DE102013213856A1 - Vorrichtung, Verfahren und System zur Kommunikation mit einer Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung, Verfahren und System zur Kommunikation mit einer Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Steuerungseinrichtung (120‘, 1202‘) zum Steuern oder Regeln einer Komponente (110), umfassend Verarbeitungsmittel (124, 126) zum Steuern oder Regeln der Komponente (110); einen Busanschluss (122) zum Verbinden der Steuerungseinrichtung (120‘, 1202‘) mit einem Bus (140) zum Kommunizieren mit einer weiteren Steuerungseinrichtung (1201‘); einen Anwendungswerkzeuganschluss (128) zum Verbinden der Steuerungseinrichtung (120‘, 1202‘) mit einem Anwendungswerkzeug (210‘) zum Kommunizieren mit der Steuerungseinrichtung (120‘, 1202‘); und Verbindungsmittel (130) zum Verbinden des Anwendungswerkzeuganschlusses (128) und des Busanschlusses (122), so dass das Anwendungswerkzeug (210‘) über den Busanschluss (140) kommunizieren kann, sowie Bus (140), Kraftfahrzeug (100), Verfahren, Anwendungswerkzeug (210') und Computerprogrammprodukte.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Verfahren, und ein System zur Kommunikation mit einer Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zum Bestimmen und Einstellen von Anwendungsdaten der Steuerungseinrichtung.
  • Stand der Technik
  • Wie in 1 gezeigt, werden in einem Kraftfahrzeug 100 Steuerungseinrichtungen (Steuergeräte, Electronic Control Units, ECUs) 120 1, 120 2 zur Steuerung und / oder Regelung von Komponenten des Kraftfahrzeugs 100, zum Beispiel ein Motorsteuergerät (Engine Control Unit) 120 2 zur Steuerung und Regelung eines Fahrzeugmotors 110 während seines Betriebes, eingesetzt. Steuerungseinrichtungen 120 1, 120 2 können bis zu 20.000 Messgrößen, die den Betrieb darstellen, und bis zu 20.000 Parameter, die einzustellen und / oder zu optimieren sind, aufweisen. Die Steuerungseinrichtungen 120 1, 120 2 können über einen Fahrzeugbus 140, zum Beispiel Controller Area Network Bus (CAN-Bus) oder FlexRay, zum Datenaustausch zwischen den Steuerungseinrichtungen 120 1, 120 2 miteinander verbunden sein.
  • Während eines Applikationsprozesses werden Anwendungsdaten einer Steuerungseinrichtung 120 1, 120 2 bestimmt und eingestellt. Vereinfacht dargestellt, umfasst der Applikationsprozess:
    • 1. Messen eines Ist-Verhaltens, das dargestellt wird durch interne Variablen der Steuerungseinrichtung 120 1, 120 2, Daten von anderen Steuerungseinrichtungen 120 1, 120 2 auf dem Fahrzeugbus 140 und Messdaten von Sensoren 150, die angeschlossen sind;
    • 2. Vergleichen des Ist-Verhaltens mit einem Soll-Verhalten;
    • 3. Optimieren der Anwendungsdaten und / oder Beheben von festgestellten Fehlern; und
    • 4. Übertragen der optimierten Anwendungsdaten vom Applikationsprozess zur Steuerungseinrichtung 120 1, 120 2 zum Speichern der übertragenen Anwendungsdaten in der Steuerungseinrichtung 120 1, 120 2.
  • Beim Messen und Übertragen bestehen in der Regel mehrere Zugriffsmöglichkeiten für eine Kommunikation bzw. Übertragung der Daten im Kraftfahrzeug 100:
    • 1. über einen Anschluss (Interface) 122 1, 122 2 der Steuerungseinrichtung 120 1, 120 2 für den Fahrzeugbus 140, wobei der Anschluss 122 1, 122 2 in der Regel auch für eine Fahrzeugdiagnose während der Entwicklung und des Betriebs des Kraftfahrzeugs 100 dient. Vorteile des Fahrzeugbusanschlusses 122 1, 122 2 umfassen eine Diagnosefunktionalität, zum Beispiel Löschen eines Fehlerspeichers und Bereitstellen von Diagnosedienstleistungen, und Entfallen von zusätzlichem Hardware-Mittel in der Steuerungseinrichtung 120 1, 120 2, da der Fahrzeugbusanschluss 122 1, 122 2 auch während der Serienfertigung vorhanden ist. Nachteile des Fahrzeugbusanschlusses 122 1, 122 2 umfassen eine eingeschränkte Leistungsfähigkeit (Performance) und Erfordern einer zusätzlichen Schnittstelle (Gateway Modul) 160 mit Fahrzeugbusanschluss 162 und Verbindung 164 zum Verbinden des Fahrzeugbusses 140 mit einem externen Rechner (Computer, zum Beispiel Personal Computer oder Laptop-Computer) 200; und
    • 2. über einen speziellen Emulatortastkopf (ETK) 300 mit Verbindung 304, der zum Beispiel über eine Fehlersuchschnittstelle (Debug Interface) eines Kontrollschaltkreises (Controller) der Steuerungseinrichtung 120 1, 120 2 Daten aus einem Speicher des Kontrollschaltkreises bzw. der Steuerungseinrichtung 120 1, 120 2 heraus lesen und / oder Daten in den Speicher hinein schreiben kann. Dabei wird der Emulatortastkopf 300 über eine weitere Schnittstelle mit dem Anwendungswerkzeug (Application Tool) 210 verbunden. Vorteile des Emulatortastkopfes 300 umfassen eine hohe Leistungsfähigkeit beim Übertragen von Daten und / oder Zugreifen auf den Speicher. Gemäß des Standes der Technik sind für den Applikationsprozess beide Zugriffsarten erforderlich. Dabei muss der Fahrzeugbus 140, der oftmals nur schwer zugänglich ist, zum Messen aufgetrennt werden. Soll der Fahrzeugbus 140 an einem Diagnosestecker verfügbar sein, müssen – in jedem Kraftfahrzeug 100 – eine zusätzliche Verbindung, zum Beispiel Leitung 142, und eine zusätzliche Schnittstelle 160, die in der Regel eine eigene Spannungsversorgung erfordert, vorgesehen werden. Nachteilig sind somit insbesondere der Aufwand für die Verkabelung und / oder zusätzliche Hardware-Mittel.
  • Beim Aktualisieren (Flashen) eines (Steuerungs-)Programms einer Steuerungseinrichtung 120 2, über den Emulatortastkopf 300, muss eine Fahrfunktion prinzipbedingt und / oder aus Sicherheitsgründen außer Betrieb gesetzt werden. Da die zu aktualisierende Steuerungseinrichtung 120 2 keine Daten über den Fahrzeugbus 140 überträgt, kennen die anderen Steuerungseinrichtungen das Fehlen der Daten und schalten, wie vorgesehen, in eine Fehlerbetriebsart. Zur Beendigung der Fehlerbetriebsart ist jedoch eine definierte Kommunikation über den Fahrzeugbusanschluss 122 1, 122 2 erforderlich. Nachteilig ist somit, dass für das Aktualisieren einer Steuerungseinrichtung 120 2 in der Regel beide Zugriffsarten erforderlich sind.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zur verbesserten Kommunikation mit einer Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
  • Allgemeine Beschreibung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch die beiliegenden nebengeordneten Ansprüche gelöst, insbesondere durch ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘ zum Steuern oder Regeln einer Komponente 110, umfassend Verarbeitungsmittel 124, 126 zum Steuern oder Regeln der Komponente 110; einen Busanschluss 122 zum Verbinden der Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘ mit einem Bus 140 zum Kommunizieren mit einer oder mehreren weiteren Steuerungseinrichtung 120 1; einen Anwendungswerkzeuganschluss 128 zum Verbinden der Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘ mit einem Anwendungswerkzeug 210‘ zum Kommunizieren mit der Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘; und Verbindungsmittel 130 zum Verbinden des Anwendungswerkzeuganschlusses 128 und des Busanschlusses 122, so dass das Anwendungswerkzeug 210‘ über den Busanschluss 140 kommunizieren kann.
  • Durch diesen Aspekt der Erfindung werden auch die Daten, die den Bus bzw. Fahrzeugbus 140 betreffen, über die Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘, den Emulatortastkopf 300 und das Anwendungswerkzeug 210‘ übertragen, da der Busanschluss bzw. Fahrzeugbusanschluss 122, 122 2 und der Anwendungswerkzeuganschluss bzw. Emulatortastkopfanschluss oder Emulatoranschluss 128, die in der Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘ angeordnet sind, logisch verbunden werden. Da der Emulatortastkopf 300 und das Anwendungswerkzeug 210‘ eine hohe Leistungsfähigkeit aufweisen, kann diese Schnittstelle zusätzlich zu der Kommunikation mit der angeschlossenen Steuerungseinrichtung 120 2‘ auch die Kommunikation mit dem Fahrzeugbus 140 und, zum Beispiel, anderen Steuerungseinrichtungen 120 1‘ bereitstellen. Somit ist für den Applikationsprozess nur noch eine Zugriffsart, mit einem Stecker und einer Verbindung, zum Beispiel Leitung 304, erforderlich, und der Fahrzeugbus 140 muss zum Messen nicht mehr aufgetrennt werden. Weiterhin entfällt die zusätzliche Schnittstelle zum Fahrzeugbus 140 samt der zusätzlichen Verbindung bzw. Leitung. Da die Verbindung zwischen Kraffahrzeug 100 und Rechner 200 über eine einzige Zugriffsart erfolgt, nutzen die Steuerungseinrichtungen 120‘, 120 1‘, 120 2‘ und der Rechner 200 ein einziges gemeinsames Erdungspotential, so dass eine galvanische Trennung grundsätzlich entfallen kann. Somit ist die Lösung kostengünstiger, gewichtseinsparend sowie weniger fehler- und störungsanfällig. Weiterhin ermöglicht die Lösung ein einfaches und anwenderfreundliches Aktualisieren der Steuerungseinrichtungen 120 1‘, 120 2‘.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘, wobei das Verbindungsmittel 130 als Schaltung ausgebildet ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘, wobei das Verbindungsmittel 130 über ein Debug Interface eines Emulators 300 ausgebildet ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘, wobei das Verbindungsmittel 130 durch Programminstruktionen 1264, die in der Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘ ausgeführt werden, ausgebildet ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘, wobei das Verarbeitungsmittel 124, 126 einen Prozessor 124 und einen Speicher 126 umfasst; und die Programminstruktionen in dem Speicher 126 gespeichert sind und von einem Prozessor 124 ausgeführt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘, wobei der Anwendungswerkzeuganschluss 128 als Emulatortastkopfanschluss 128 ausgebildet ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Bus 140 für Steuerungseinrichtungen 120‘, 120 1‘, 120 2‘, umfassend die Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘ gemäß der Erfindung.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug 100, umfassend den Bus 140.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘, umfassend Verbinden eines Anwendungswerkzeuganschlusses 128 und eines Busanschlusses 122 der Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘, so dass ein Anwendungswerkzeug 210‘, das mit dem Anwendungswerkzeuganschlusses 128 verbunden ist, über den Busanschluss 140 kommunizieren kann. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, umfassend ein Computerprogramm, das auf einem Datenträger oder in einem Speicher 126 einer Steuerungseinrichtung 120‘, 120 1‘, 120 2‘ gespeichert ist und das von Steuerungseinrichtung 120‘, 120 1‘, 120 2‘ lesbare Befehle umfasst, die zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung bestimmt sind, wenn die Befehle in der Steuerungseinrichtung 120‘, 120 1‘, 120 2‘ ausgeführt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt gemäß dem beiliegenden Anspruch. Ein weiterer Aspekt betrifft ein Computerprogramm, das Computerinstruktionen umfasst. Die Computerinstruktionen sind auf einem Speicher eines Computers gespeichert und umfassen von dem Computer lesbare Befehle, die zur Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens bestimmt sind, wenn die Befehle auf dem Computer ausgeführt werden. Das Computerprogramm kann auch auf einem Speichermedium gespeichert sein oder über ein entsprechendes Netzwerk von einem Server heruntergeladen werden. Durch diesen Aspekt der Erfindung können Änderungen des Aufbaus der Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘ reduziert oder ganz vermieden werden, dabei kann sich das exakte zeitliche Verhalten von dem anderer Aspekte der Erfindung unterscheiden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computer-implementiertes Verfahren, das unter Echtzeitbedingungen bzw. quasi Echtzeitbedingungen abläuft.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Anwendungswerkzeug 210‘ zum Kommunizieren mit der Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘, wobei das Anwendungswerkzeug 210‘ so ausgebildet ist, dass es über den Anwendungswerkzeuganschluss 128 kommunizieren kann, um über den Busanschluss 140 zu kommunizieren.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, umfassend ein Computerprogramm, das auf einem Datenträger oder in einem Speicher eines Rechners 200 gespeichert ist und das von dem Rechner 200 lesbare Befehle umfasst, die zur Ausführung des Anwendungswerkzeugs 210‘ gemäß der Erfindung bestimmt sind, wenn die Befehle auf dem Rechner 200 ausgeführt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System, umfassend ein Steuerungseinrichtung 120‘, 120 2‘, einen Bus 140 und ein Anwendungswerkzeug 210‘.
  • Weiterhin können Aspekte der Erfindung miteinander kombiniert sein. Kurze Beschreibung der Figuren In der folgenden detaillierten Beschreibung werden die Merkmale, Vorteile und alternativen Ausführungsformen von Ausführungsbeispielen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente kennzeichnen.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Kraftfahrzeug mit Zugriffsmöglichkeiten für eine Kommunikation gemäß des Standes der Technik;
  • 2 ein Kraftfahrzeug mit einer Zugriffsmöglichkeit für eine Kommunikation gemäß der Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Steuerungseinrichtung gemäß der Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Kommunikationsschaltung einer Steuerungseinrichtung gemäß der Erfindung;
  • 5 eine detailierte schematische Darstellung einer Gesamtschaltung der Steuerungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
  • 6 eine schematische Darstellung der Kommunikationssoftwarelayer bis zum Messsignallayer der Steuerungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
  • 2 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 mit einer Zugriffsmöglichkeit für eine Kommunikation gemäß der Erfindung. Das Kraftfahrzeug 100 kann zum Beispiel ein Personenwagen, Lastwagen, Motorrad oder Sonder- bzw. Spezialfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug 100 umfasst Steuerungseinrichtungen (Electronic Control Unit, ECU) 120 1‘, 120 2‘ zur Steuerung und / oder Regelung von Komponenten des Kraftfahrzeugs 100, zum Beispiel ein Motorsteuergerät (Engine Control Unit) 120 2‘ zur Steuerung und Regelung eines Fahrzeugmotors 110 während seines Betriebes, eingesetzt. Die Steuerungseinrichtungen 120 1‘, 120 2‘ können über einen Fahrzeugbus 140, zum Beispiel Controller Area Network Bus (CAN-Bus) oder FlexRay, zum Datenaustausch zwischen den Steuerungseinrichtungen 120 1‘, 120 2‘ miteinander verbunden sein.
  • Zur Kommunikation bzw. Übertragung von Daten beim Messen und Einstellen ist eine Fehlersuchschnittstelle (Debug Interface) bzw. Emulatorschnittstelle 128 einer Steuerungseinrichtung 120 2‘ des Kraftfahrzeugs 100 über einen (abnehmbaren) Emulatortastkopf (ETK) 300 und einer Verbindung 304 mit einem Anwendungswerkzeug (Application Tool) 210‘ verbunden. Das Anwendungswerkzeug 210‘ kann ein Computerprogram sein, das zum Beispiel auf einem zu dem Kraftfahrzeugs 100 externen Rechner (Computer, zum Beispiel Personal Computer oder Laptop-Computer) 200 ausgeführt wird. Die Verbindung 304 kann zum Beispiel drahtgebunden, drahtlos, beispielsweise per Bluetooth oder Wireless Local Area Network (WLAN), oder per Lichwellenleiter (LWL) erfolgen.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Steuerungseinrichtung 120‘ gemäß der Erfindung. Die Steuerungseinrichtung 120‘ umfasst eine Fahrzeugbusschnittstelle 122, einen Prozessor 124, Speicher 126, eine Emulatorschnittstelle 128 und ein Verbindungsmittel 130. Die Fahrzeugbusschnittstelle 122 ist mit dem Fahrzeugbus 140 des Kraftfahrzeugs 100 verbindbar und unterstützt, zum Beispiel, CAN-Bus, FlexRay und / oder Ethernet. Der Prozessor 124 kann zum Beispiel ein Mikroprozessor oder Mikrocontroller sein. Der Speicher 126 kann flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher umfassen. Der Speicher 126 kann teilweise oder vollständig in dem Prozessor 124 angeordnet sein. Der Speicher 126 kann, zum Beispiel, ein Betriebssystem 1262, ein Anwendungsprogramm 1264 und Daten 1266 umfassen. Die Daten können, zum Beispiel, Parameter, beispielsweise Steuerungsparameter, und Messgrößen umfassen. Die Steuerungseinrichtung 120‘ kann ca. 20.000 Messgrößen, die den Betrieb darstellen, und ca. 20.000 Parameter, die einzustellen und / oder zu optimieren sind, aufweisen.
  • Die Emulatorschnittstelle 128 ist, zum Beispiel für eine Diagnose oder Fehlersuche, mit dem Emulatortastkopf 300 verbindbar. Das Verbindungsmittel 130 verbindet die Emulatorschnittstelle 128 und die Fahrzeugbusschnittstelle 122, so dass von dem Emulatortastkopf 300 kommende und für den Fahrzeugbus 140 bestimmte Kommunikationssignale von der Emulatorschnittstelle 128 an die Fahrzeugbusschnittstelle 122 übermittelt werden können und von dem Fahrzeugbus 140 kommende Kommunikationssignale von der Fahrzeugbusschnittstelle 122 an die Emulatorschnittstelle 128 übermittelt werden können. Somit kann das Anwendungswerkzeug 210‘ über den Emulatortastkopf 300 und die Emulatorschnittstelle 128 das Betriebssystem 1262, das Anwendungsprogramm 1264 und / oder die Daten 1266 aus dem Speicher 126 lesen, in dem Speicher 126 analysieren und / oder in den Speicher 126 schreiben, und weiterhin über die Fahrzeugbusschnittstelle 122 und den Fahrzeugbus 140, zum Beispiel, mit anderen Steuerungseinrichtungen kommunizieren. Dazu kann das Anwendungswerkzeug 210‘, zum Beispiel durch Anpassung einer Transferschicht zum Verpacken und Versenden von Fahrzeugbusdaten, so ausgeführt sein, dass es die für den Fahrzeugbus 140 bestimmten Kommunikationssignale über die Verbindung 304 zum Emulatortastkopf 300 überträgt, oder der Emulatortastkopf 300 kann eine Schnittestelle, zum Beispiel eine Fahrzeugbusschnittstelle, umfassen, an die ein Fahrzeugbusanschluss des Anwendungswerkzeugs 210‘ anschließbar ist. Der Emulatortastkopf 300 kann weiterhin einen Prozessor oder eine Anwendungsfeld programmierbare Logikgatter-Anordnung (Field Programmable Gate Array, FPGA) umfassen. Das Verbindungsmittel 130 kann als Schaltung (Hardware), als computer-implementiertes Verfahren (Software), als die im Controller vorhandene Debug Schnittstelle oder als eine Kombination davon ausgeführt sein.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Kommunikationsschaltung einer Steuerungseinrichtung 120‘ gemäß der Erfindung. Die Kommunikationsschaltung der Steuerungseinrichtung 120‘ umfasst einen Mikrocontroller 124, einer Sende-/Empfangsschaltung (Transceiver) 140 mit einem CAN-Transceiver 1402, FlexRay-Transceiver 1404 und Ethernet-Transceiver 1406, eine Fahrzeugbusschnittstelle 122 und eine Emulatorschnittstelle 128. Der Mikrokontroller 124 kann Busschnittstellen, zum Beispiel für CAN, FlexRay, Media Independent Interface (MII) und / oder Reduced Media Independent Interface (RMII), umfassen. Der Mikrocontroller 124 ist über Signalleitungen jeweils mit dem CAN-Transceiver 1402, FlexRay-Transceiver 1404 und Ethernet-Transceiver 1406 verbunden, die wiederrum jeweils über Signalleitungen mit der Fahrzeugbusschnittstelle 122 verbunden sind. Die Emulatorschnittstelle 128 ist über Signalleitungen ebenfalls jeweils mit dem CAN-Transceiver 1402, FlexRay-Transceiver 1404 und Phyter-Ethernet-Transceiver 1406 verbunden. Dabei können diese Signalleitungen, wie in 4 gezeigt, zwischen den Transceivern 1402, 1404 und 1406 und der Fahrzeugbusschnittstelle 122 angeschlossen sein. Alternativ können diese Signalleitungen auch zwischen dem Mikrocontroller 124 und den Transceivern 1402, 1404 und 1406 angeschlossen sein. Die Emulatorschnittstelle 128 Transceiver und / oder Schnittstellentreiber, zum Beispiel Hardware- und / oder Software-Schnittstellentreiber, umfassen.
  • Somit kann das Verbindungsmittel 130 bei einer Schaltung der Steuerungseinrichtung 120‘ entsprechende Anschlüsse (Abgriffe) umfassen. Die Anschlüsse können entkoppelt, zum Beispiel galvanisch getrennt, sein.
  • 5 zeigt eine detaillierte schematische Darstellung einer beispielhaften Gesamtschaltung der Steuerungseinrichtung 120‘ gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Steuerungseinrichtung 120‘ umfasst eine Fahrzeugbusschnittstelle 122, einen Mikrocontroller 124, eine Emulatorschnittstelle 128, einen Transceiver 140 (für CAN und FlexRay), ein Phyter-Ethernet (Auto-PHY) Modul 1402 und eine galvanische Trennung 1404. Der Mikrocontroller 124 umfasst eine Aurora Trace-Schnittstelle 1242, eine Joint Test Action Group (JTAG) / Debug Access Port (DAP) Debug-Schnittstelle 1244, eine Ethernet Media Access Control (Ethernet-MAC) Schnittstelle 1246, eine Universal Measurement and Calibration Protocol (XCP) on CAN, FlexRay / User Datagram Protocol (UDP) Schnittstelle 1248 und einen Flash-Speicher 126. Die Emulatorschnittstelle 128 umfasst eine Datenpaketsteuerung (Data Paket Handler) 1282 sowie eine Debug-Schnittstelle 1284 und eine Busschnittstellenanschluss (Bus Interface Adapter) 1286, die jeweils mit der Datenpaketsteuerung 1282 verbunden sind. Wie bereits mit Bezug auf 4 bereits beschrieben, ist der Mikrocontroller 124 über die XCP on CAN, FlexRay, UDP Schnittstelle 1248 und den Transceiver 140 bzw. über die Ethernet-MAC Schnittstelle 1246, das Auto-PHY Modul 1402 und die galvanische Trennung 1404 mit der Fahrzeugbusschnittstelle 122 verbunden. Weiterhin ist der Mikrocontroller 124 über die Aurora Trace-Schnittstelle 1242 und die JTAG / DAP Debug-Schnittstelle 1244 mit der Debug-Schnittstelle 1284 der Emulatorschnittstelle 128 verbunden. Die bisher beschriebene Schaltung kann auch für die im Folgenden mit Bezug auf 6 beschriebene Steuerungseinrichtung 120‘ verwendet werden. Wie bereits mit Bezug auf 4 beschrieben, ist die Emulatorschnittstelle 128 weiterhin über den Busschnittstellenanschluss 1286 mit den Signalleitungen zwischen dem Transceiver 140 und der Fahrzeugbusschnittstelle 122 verbunden. Weiterhin ist die Emulatorschnittstelle 128 über den Busschnittstellenanschluss 1286 mit einer Signalleitung zwischen dem Auto-PHY Modul 1402 und der galvanische Trennung 1404 verbunden.
  • Die Steuerungseinrichtung 120‘ ist zum einen über die Fahrzeugbusschnittstelle 122 mit einem Fahrzeugbus umfassend CAN 142, FleyRay 144 und Phyter-Ethernet, zum Beispiel BroadR-Reach Automotive-Ethernet 148 und zum anderen über die Emulatorschnittstelle 128, eine Verbindung 304 und einen Notebook-Computer 200 mit dem Anwendungswerkzeug 210‘ verbunden. Somit kann das Anwendungswerkzeug 210‘ mittels entsprechender Steuerung der Emulatorschnittstelle 128, unter Umgehung des Mikrocontrollers 124, über die Fahrzeugbusschnittstelle 122 und den Fahrzugbus 140 mit anderen Steuerungseinrichtungen kommunizieren.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Gesamtprogrammes 6000 der Steuerungseinrichtung 120‘ gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die Steuerungseinrichtung 120’ ist gemäß einer Software-Architektur, zum Beispiel der AUTomotive Open System ARchitecture (AUTOSAR, www.autosar.org), als computer-implementiertes Verfahren implementiert. Das Gesamtprogramm 6000 umfasst eine Laufzeitumgebung (Run Time Environment) 6100, Kommunikationsdienste (Communication Services) 6200, Kommunikationssystemabstraktion (Communication Hardware Abstraction) 6400 und Kommunikationstreiber (Communication Drivers) 6600.
  • Die Laufzeitumgebung 6100 ist ein Computerprogramm, das gemeinsam mit einem Anwendungsprogramm, das nicht direkt mit einem Betriebssystem kommunizieren kann, ausgeführt wird und das Anwendungsprogramm in der Steuerungseinrichtung Computer lauffähig macht, indem es zwischen dem Anwendungsprogramm und dem Betriebssystem vermittelt.
  • Die Kommunikationsdienste 6200 umfassen ein CAN Transportprotokoll (CAN Transport Protocol (TP)) 6202, ein FlexRay ISO Transportprotokoll (FlexRay ISO TP) 6204, ein Protokolldateneinheitenvermittlungsmodul (Protocol Data Unit (PDU) Router) 6210, ein Kommunikationsmodul (Communications Module) 6220 zum Beispiel ein AUTOSAR Communications Module (AUTOSAR COM), ein Diagnosekommunikationsmanagementmodul (Diagnostic Communication Manager, DCM) 6230, einen Protokolldateneinheitenmultiplexer (PDU multiplexer) 6240, drei Netzwerkschnittstellenstellenmanagementmodule (Network Management (NM) Interface Modules) 6250 1, 6250 2 und 6250 3, drei generische Netzwerkmanagementmodule (Generic NM Modules) 6260 1, 6260 2 und 6260 3 und ein Kommunikationsmanagementmodul (Communication Manager) 6270. Das Protokolldateneinheitenvermittlungsmodul 6210 kommuniziert jeweils mit dem CAN Transportprotokol 6202, dem FlexRay ISO Transportprotokoll 6204, dem Kommunikationsmodul 6220, dem Diagnosekommunikationsmanagementmodul 6230 und Protokolldateneinheitenmultiplexer 6240 mittels jeweils zugeordneten Kommunikationsprotokolldateneinheiten (Communications PDUs) 6216202, 6216204, 621622, 621623, 621624, zum Beispiel I-PDUs. Die Kommunikationsprotokolldateneinheiten können mittels ihrer Identifikationsnummern erkannt und vermittelt werden. Die Laufzeitumgebung 6100 und das Kommunikationsmodul 6220 kommunizieren mittel Protokolldateneinheiten 61622. Die Netzwerkschnittstellenstellenmanagementmodule 6250 1, 6250 2 und 6250 3 kommunizieren jeweils mit den zugeordneten generischen Netzwerkmanagementmodulen 6260 1, 6260 2 und 6260 3 mittels jeweils zugeordneter Netzwerkprotokolldateneinheiten 625626 1, 625626 2 und 625626 3. Das Kommunikationsmanagementmodul 6270 kommuniziert mit den zugeordneten generischen Netzwerkmanagementmodulen 6260 1, 6260 2 und 6260 3 mittels jeweils zugeordneter Netzwerkmanagementdaten 626627 1, 626627 2 und 626627 3.
  • Die Kommunikationssystemabstraktion 6400 umfasst eine CAN-Schnittstelle 6402, eine FlexRay-Schnittstelle 6404 und eine LIN-Schnittstelle (Local Interconnect Network, LIN) 6408 mit LIN Transportprotokoll (LIN TP). Das Protokolldateneinheitenvermittlungsmodul 6210 und die Schnittstellen 6402, 6404 und 6208 kommunizieren mittels jeweils zugeordneten Kommunikationsprotokolldateneinheiten 6216402, 6216404 und 6216408, zum Beispiel I-PDUs. Das CAN Transportprotokoll 6202 und das FlexRay ISO Transportprotokoll 6204 kommunizieren jeweils mit der zugeordneten Schnittstelle 6402 und 6404 mittels jeweils zugeordneten Protokolldateneinheiten 62026402 und 62046404, zum Beispiel N-PDUs. Die NM Module 6250 2, 6250 3 und 6250 1 kommunizieren jeweils mit der zugeordneten Schnittstelle 6402, 6408 und 6208 mittels jeweils zugeordneten Kommunikationsprotokolldateneinheiten 6256402, 6256404 und 6256408.
  • Die Kommunikationstreiber 6600 umfassen einen CAN-Treiber 6602, einen FlexRay-Treiber 6604 und einen maschinenorientierten LIN-Treiber (LIN Low Level Driver) 6608. Die Schnittstellen 6402, 6404 und 6408 und jeweils zugeordneten Treiber 6602, 6604 bzw. 6608 kommunizieren mittels jeweils zugeordneter Schnittstellenprotokolldateneinheiten (Interface PDUs) 6502, 6504 und 6508, zum Beispiel L-PDUs. Dabei sind vorzugsweise für jede Schnittstelle, zum Beispiel CAN, FleyRay oder auch Phyter, einheitliche Schnittstellentreiber definiert.
  • Dabei sendet das Anwendungswerkzeug 210‘ Nachrichten an den Mikrocontroller 124 der Steuerungseinrichtung 120 2‘, welche diesen jeweils dazu veranlassen, mittels des Gesamtprogrammes 6000 entsprechende Kommunikationssignale zu erzeugen und, zum Beispiel über den Fahrzeugbus 140 an eine andere Steuerungseinrichtung 120 1‘, zu übermitteln. Das Senden der Nachrichten bzw. ein Zugriff auf den Speicher kann, je nach Situation und Anforderung, auf einer entsprechenden Schicht des computerimplementierten Verfahrens erfolgen. Zum Beispiel kann das Anwendungswerkzeug 210‘ durch Zugriff mittels einer Debug-Funktion jede beliebige Zelle des Speichers, die zum Beispiel als Element eines Puffers (Buffer) oder Stapels (Stack) dient, lesen oder ändern. Das Anwendungswerkzeug 210‘ kann, zum Beispiel, mittels des Diagnosekommunikationsmanagementmoduls 6230, das entsprechend eingerichtet ist, Protokolldateneinheiten erzeugen, lesen, ändern oder umleiten, die, zum Beispiel, mittels des Protokolldateneinheitenvermittlungsmoduls 6210 von einem oder an einen Treiber 6602, 6604 oder 6608 bzw. von einer oder an eine Schnittstelle 6402, 6404 oder 6408 übertagen werden.
  • Somit kann das Anwendungswerkzeug 210‘ mittels entsprechender Steuerung der Emulatorschnittstelle 128, unter Verwendung des Mikrocontrollers 124, über die Fahrzeugbusschnittstelle 122 und den Fahrzugbus 140 mit anderen Steuerungseinrichtungen kommunizieren.
  • Somit kann das Verbindungsmittel 130 bei einem computer-implementierten Verfahren der Steuerungseinrichtung 120‘ Zugriffe, zum Beispiel Debug-Zugriffe, auf entsprechende Schichten, zum Beispiel Software-Schichten, von Schnittstellentreibern, zum Beispiel für die Fahrzeugbusschnittstelle 122 und die Emulatorschnittstelle 128, umfassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • www.autosar.org [0039]

Claims (12)

  1. Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘) zum Steuern oder Regeln einer Komponente (110), umfassend: – Verarbeitungsmittel (124, 126) zum Steuern oder Regeln der Komponente (110); – einen Busanschluss (122) zum Verbinden der Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘) mit einem Bus (140) zum Kommunizieren mit einer weiteren Steuerungseinrichtung (120 1‘); – einen Anwendungswerkzeuganschluss (128) zum Verbinden der Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘) mit einem Anwendungswerkzeug (210‘) zum Kommunizieren mit der Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘); und – Verbindungsmittel (130) zum Verbinden des Anwendungswerkzeuganschlusses (128) und des Busanschlusses (122), so dass das Anwendungswerkzeug (210‘) über den Busanschluss (140) kommunizieren kann.
  2. Die Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘) nach Anspruch 1, wobei: – das Verbindungsmittel (130) als Schaltung ausgebildet ist.
  3. Die Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘) nach Anspruch 1, wobei: – das Verbindungsmittel (130) über ein Debug Interface eines Emulators (300) ausgebildet ist.
  4. Die Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘) nach Anspruch 1, wobei: – das Verbindungsmittel (130) durch Programminstruktionen (1264), die in der Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘) ausgeführt werden, ausgebildet ist.
  5. Die Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘) nach Anspruch 4, wobei: – das Verarbeitungsmittel (124, 126) einen Prozessor (124) und einen Speicher (126) umfasst; und – die Programminstruktionen in dem Speicher (126) gespeichert sind und von einem Prozessor (124) ausgeführt werden.
  6. Die Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: – der Anwendungs¬werk¬zeug¬anschluss (128) als Emulatortastkopf anschluss (128) ausgebildet ist.
  7. Bus (140) für Steuerungseinrichtungen (120‘, 120 1‘, 120 2‘), umfassend: – die Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Kraftfahrzeug (100), umfassend: – den Bus (140) nach Anspruch 7.
  9. Verfahren zum Betreiben einer Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘), umfassend: – Verbinden eines Anwendungswerkzeuganschlusses (128) und eines Bus anschlusses (122) der Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘), so dass ein Anwendungswerkzeug (210‘), das mit dem Anwendungswerkzeug anschlusses (128) verbunden ist, über den Busanschluss (140) kommunizieren kann.
  10. Computerprogrammprodukt, umfassend: – ein Computerprogramm, das auf einem Datenträger oder in einem Speicher (126) einer Steuerungseinrichtung (120‘, 120 1‘, 120 2‘) gespeichert ist und das von Steuerungseinrichtung (120‘, 120 1‘, 120 2‘) lesbare Befehle umfasst, die zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 8 bestimmt sind, wenn die Befehle in der Steuerungseinrichtung (120‘, 120 1‘, 120 2‘) ausgeführt werden.
  11. Anwendungswerkzeug (210‘) zum Kommunizieren mit der Steuerungseinrichtung (120‘, 120 2‘) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: – das Anwendungswerkzeug (210‘) so ausgebildet ist, dass es über den Anwendungswerkzeuganschluss (128) kommunizieren kann, um über den Bus anschluss (140) zu kommunizieren.
  12. Computerprogrammprodukt, umfassend: – ein Computerprogramm, das auf einem Datenträger oder in einem Speicher eines Rechners (200) gespeichert ist und das von dem Rechner (200) lesbare Befehle umfasst, die zur Ausführung des Anwendungswerkzeugs (210‘) gemäß Anspruch 10 bestimmt sind, wenn die Befehle auf dem Rechner (200) ausgeführt werden.
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