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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Systeme von Fahrzeugen und genauer Fahrzeug-Schnittstellensysteme.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Moderne Fahrzeuge sind mit vielen verschiedenen elektrischen Systemen für eine große Bandbreite von Zwecken ausgestattet. Fahrzeuge können mit Systemen ausgestattet sein, die das Bewusstsein des Fahrers in Bezug auf den Zustand des Fahrzeugs verstärken oder die es dem Fahrzeug ermöglichen, sich selbst zu regulieren. Solche Systeme können in Form von Modulen implementiert sein, die mit einer Fahrzeugsteuereinheit (vehicle control unit, VCU) verbunden sind. Die VCU empfängt Ausgangssignale von den Modulen und kann diese Informationen dann an den Anwender oder andere Fahrzeugsysteme senden. Jede VCU ist in der Regel auf einen Bereich von Eingangssignalen beschränkt, die sie effizient verarbeiten kann, und jedes Modul sendet in der Regel einen spezifischen Datentyp.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung oder ein Verfahren bereitzustellen, die bzw. das eine effizientere Kommunikation zwischen elektrischen Komponenten des Fahrzeugs ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Fahrzeugsystem nach Anspruch 1 oder ein Verfahren zum Senden von Daten nach Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Fahrzeugsystem, das eine Datenumwandlungsschnittstelle aufweist, die verschiedenen Datenmodulen mit spezifischen Datentypen eine gemeinsame Kommunikation mit einer Fahrzeugsteuereinheit ermöglicht.
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Die Erfindung ist einerseits auf ein Fahrzeugsystem gerichtet, das ein Fahrzeug, eine Fahrzeugsteuereinheit (VCU), mehrere Datenmodule und eine Datenumwandlungsschnittstelle aufweist. Das Fahrzeug weist ein Fahrgestell auf, das verschiedene Teile des Fahrzeugs trägt. Die Fahrzeugsteuereinheit wird von dem Fahrgestell getragen. Die Datenmodule geben jeweils ein Ausgangssignal aus, das zu einem spezifischen Datentyp gehört. Die Datenumwandlungsschnittstelle ist mit der VCU und den einzelnen Datenmodulen gekoppelt. Die Datenumwandlungsschnittstelle ist so gestaltet, dass sie Ausgangssignale von den einzelnen Datenmodulen empfängt, die Ausgangssignale in ein gemeinsames Datenformat umwandelt und die umgewandelten Ausgangssignale an die VCU sendet.
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Die Erfindung ist andererseits auf ein Verfahren zum Senden von Daten in einem Fahrzeugsystem gerichtet. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Bereitstellens eines Fahrzeugs, das mehrere Datenmodule, eine Fahrzeugsteuereinheit (VCU) und eine Datenumwandlungsschnittstelle aufweist. Ausgangssignale von den Datenmodulen, die jeweils zu einem spezifischen Datentyp gehören, werden von der Datenumwandlungsschnittstelle empfangen. Die Datenumwandlungsschnittstelle wandelt jeden spezifischen Datentyp in ein gemeinsames Datenformat um. Das gemeinsame Datenformat wird dann an die VCU gesendet.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Datenumwandlungsschnittstelle die Kommunikation vieler Module mit (genau bzw. nur) einer VCU ermöglicht.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Datenumwandlungsschnittstelle die Verarbeitung einer größeren Anzahl von Ausgangssignalen mit verschiedenen Datenformaten durch die VCU ermöglicht, wodurch Modulhersteller mehr Design-Optionen erhalten.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oben genannten und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung und die Art und Weise, diese zu erlangen, werden deutlicher und die Erfindung wird besser verstanden werden, wenn man sich die folgende Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet.
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1 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ein Ablaufschema eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist.
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Entsprechende Bezugszeichen weisen auf entsprechende Teile in den mehreren Ansichten hin. Die hierin angegebenen Beispiele stellen Ausführungsformen der Erfindung dar, und diese Beispiele sollen in keiner Weise als den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränkend aufgefasst werden.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In den Zeichnungen, und insbesondere 1, ist eine schematische Darstellung des Fahrzeugsystems 10 gezeigt, das allgemein ein Fahrzeug 12, eine Fahrzeugsteuereinheit (VCU) 14, Datenmodule 16, 17, 18, 19, 20 und eine Datenumwandlungsschnittstelle 22 aufweist. Das Fahrzeug 12 weist ein Fahrgestell 24 auf, das die VCU 14 und andere Komponenten des Fahrzeugs 12 trägt. Das Fahrzeug kann jede Art von Fahrzeug sein, die in der Technik bekannt ist, z. B. ein Automobil, ein Sattelschlepper, ein Zug, eine Einschienenbahn usw.
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Die VCU 14 kann jede Art von Steuereinheit sein, die in einem Fahrzeug installiert wird und direkt oder indirekt vom Fahrgestell 24 des Fahrzeugs 12 getragen wird. Die VCU 14 kann mit dem (nicht dargestellten) elektrischen System des Fahrzeugs für die elektrische Leistung, die benötigt wird, um die VCU 14 zu betreiben, verbunden sein oder ein Teil davon sein. Die VCU 14 muss nicht die einzige VCU in dem Fahrzeug 12 sein, sondern könnte eine von mehreren installierten VCUs sein. Die VCU 14 ist so gestaltet, dass sie eine Reihe von elektrischen Datensignalen empfängt, verarbeitet und sendet. In der Technik kennt man eine große Vielfalt von Datensignalbereichen, die entweder analoge oder digitale Signale beinhalten können. Die VCU 14 kann diese Datensignale empfangen, verarbeiten und senden, um verbundene Systeme oder Komponenten im Fahrzeug 12 zu steuern. Ein solches System, das von der VCU 14 gesteuert werden kann, ist ein Fahrzeug-Telematiksystem 26. Das Fahrzeug-Telematiksystem 26 ermöglicht das Senden von Daten vom Fahrzeug 12 an externe Empfänger, beispielsweise eine Wegstation (Bypass-Station) oder ein anderes Fahrzeug. Die VCU 14 kann ein Signal an das Fahrzeug-Telematiksystem 26 senden, das Informationen über das Fahrzeug 12 übermittelt, z. B. Fahrzeugkennung, Gewicht des Fahrzeugs, Reifendruck usw. Das Fahrzeug-Telematiksystem 26 kann dann das/die Signal/e verstärken und an die externen Empfänger verbreiten bzw. rundsenden (broadcast).
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Enthalten in dem Fahrzeug 12 sind Datenmodule 16, 17, 18, 19, 20, die eine große Vielfalt von Funktionen ausführen können, z. B. Erfassen von Fahrzeugparametern, Erfassen von außerhalb herrschenden Bedingungen, Anzeigen von Informationen für einen Anwender usw. Jedes Datenmodul gibt ein Signal aus, das Daten enthält, die spezifisch sind für dieses bestimmte Datenmodul. Die spezifischen Daten können ein analoges oder digitales Signal sein, das Informationen von dem Datenmodul enthält. Zum Beispiel kann ein Reifendrucküberwachungssystem 16 ein analoges Signal bei einer bestimmten Frequenz mit variierenden Spannungen, die verschiedenen Reifendrücken entsprechen, an eine Fahrzeugsteuereinheit ausgeben, die erkennt, dass das Signal vom Reifendrucküberwachungssystem 16 stammt. Andere Datenmodule 16, 17, 18, 19, 20, die in der Technik bekannt sind und die in dem Fahrzeugsystem der vorliegenden Erfindung enthalten sind, sind zu zahlreich, um sie hier aufzulisten, aber es kann sich dabei unter anderem um ein Reifendrucküberwachungssystem, einen Fahrzeugcomputer, einen Funkfrequenzkennungsemitter, einen Lastsensor, eine Höhensteuerung, einen Fahrzeugwartungssensor und/oder eine Reifendrucksensor handeln.
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Ebenso enthalten in dem Fahrzeugsystem 10 der vorliegenden Erfindung ist eine Datenumwandlungsschnittstelle 22, die mit der VCU 14 und den einzelnen Datenmodulen 16, 17, 18, 19, 20 gekoppelt ist. Die Datenumwandlungsschnittstelle 22 kann einen Port oder eine Leitung 23 aufweisen, der bzw. die mit der VCU 14 gekoppelt ist und verschiedene Arten von Anschlüssen zur Kopplung mit den Datenmodulen 16, 17, 18, 19, 20 bilden kann. Um mit den Datenmodulen 16, 17, 18, 19, 20 zu kommunizieren, kann die Datenumwandlungsschnittstelle 22 einen Funk-Receiver 28 zum drahtlosen Senden und Empfangen von Signalen und/oder herkömmliche Kabelanschlüsse 30 aufweisen. Die Datenumwandlungsschnittstelle 22 dient als Wandler für die VCU 14 und ändert die verschiedenformatigen Signale, die von den Datenmodulen 16, 17, 18, 19, 20 ausgegeben werden, in ein gemeinsames Datenformat um, das von der VCU 14 verarbeitet werden kann. Die Datenumwandlungsschnittstelle 22 kann so gestaltet sein, dass sie ein analoges Signal in ein digitales Signal, ein digitales Signal in ein analoges Signal, ein analoges Signal in ein anderes analoges Signal oder ein digitales Signal in ein anderes digitales Signal umwandelt bzw. umsetzt. Welche Umwandlung von der Datenumwandlungsschnittstelle 22 durchgeführt wird, hängt davon ab, welche Datenmodule und welche VCU mit der Datenumwandlungsschnittstelle 22 gekoppelt sind. Die Umwandlung von spezifischen Datentypen in ein gemeinsames Datenformat kann von den Modulen unterstützt werden. Ein Datenmodul 17 kann einen Speicher 32 aufweisen, in den vorab ein Programm geladen worden ist, das die Datenumwandlungsschnittstelle 22 instruiert, wie der spezifische Datentyp in das von der VCU 14 verarbeitete gemeinsame Datenformat umgewandelt werden soll. Ein solches gemeinsames Datenformat ist ein Kommunikationsstandard, der von der Society of Automotive Engineers (SAE), übernommen worden ist und der allgemein als SAE J1939 bekannt ist. Nachdem die Datenumwandlungsschnittstelle 22 die spezifischen Datensignale in ein gemeinsames Datenformat umgewandelt hat, wird das umgewandelte Signal an die VCU 14 gesendet.
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Nach dem Empfang des umgewandelten Signals von der Datenumwandlungsschnittstelle 22 kann die VCU 14 das umgewandelte Signal verarbeiten und dann Steuersignale an Systeme und Komponenten des Fahrzeugs 12 senden. Die Datenumwandlungsschnittstelle 22 kann daher eine Zwei-Wege-Kommunikation oder bidirektionale Kommunikation zwischen den Datenmodulen 16, 17, 18, 19, 20 und der VCU 14 ermöglichen. Eine nützliche Anwendung der Zwei-Wege-Kommunikation kann darin bestehen, Fahrzeuginformationen über ein Datenmodul 18 in Form einer Anwenderschnittstelle an einen Anwender des Fahrzeugs weiterzugeben und Befehle vom Anwender an andere Datenmodule 16, 17, 18, 19, 20 oder an das Fahrzeug-Telematiksystem 26 zu senden. Die Anwenderschnittstelle 18 kann ein Plug-and-Play-Modul mit einer Eingabeschnittstelle 34 und einer mit der Datenumwandlungsschnittstelle 22 verbundenen Verarbeitungseinheit 36 sein. Ein anderes Datenmodul 19, beispielsweise ein Höhensensor, kann ein Signal an die Datenumwandlungsschnittstelle 22 senden, die dieses Signal dann umwandelt und das umgewandelte Signal an die VCU 14 sendet. Die VCU 14 kann dann als Antwort darauf ein Steuersignal an die Datenumwandlungsschnittstelle 22 senden, die entweder das nicht umgewandelte Steuersignal an die Anwenderschnittstelle 18 senden kann oder das Steuersignal umwandeln kann, bevor sie das umgewandelte Steuersignal an die Anwenderschnittstelle 18 sendet. Nach dem Empfang des ursprünglichen oder umgewandelten Steuersignals kann die Anwenderschnittstelle 18 dann die Höhe des Fahrzeugs an der Eingabeschnittstelle 34 anzeigen. Der Anwender kann dann beschließen, von der Anwenderschnittstelle 18 aus über die Datenumwandlungsschnittstelle 22 ein Signal an die VCU 14 zu senden, welches die VCU 14 auffordert, ein Steuersignal an ein anderes Datenmodul 20 in Form einer Höhensteuerung zu senden. Der Anwender kann auch beschließen, von der Anwenderschnittstelle 18 aus über die Datenumwandlungsschnittstelle 22 ein Signal an die VCU 14 zu senden, welches die VCU 14 auffordert, zu bewirken, dass das Fahrzeug 12 ein Informationssignal unter Verwendung des Fahrzeug-Telematiksystems 26 verbreitet.
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In 2 ist ein Verfahren dargestellt, das zeigt, wie die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, um Fahrzeugsignale zu führen. Es wird ein zuvor beschriebenes Fahrzeugsystem 10 bereitgestellt, das ein Fahrzeug 12, eine Fahrzeugsteuereinheit (VCU) 14, mehrere Datenmodule 16, 17, 18, 19, 20 und eine Datenumwandlungsschnittstelle 22 aufweist. Das mindestens eine Ausgangssignal von einem oder mehreren Datenmodulen 16, 17, 18, 19, 20 wird an der Datenumwandlungsschnittstelle 22 erfasst (S10). Die Datenumwandlungsschnittstelle 22 wandelt dann das mindestens eine Ausgangssignal in ein gemeinsames Datenformat um, das von der VCU 14 verarbeitet werden kann (S12). Das mindestens eine umgewandelte Signal wird dann von der Datenumwandlungsschnittstelle 22 an die VCU 14 gesendet (S14). Nachdem die VCU 14 das umgewandelte Signal empfangen hat, kann sie entscheiden, ob das umgewandelte Signal verbreitet werden soll oder ob ein Steuersignal an eines der Datenmodule 16, 17, 18, 19, 20 gesendet werden soll (S16). Wenn das umgewandelte Signal verbreitet werden soll, wird ein Informationssignal an das Fahrzeug-Telematiksystem 26 gesendet, welches das Informationssignal verbreiten wird (S18, S20). Wenn das Steuersignal an eines der Datenmodule 16, 17, 18, 19, 20 gesendet werden soll, wird das Steuersignal an die Datenumwandlungsschnittstelle 22 gesendet, die bestimmt, ob das Steuersignal umgewandelt wird oder nicht (S22, S24). Wenn das Steuersignal nicht umgewandelt werden muss, wird das Steuersignal an das/die geeignete/n Datenmodul/e geschickt (S26). Wenn das Steuersignal umgewandelt werden muss, wandelt die Datenumwandlungsschnittstelle das Steuersignal in den spezifischen Datentyp des Datenmoduls oder der Datenmodule um und schickt das umgewandelte Steuersignal an das/die geeigneten Datenmodul/e (S28). Wenn das umgewandelte oder nicht umgewandelte Steuersignal eine Eigenschaft des Fahrzeugs einstellen soll, stellt das geeignete Datenmodul die entsprechende Fahrzeugeigenschaft dementsprechend ein (S30, S32).
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Obwohl die Erfindung mit Bezug auf mindestens eine Ausführungsform beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung innerhalb des Gedankens und des Bereichs dieser Offenbarung weiter modifiziert werden. Daher soll die Anmeldung jegliche Varianten, Verwendungen oder Adaptionen der Erfindung einschließen, die ihre grundlegenden Prinzipien nutzen. Ferner soll die Anmeldung solche Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung einschließen, die der bekannten oder üblichen Praxis des technischen Gebiets, auf das sich die Erfindung bezieht, entsprechen und die in den Grenzen der beigefügten Ansprüche liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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