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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Rechnereinheit nach den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus
dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 198 40 484 A1 beschrieben,
eine Fahrzeugrechneranordnung bekannt. Die Fahrzeugrechneranordnung, insbesondere
für ein Kraftfahrzeug, eine Bahn, ein Flugzeug oder ein
Schiff, verfügt über mindestens zwei Rechner und
mindestens einen Datenbus, über den die mindestens zwei
Rechner miteinander verbunden sind. Zwischen einem ersten Rechner
und einem zweiten Rechner der mindestens zwei Rechner ist eine Überprüfungsschaltung
angeordnet, die prüft, ob für in dem ersten oder
dem zweiten Rechner verarbeitete bzw. zu verarbeitende Daten ein
Datenaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Rechner zugelassen
ist, und die den Datenaustausch für den Fall sperrt, dass
dieser für die überprüften Daten nicht
zugelassen ist.
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In
der
DE 10 2004
059 981 B4 werden ein Steuergerät für
ein Kommunikationsnetz mit Gateway-Funktionalität und ein
Verfahren zum Betreiben desselben beschrieben. Das Kommunikationsnetz umfasst
Kommunikationsmittel zum Empfangen und/oder Senden von zumindest
einer in dem Kommunikationsnetz gemäß einem Kommunikationsprotokoll
aufgebauten und übertragenen Botschaft, die jeweils zumindest
Nutzdaten aufweist. Das Steuergerät umfasst Identifikationsmittel
zum Identifizieren und Verarbeiten der zumindest einen kommunikationsprotokollspezifischen
Botschaft und Transformationsmittel zur weiteren Behandlung der
zumindest einen durch das Identifikationsmittel verarbeiteten Botschaft.
Das Identifikationsmittel ist dazu ausgebildet, die zumindest eine
kommunikationsprotokollspezifische Botschaft in zumindest eine generische Nachricht
zu wandeln, so dass die generische Nachricht neben den unveränderten
Nutzdaten der Botschaft oder Botschaften einen eindeutigen Nachrichtenschlüssel
aufweist. Die Transformationsmittel sind dazu ausgebildet, die generischen
Nachrichten anhand derer eindeutiger Nachrichtenschlüssel
zu behandeln.
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Aus
der
DE 10 2006
046 841 A1 sind ein Verfahren zum Betreiben eines Feldbus-Netzwerksystems
mit Ringtopologie und ein entsprechendes Feldbus-Netzwerksystem
bekannt. Das Feldbus-Netzwerksystem mit Ringtopologie weist eine Mastereinheit
und eine Mehrzahl von Slave-Einheiten auf, die durch einen Feldbus
in Ringtopologie verbunden sind. Die Mastereinheit ist eingerichtet
zum Versenden einer Datenbotschaft an eine zum Empfang der Datenbotschaft
bestimmte Slave-Einheit, welche eine erste Zählereinrichtung
und eine zweite Zählereinrichtung aufweist. Ein Zählerstand
der ersten Zählereinrichtung dient zum Anzeigen einer Anzahl
von erforderlichen Weiterleitungsschritten über zwischengeschaltete
Slave-Einheiten in der Ringtopologie bis zu der zum Empfang der
Datenbotschaft bestimmten Slave-Einheit. Ein Zählerstand
der zweiten Zählereinrichtung dient zum Anzeigen einer
Anzahl von erfolgten Weiterleitungsschritten über zwischengeschaltete
Slave-Einheiten in der Ringtopologie. Die Slave-Einheiten sind eingerichtet,
beim Empfang der Datenbotschaft den Zählerstand der ersten Zählereinrichtung
mit einem vorgegebenen Algorithmus zu modifizieren und anhand des
modifizierten Zählerstandes der ersten Zählereinrichtung
zu ermitteln, ob sie die zum Empfang der Datenbotschaft bestimmte
Slave-Einheit sind. Die Slave-Einheiten sind eingerichtet, beim
Empfang der Datenbotschaft den Zählerstand der zweiten
Zählereinrichtung mit einem vorgegebenen Algorithmus zu
modifizieren.
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In
der
DE 198 39 354
A1 ist ein Fahrzeugkommunikationssystem beschrieben. Das
Fahrzeugkommunikationssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
umfasst mehrere Geräteeinheiten zum Senden, Empfangen,
Erfassen und/oder Verarbeiten von Daten zum Ausführen von
Applikationen, wobei die Geräteeinheiten mittels zugehörigen
Hardwareschnittstellen mit einem gemeinsamen Datenbus verbunden
sind. Den Applikationen werden flexibel steuerbare Funktionen zugeordnet,
wobei jeder Funktion jeweils eine Softwareschnittstelle zum Datenaustausch
mit anderen Softwareschnittstellen und/oder Hardwareschnittstellen
zugeordnet ist, und wobei die Funktionen innerhalb beliebiger Geräteeinheiten ausgeführt
werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einer verbesserten
Rechnereinheit anzugeben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug
mit einer Rechnereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Ein
Fahrzeug umfasst eine Rechnereinheit. Diese Rechnereinheit ist erfindungsgemäß eine
Zentralrechnereinheit, in welcher mindestens zwei Steuergeräte
integriert sind und welche in einem Innenraum des Fahrzeugs angeordnet
ist und eine Mehrzahl von Fahrzeugfunktionen steuert und/oder regelt.
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Beispielsweise
ist die Rechnereinheit in einem Cockpitmodul hinter einem Kombiinstrument
angeordnet bzw. bildet mit diesem eine integrierte Baueinheit, so
dass das Kombiinstrument eine Eingabe- und Ausgabeeinheit der Rechnereinheit
bildet und die Rechnereinheit das Kombiinstrument steuert und/oder
regelt, d. h. auch als Steuergerät des Kombiinstruments
fungiert. Diese Rechnereinheit vereint neben der Steuergerätfunktion
für das Kombiinstrument beispielsweise Funktionen eines
Motorsteuergerätes, eines Getriebesteuergerätes
und/oder eines Steuergerätes für einen Antriebsstrang
mit weiteren Steuerungs- und/oder Regelungsfunktionen des Fahrzeugs,
zum Beispiel für Fahrerassistenzsysteme und Komfortsysteme
des Fahrzeugs.
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Durch
die Anordnung der Rechnereinheit im Innenraum des Fahrzeugs, insbesondere
im Cockpitmodul und somit unmittelbar angrenzend zu einem Motorraum,
ist die Rechnereinheit zentral im Fahrzeug positioniert, so dass
problemlos sehr viele, vorzugsweise alle zu steuernden und/oder
zu regelnden Systeme des Fahrzeugs über relativ kurze Kommunikationswege
an die Rechnereinheit anbindbar sind. Im Fahrzeuginnenraum unterliegt
die Rechnereinheit zudem wesentlich geringeren Temperaturbelastungen
als beispielsweise im Motorraum und ist wesentlich besser vor Witterungseinflüssen
geschützt, insbesondere vor Kälte, Nässe
und Schmutz.
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Ein
vorhandener Bauraum ist an dieser Einbauposition im Innenraum relativ
groß, so dass eine relativ große und leistungsstarke
Rechnereinheit einsetzbar ist. Ein Einsatz einer derartigen Rechnereinheit
ist wesentlich effektiver als beispielsweise eine Vielzahl kleiner
Steuergeräte, welche im Fahrzeug verteilt angeordnet sind,
da damit eine größere Rechenleistung bei einer
Verringerung einer erforderlichen elektrischen Leistung erzielbar
ist. Des Weiteren sind eine Vereinfachung im Fahrzeug verbauter Datenbussysteme,
eine Verringerung benötigter Schnittstellen und eine Verringerung
eines erforderlichen Kommunikationsvolumens zur Steuerung und/oder
Regelung von Fahrzeugfunktionen erzielbar. Daraus resultieren eine
verringerte Störanfälligkeit sowie ein geringerer Materialeinsatz
und Montageaufwand bei Produktion, Wartung und Reparatur des Fahrzeugs,
wodurch Kosteneinsparungen erzielbar sind.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei
zeigt:
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1 ein
Fahrzeug mit einer Rechnereinheit.
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1 zeigt
ein Fahrzeug 1 mit einer Rechnereinheit 2, welche
als Zentralrechnereinheit des Fahrzeugs 1 ausgebildet ist.
Sie ist, wie hier dargestellt, in einem Innenraum 3 des
Fahrzeugs 1 angeordnet, vorzugsweise in einem Cockpitmodul 4 hinter
einer zentralen Anzeigeeinheit 5, bzw. bildet mit dieser und/oder
mit einer Eingabeeinheit eine integrierte Baueinheit. Die Anzeigeeinheit 5 ist
beispielsweise ein Kombiinstrument des Fahrzeugs 1, über
welches eine Informationsausgabe der Rechnereinheit 2 an einen
Fahrzeugführer erfolgt. Dabei erfüllt die Rechnereinheit 2 vorzugsweise
auch eine Steuergerätfunktion für das Kombiinstrument.
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Die
Rechnereinheit 2 steuert und/oder regelt des Weiteren eine
Mehrzahl von Fahrzeugfunktionen, vorzugsweise alle zu steuernden
und/oder zu regelnden Funktionen des Fahrzeugs 1, wie hier
beispielhaft schematisch dargestellt, unter anderem Funktionen eines
Verbrennungsmotors 6 des Fahrzeugs 1, und ersetzt
somit eine Vielzahl einzelner Steuergeräte. Dazu sind beispielsweise
Sensoren und Aktuatoren des Verbrennungsmotors 6 über
ein Datenbussystem 7 mit der Rechnereinheit 2 verbunden.
Des Weiteren sind beispielsweise Funktionen eines Getriebes des
Fahrzeugs 1 bzw. eines gesamten Antriebsstrangs des Fahrzeugs 1,
Fahrerassistenzsysteme wie beispielsweise ein elektronisches Stabilitätsprogramm,
aber auch Komfortfunktionen des Fahrzeugs 1 wie eine Klimaanlage,
ein Multimediasystem und eine Zentralverriegelung steuerbar und/oder
regelbar.
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Nach
dem Stand der Technik ist für diese Funktionen jeweils
ein eigenes kleines Steuergerät erforderlich, welches jeweils
eine sehr begrenzte Rechenleistung aufweist. Diese Steuergeräte
sind an verschiedenen Positionen im Fahrzeug 1 verteilt,
wodurch lange Kommunikationswege, eine große Kommunikationsmenge
und eine Vielzahl an Datenbussystemen 7 und Schnittstellen
erforderlich sind. Des Weiteren kann es bei einer Vielzahl teilweise
miteinander vernetzter Steuergeräte und Schnittstellen
zu Kompatibilitätsproblemen kommen.
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Insbesondere
bei Fahrzeugen 1, welche beispielsweise mit einem Hybridantrieb
ausgerüstet sind, ist zur Steuerung und/oder Regelung des
Antriebsstrangs eine große Rechenleistung erforderlich, da
nicht nur Funktionen des Verbrennungsmotors 6 und des Getriebes
zu steuern und/oder zu regeln sind, sondern auch Funktionen eines
Elektromotors, welcher, abhängig von einem jeweiligen Betriebszustand
des Fahrzeugs 1, auch als Generator betreibbar ist, sowie
Funktionen einer Fahrzeugbatterie, d. h. unter anderem ein optimales
Laden und Entladen dieser Fahrzeugbatterie. Des Weiteren sind beispielsweise
auch Funktionen einer Brennstoffzelle zu steuern und/oder zu regeln,
wenn eine solche im Fahrzeug 1 installiert ist. Um einen
Fahrbetrieb eines solchen Hybridfahrzeugs in allen Betriebszuständen optimal
und energieeffizient zu steuern und/oder zu regeln, ist eine sehr
leistungsstarke Rechnereinheit 2 erforderlich.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung ist eine Vereinfachung
der Schnittstellen und Datenbussysteme 7, eine Verringerung
der Kommunikationsmenge und eine Verringerung einer erforderlichen
elektrischen Leistung erzielbar, da eine Leistungsaufnahme der Rechnereinheit 2 bei
einer wesentlich höheren Rechenleistung geringer ist als
die Summe der Leistungsaufnahme aller Steuergeräte nach
dem Stand der Technik.
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Eine
Anordnung der Rechnereinheit 2 im Innenraum 3 des
Fahrzeugs 1, vorzugsweise im Cockpitmodul 4, bietet
eine Reihe von Vorteilen. So ist die Rechnereinheit 2 wesentlich
besser vor schädigenden Einflüssen geschützt
als beispielsweise in einem Motorraum 8 des Fahrzeugs 1,
beispielsweise vor Hitze, Kälte, Nässe oder Schmutz.
An dieser Position ist des Weiteren ein relativ großer
Bauraum vorhanden, so dass eine relativ große und sehr
leistungsstarke Rechnereinheit 2 installierbar ist. Da
die Rechnereinheit 2 in dieser Position relativ zentral
im Fahrzeug 1 angeordnet ist, aber gleichzeitig in unmittelbarer
Nähe zum Motorraum 8, sind erforderliche Kommunikationswege
zu Fahrzeugsystemen, zu Sensoren, beispielsweise an Rädern
des Fahrzeugs 1, und zu Aktuatoren relativ kurz. Durch
eine solche zentrale Rechnereinheit 2 sind wesentlich weniger
Schnittstellen und Datenbussysteme 7 erforderlich, wodurch Kompatibilitätsprobleme
und eine Störanfälligkeit reduziert sind. Des
Weiteren sind ein Materialaufwand und ein Montageaufwand bei Fertigung
und Reparatur des Fahrzeugs 1 verringert, wodurch Kosteneinsparungen
realisierbar sind.
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Rechnereinheit
- 3
- Innenraum
- 4
- Cockpitmodul
- 5
- Anzeigeeinheit
- 6
- Verbrennungsmotor
- 7
- Datenbussystem
- 8
- Motorraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19840484
A1 [0002]
- - DE 102004059981 B4 [0003]
- - DE 102006046841 A1 [0004]
- - DE 19839354 A1 [0005]