sind beispielsweise Steer-by-Wire, Break-by-Wire
und Drive-by-Wire.
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Die
einzelnen Software-Module 3 dienen zur Betätigung bzw.
zum Betreiben der jeweils zugeordneten Hardware-Komponenten 2.
Dabei ist zumindest ein Software-Modul 3 für wenigstens
eine Hardware-Komponente 2 vorgesehen. Das Zusammenwirken
wenigstens eines Software-Moduls 3 mit wenigstens einer
Hardware-Komponente 2 ist dabei dergestalt, dass dadurch
jeweils wenigstens eine Basis-Funktion für das Fahrzeug realisiert werden
kann. Beispiele für
derartige Basis-Funktionen werden weiter unten mit Bezug auf 2 näher erläutert.
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Bei
den Basis-Funktionen handelt es sich um relative einfache Funktionalitäten niedrigerer
Komplexität.
Grundsätzlich
ist es möglich,
mehrere, also mindestens zwei Software-Module 3 so miteinander softwaremäßig zu verknüpfen, dass
damit Aufbau-Funktionen realisiert werden können. Derartige Aufbau-Funktionen besitzen
in der Folge eine größere Komplexität als die
Basis-Funktionen. Beispiele für derartige
Aufbau-Funktionen
werden ebenfalls weiter unten mit Bezug auf 2 näher erläutert.
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Eine
derartige Aufbau-Funktion kann beispielsweise mit Hilfe von wenigstens
zwei Basis-Funktionen realisiert werden. Alternativ ist es ebenso
möglich,
eine derartige Aufbau-Funktion
mit Hilfe wenigstens einer Basis-Funktion und wenigstens einer anderen
Aufbau-Funktion zu realisieren. Ebenso ist es möglich, eine derartige Aufbau-Funktion
mit Hilfe von wenigstens zwei anderen Aufbau-Funktionen zu realisieren.
Letztlich benötigt
jede Aufbau-Funktion zu ihrer Realisierung wenigstens zwei Basis-Funktionen,
entweder direkt oder indirekt über
andere Aufbau-Funktionen.
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Das
Elektroniksystem 1 bzw. das damit ausgestattete Kraftfahrzeug
kann durch Aktivieren und Deaktivieren einzelner Software-Module 3 sowie durch
unterschiedliche Verknüpfungen
der Software-Module 3 untereinander für unterschiedliche Funktionalitäten konfiguriert
werden. Zweckmäßig ist
das Fahrzeug bzw. dessen Elektroniksystem 1 herstellerseitig
mit einer Maximalausstattung an Hardware-Komponenten 2 und
an Software-Modulen 3 versehen. Ausstattungsvarianten des
Fahrzeugs können
dann durch eine entsprechend Konfiguration des Elektroniksystems 1 bereitgestellt
werden, indem benötigte
Software-Module 3 aktiviert und nicht benötigte Software-Module 3 deaktiviert
werden und indem die benötigten
Soft ware-Module 3 auf geeignete Weise miteinander verknüpft werden.
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Für die Aktivierung
und Deaktivierung sowie für
die Herstellung einer softwaremäßigen Verknüpfung der
einzelnen Software-Module 3 dient der Administrator 6.
Der Administrator 6 wirkt hierzu mit einer Funktionsliste 7 zusammen,
die dem Steuergerät 5 beispielsweise
mit Hilfe eines Schlüssels 8 bereitgestellt
wird. Hierzu enthält
der Schlüssel 8 die
Funktionsliste 7 und kann mit dem Steuergerät 5 so
gekoppelt werden, dass die Funktionsliste 7 vom Administrator 6 lesbar
ist. Im Extremfall kann der Schlüssel 8 die
Funktionsliste 7 selbst bilden.
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In
der Funktionsliste 7 sind sämtliche Aufbau-Funktionen A,
B, C... gelistet, die vom jeweiligen Verwender des Fahrzeugs bei
dessen Bestellung gewünscht
werden. Bei der Bestellung des Fahrzeugs kann die Funktionsliste 7 auf
entsprechende Weise generiert und – falls gewünscht – auch verändert werden. Der Administrator 6 kann
nun in Abhängigkeit der
Funktionsliste 7 die zur Realisierung der gelisteten Aufbau-Funktionen automatisch
diejenigen Basis-Funktionen ermitteln, die zur Realisierung der
gelifteten Aufbau-Funktionen benötigt
werden. Desweiteren ermittelt und aktiviert der Administrator 6 automatisch
diejenigen Software-Module 3, die zur Realisierung der
benötigten
Basis-Funktionen erforderlich sind. Gleichzeitig sorgt der Administrator 6 für eine geeignete
Verknüpfung
der benötigten
Software-Module 3. Die bei der jeweiligen Konfiguration
des Elektroniksystems 1 nicht benötigten Software-Module 3 werden
vom Administrator 6 selbsttätig deaktiviert.
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Bei
der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform umfasst die Funktionsliste 7 außerdem für jede Aufbau-Funktion
eine Verknüpfungsvorschrift
a, b, c, .... Jede dieser Verknüpfungsvorschriften
definiert, welche Basis-Funktionen bzw. Aufbau-Funktionen zur Realisierung
der jeweiligen Aufbau-Funktion erforderlich
sind. Desweiteren definieren die Verknüpfungsvorschriften wie die
zugehörigen
Software-Module 3 zur Realisierung der jeweiligen Aufbau-Funktion
miteinander verknüpft
werden müssen. Die
Verknüpfungsvorschriften
werden somit dem Administrator 6 zusammen mit der Liste
der gewünschten
Aufbau-Funktionen übermittelt
bzw. bereitgestellt. Hierdurch kann erreicht werden, dass stets
aktuelle Verknüpfungsvorschriften
zur Verfügung
stehen und verwendet werden. Beispielsweise können Weiterentwicklungen zum
Optimieren der Verknüpfungen
beteiligter Software-Module 3 auf diese Weise berücksichtigt
werden. Desweiteren ist des grundsätzlich möglich, hierdurch neue Aufbau-Funktionen zu
definieren bzw. bereitzustellen.
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Der
Schlüssel 8 kann
beispielsweise ein hardwaremäßiger Datenträger oder
Datenspeicher sein bzw. einen solchen aufweisen. In diesen Datenspeicher
bzw. Datenträger
ist dann die aktuelle Funktionsliste 7 einlesbar, darin
permanent speicherbar und daraus wieder auslesbar. Beispielsweise
kann der Schlüssel 8 in
einen Fahrzeugschlüssel
integriert sein und beim Einstecken in ein Zündschloss mit dem Steuergerät 5 zur Übertragung
der Funktionsliste 7 zum Administrator 6 gekoppelt
werden.
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Ebenso
ist es möglich,
den Schlüssel 8 als Signalcode
auszugestalten, der dem Administrator 6 drahtgebunden oder
drahtlos zugeführt
werden kann. Entsprechende Datenübertragungsmittel
können dann
in konventioneller Weise, z. B. in Form entsprechender Schnittstellen,
realisiert werden.
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Bezugnehmend
auf 2 sollen nun im Folgenden ohne Beschränkung der
Allgemeinheit Beispiele für
Aufbau-Funktionen und Basis-Funktionen sowie deren Verknüpfungen
aufgezählt
werden. Beispielsweise können
die Software-Module 3 des Elektroniksystems 1 folgende
Basis-Funktionen realisieren: Ein Positionsbestimmungssystem 9 (z.
B. GPS) ein Antiblockiersystem 10 (ABS), ein Antischlupfregelungssystem 11 (ASR),
eine Sensorik 12 zur Ermittlung der Raddrehgeschwindigkeiten,
eine Abstandssensorik 13, eine Frontkamera 14,
eine Heckkamera 15, ein Gurtmanager 16, eine Bildverarbeitungseinrichtung 17,
ein Transponder-Führungssystem 18.
Dabei ist klar, dass auch einzelne Basis-Funktionen miteinander
verknüpft
sein können, um
die jeweiligen Basis-Funktionen zu Realisieren. Beispielsweise greift
das Antiblockiersystem 10 selbstverständlich auf die Sensorik 12 zur
Ermittlung der Radgeschwindigkeiten zu.
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Eine
komplexe Aufbau-Funktion ist beispielsweise ein Fahrdynamik-Stabilisierungsprogramm 19,
das üblicherweise
mit ESP abgekürzt wird.
Die ESP-Funktion 19 kann mit Hilfe der Basis-Funktionen ABS 10 und
ASR 11 realisiert werden. Hierzu müssen lediglich die zugehörigen Software-Module 3 auf
geeignete Weise miteinander verknüpft werden.
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Desweiteren
kann beispielsweise ein Bahnplanungssystem 20 vorgesehen
sein, das mit Hilfe des Positionsbestimmungssystems 9 und
der Sensorik 12 realisierbar ist. Dabei kann es – wie hier – vorgesehen
sein, ein Zustandserkennungssystem 21 zwischenzuschalten,
das die Position über
das Positionsbestimmungssystem 9 und die Bewegung und Bewegungsrichtung über die
Sensorik 12 für
das Fahrzeug ermittelt.
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Desweiteren
kann ein Rückfahrassistent 22 vorgesehen
sein, der mit Hilfe der Sensorik 12 und der Abstandssensorik 13 realisierbar
ist.
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Die
Abstandssensorik 13, die Frontkamera 14, die Heckkamera 15 und
die Bildverarbeitungseinrichtung 17 können z. B. wiederum zu einem
Abstandswarnsystem zusammengefasst werden, das ebenfalls als übergeordnete
Aufbau-Funktion eingerichtet werden kann. Im vorliegenden Fall sind
jedoch nur die einzelnen Basis-Funktionen dargestellt.
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Eine
andere Aufbau-Funktion, die zu ihrer Realisierung auf andere Aufbau-Funktionen
zugreift, ist beispielsweise ein System 23 zum automatischen Be-
und Entladen des Fahrzeugs. Ein derartiges Be- und Entladesystem 23 ist
insbesondere bei Lastkraftwagen von Interesse. Beispielsweise kann
das Be- und Entladen eines Lastkraftwagens in einem automatisierten
Speditionshof automatisiert durchgeführt werden. Hierzu benötigt das
Fahrzeug ein entsprechendes Be- und Entladesystem 23. Zur
Realisierung des Be- und Entladesystems 23 wird hier das Bahnplanungssystem 20 in
Verbindung mit dem Rückfahrassistenten 22 benötigt. Hinzu
kommt hier beispielsweise noch die Heckkamera 15 mit Bildverarbeitungseinrichtung 17.
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Außerdem kann
ein Notbremssystem 24 realisiert werden, und zwar mit Hilfe
des ESP 19 und allgemein des Abstandswarnsystems, dass
zumindest eine der Komponenten Abstandssensorik 13, Frontkamera 14 und
Heckkamera 15 umfassen kann.
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Außerdem kann
ein Precrash-System 25 realisiert werden, was mit Hilfe
des Gurtmanagers 16 und mit Hilfe des Notbremssystems 24 möglich ist.
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Darüber hinaus
kann noch ein Spurführungssystem 26 verwirklicht
werden, wobei hierzu aus Sicherheitsgründen wieder das Notbremssystem 24 benötigt wird.
Desweiteren werden zur Rea lisierung des Spurführungssystems 26 das
Bahnplanungssystem 20 und optional das Transponder-Führungssystem 18 benötigt.
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Es
ist klar, dass die vorangehende Auflistung nur exemplarischen Charakter
hat, so dass durchaus weitere Basis-Funktionen und andere Aufbau-Funktionen
bzw. andere Verknüpfungen
denkbar und realisierbar sind.