DE102011102770A1

DE102011102770A1 - Steuergerät und Verfahren zur Herstellung eines busangepassten Steuergeräts

Info

Publication number: DE102011102770A1
Application number: DE201110102770
Authority: DE
Inventors: Bekim Morina; Jan Mikolajewski; Carsten Busse; Dr.-Ing. Wolf Fabian; Peter-Christoph Daur; Dr. Hopp Christian; Alexander Süß
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-05-28
Filing date: 2011-05-28
Publication date: 2012-11-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Hauptrechner (2), wobei der Hauptrechner (2) mit Programmen (P1, P2) zur Kommunikation mit mindestens zwei unterschiedlichen Controllern (3, 4) für unterschiedliche Bussysteme ausgebildet ist, wobei mittels eines soft- und/oder hardwaretechnischen ersten Schaltmittels (16) ein Programm zur Kommunikation mit einem Controller auswählbar ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines busangepassten Steuergeräts (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät und ein Verfahren zur Herstellung eines busangepassten Steuergerätes.
In modernen Kraftfahrzeugen werden zunehmend Steuergeräte eingesetzt, mittels derer Funktionen ausführbar sind. Beispiele für derartige Steuergeräte sind Motorsteuergeräte, Bordnetzsteuergeräte, Bremssteuergeräte oder Lenkungssteuergeräte. Die Steuergeräte können dabei untereinander über ein Bussystem kommunizieren. Beispiele für solche Bussysteme sind ein CAN-Bus, ein FlexRay-Bus, ein LIN-Bus oder ein MOST-Bus. Der Datenaustausch zwischen Steuergeräten in unterschiedlichen Bussystemen erfolgt dabei über so genannte Gateways.
Typische Komponenten eines Steuergeräts sind ein Hauptrechner, ein Controller und ein Transceiver. Der Transceiver stellt dabei die physikalische Schnittstelle zum Bussystem dar. Der Controller kodiert bzw. dekodiert die Nachrichten in eine vorgegebene Protokollstruktur und der Hauptrechner verarbeitet die erhaltenen Daten bzw. erzeugt die zu übertragenden Daten. Je nach dem, ob das Steuergerät beispielsweise für einen CAN-Bus oder einen FlexRay-Bus eingesetzt werden soll, muss das Steuergerät entsprechend angepasst sein.
Dies führt zu einer großen Steuergeräte-Vielfalt, die hinsichtlich Herstellung und Reparatur der Steuergeräte aufwendig ist.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Steuergerät sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Steuergerätes zu schaffen, mittels derer Herstellung und Reparatur vereinfacht werden.
Hierzu umfasst das Steuergerät für ein Kraftfahrzeug einen Hauptrechner, wobei der Hauptrechner mit Programmen zur Kommunikation mit mindestens zwei unterschiedlichen Controllern für unterschiedliche Bussysteme ausgebildet ist, wobei mittels eines soft- und/oder hardwaretechnischen ersten Schaltmittels ein Programm zur Kommunikation mit einem Controller auswählbar ist. Hierdurch ist es möglich, den gleichen Hauptrechner für unterschiedliche Steuergeräte zu verwenden. Da der Hauptrechner nicht geändert werden muss, kann auch dessen Peripherie gleich bleiben. Dies spart entsprechend Reparaturkosten, da beispielsweise nur eine Art von Hauptrechner vorgehalten werden muss, unabhängig davon, für welches Bussystem das Steuergerät eingesetzt wird. Die Anpassung erfolgt dann durch Einbau des passenden Transceivers sowie gegebenenfalls Controllers. Prinzipiell ist es denkbar, auch unterschiedliche Transceiver und Controller vorzusehen, die dann analog dem Programm zur Kommunikation auswählbar sind. Allerdings erhöht dies dann die Kosten, da dann beispielsweise zwei Transceiver und zwei Controller im Steuergerät verbaut sind, wobei davon nur jeweils einer genutzt wird. Daher wird vorzugsweise zumindest der Transceiver an das Bussystem angepasst verbaut.
Hinsichtlich des Controllers wird vorzugsweise unterschieden, wie die grundsätzliche Hardwarestruktur des verwendeten Steuergeräts ist. Es sind Steuergeräte-Aufbauten bekannt, wo der Controller als separates Bauteil ausgebildet ist oder wo dieser in den Hauptrechner integriert ist. Bei Aufbauten mit separatem Controller ist es vorteilhaft, den Controller analog dem Transceiver angepasst auf das Bussystem zu verbauen. Bei Ausführungsformen mit in dem Hauptrechner integrierten Controller wurden hingegen mehrere (mindestens zwei) unterschiedliche Controller in den Hauptrechner integriert, wobei mittels eines soft- und/oder hardwaretechnischen zweiten Schaltmittels ein Controller für die Kommunikation auswählbar ist. Somit kann der Hauptrechner weiterhin hardwaretechnisch unverändert für verschiedene Bussysteme eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Controller ein CAN-Controller und mindestens ein Controller ein FlexRAy-Controller.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Hauptrechner mit mindestens einer weiteren Schnittstelle ausgebildet, die unabhängig von dem ausgewählten Controller ist. Somit kann die Peripherie des Hauptrechners unverändert bleiben.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Steuergerät als Lenkungssteuergerät ausgebildet, beispielsweise für eine elektromechanische Lenkung.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Hauptrechner mit einer Schnittstelle zu einem Überwachungsrechner und/oder zu mindestens einer Treiberstufe für eine Leistungselektronik und/oder zu einem FPGA (field programmable gate array) ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei das FPGA zwischen dem Hauptrechner und dem oder den Treiberstufen angeordnet, wobei in dem FPGA beispielsweise die Ansteuerströme für die Phasen eines beispielsweise dreiphasigen Synchronmotor berechnet werden. Durch diese Auslegung der Berechnung wird der Hauptrechner entsprechend rechentechnisch entlastet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Steuergeräts.
Das Steuergerät 1 umfasst einen Hauptrechner 2, in dem ein CAN-Controller 3 und ein FlexRay-Controller 4 angeordnet sind. Weiter umfasst der Hauptrechner 2 einen Mikroprozessor 5, einen Speicher 6 für Programme P1, P2 zur Kommunikation mit dem CAN-Controller 3 oder dem FlexRay-Controller 4. Weiter umfasst der Hauptrechner 2 eine Schnittstelle 7 zur Ansteuerung mindestens eines Treibers 8, eine Schnittstelle 9 zur Kommunikation mit einem Überwachungsrechner 10 und eine weitere Schnittstelle 11 zur Kommunikation mit weiteren Schnittstellen 12 des Steuergeräts. Das Steuergerät 1 umfasst neben dem bereits erwähnten Überwachungsrechner 10, Treibern 8 und weiteren Schnittstellen 12 noch eine Leistungselektronik 13 und eine Vorhaltung 14 für einen Transceiver. Die Vorhaltung kann beispielsweise ein Einsteckplatz auf einer Leiterplatte sein. Dabei sei angemerkt, dass insbesondere die Treiber 8 und die Leistungselektronik 13 nicht Bestandteil des Steuergeräts 1 sein müssen, sondern auch extern angeordnet sein können. Über die Leistungselektronik 13 kann beispielsweise ein dreiphasiger Elektromotor angesteuert werden.
Dem Speicher 6 ist ein erstes Schaltmittel 16 und den beiden Controllern 3, 4 ein zweites Schaltmittel 15.1, 15.2 zugeordnet. Die Schaltmittel 15.1, 15.2, 16 können dabei in Hardware und/oder Software realisiert sein.
Soll nun beispielsweise das Steuergerät 1 für ein CAN-Bussystem verwendet werden, so wird in die Vorhaltung 14 ein CAN-Transceiver eingesetzt und das erste Schaltmittel 15.1, 15.2 und das zweite Schaltmittel 16 in die dargestellten Schaltstellungen bewegt.
Damit greift der Mikroprozessor 5 auf das Programm P1 zur Kommunikation mit dem CAN-Controller 3 zu. Des Weiteren wird der CAN-Controller 3 mit dem Mikroprozessor 5 und dem CAN-Transceiver in der Vorhaltung 14 verbunden. Als Ergebnis arbeitet das Steuergerät 1 als Steuergerät für ein CAN-Bussystem. Der Schaltbefehl für die Schaltmittel 15.1, 15.2 und 16 kann beispielsweise über die weiteren Schnittstellen 12 von außen bei der Bandendeprogrammierung erfolgen.
Soll hingegen das Steuergerät 1 für ein FlexRay-Bussystem eingesetzt werden, so wird ein FlexRay-Transceiver in die Vorhaltung 14 eingesetzt und die Schaltmittel 15.1, 15.2 und 16 werden in die gestrichelt dargestellte Position geschaltet. Entsprechend wird dann das Programm P2 für FlexRay-Controller 4 aus dem Speicher 6 ausgewählt und der FlexRay-Controller 4 mit dem Mikroprozessor 5 und dem FlexRay-Transceiver in der Vorhaltung 14 verbunden.

Claims

Steuergerät (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Hauptrechner (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptrechner (2) mit Programmen (P1, P2) zur Kommunikation mit mindestens zwei unterschiedlichen Controllern (3, 4) für unterschiedliche Bussysteme ausgebildet ist, wobei mittels eines soft- und/oder hardwaretechnischen ersten Schaltmittels (16) ein Programm zur Kommunikation mit einem Controller auswählbar ist.
Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei unterschiedliche Controller (3, 4) in dem Hauptrechner (2) integrieret sind, wobei mittels eines soft- und/oder hardwaretechnischen zweiten Schaltmittels (15.1, 15.2) ein Controller (3, 4) für die Kommunikation auswählbar ist.
Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Controller ein CAN-Controller (3) und mindestens ein Controller ein FlexRay-Controller (4) ist.
Steuergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptrechner (2) mit mindestens einer weiteren Schnittstelle (7, 9, 11) ausgebildet ist, die unabhängig von dem ausgewählten Controller (3, 4) ist.
Steuergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) als Lenkungssteuergerät ausgebildet ist.
Steuergerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptrechner (2) mit einer Schnittstelle (9, 7, 11) zu einem Überwachungsrechner (10) und/oder zu mindestens einer Treiberstufe (8) für eine Leistungselektronik (13) und/oder einem FPGA und/oder weiteren Schnittstellen (12) des Steuergeräts ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines busangepassten Steuergeräts, mittels eines Steuergeräts (1) nach Anspruch 1, wobei in das Steuergerät (1) ein an das zu verwendende Bussystem angepasster Transceiver montiert wird und durch das erste Schaltmittel (16) das zu dem Bussystem passende Programm (P1, P2) zur Kommunikation mit einem Controller (3, 4) des Bussystems ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, mittels eines Steuergeräts nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des zweiten Schaltmittels (15.1, 15.2) der Controller (3, 4) für das Bussystem ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zu dem Bussystem passende Controller montiert wird.