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Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, insbesondere ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, und ein Verfahren zum Bedaten eines solchen Steuergeräts, insbesondere eines Steuergeräts, das für einen Einsatz in einem Kraftfahrzeug eingerichtet ist.
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Stand der Technik
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Steuergeräte sind elektronische Komponenten, die zum Steuern und Regeln technischer Einheiten, die wiederum Komponenten technischer Anlagen sein können, eingesetzt werden. So werden Steuergeräte bspw. in Kraftfahrzeugen verwendet, wo diese, typischerweise Komponenten des Kraftfahrzeugs zugeordnet, technische Prozesse steuern und regeln.
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Bei der Einrichtung eines Steuergeräts muss diesem für dessen Einsatz vorgesehene Software zur Verfügung gestellt werden. Dieser Vorgang wird auch als Bedatung von Steuergeräte-Software oder als Applikation bezeichnet und wird üblicherweise am Ende der Fertigungslinie durchgeführt. Neben der Installation von Softwarekomponenten, der Applikationen, zur Realisierung von Funktionen werden dabei auch für den Betrieb erforderliche Daten und Parameter auf das Steuergerät übertragen. Regelmäßig verfügt das Steuergerät bereits über eine Basissoftware, die ein Ansprechen der Hardware ermöglicht und bspw. ein Betriebssystem umfasst. Dies bedeutet, dass im Rahmen der Bedatung Softwarekomponenten zur Realisierung technischer Funktionen heruntergeladen und ggf. installiert werden, um das Steuergerät für seinen Betrieb einzurichten.
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In Steuergeräten werden derzeit die Funktionen bzw. wird die Funktionalität als Gesamtes betrachtet, spezifiziert, programmiert und in dem Steuergerät installiert. Sicherheitsrelevante Funktionen werden dabei besonders betrachtet, in Verbindung mit der gesamten Funktionalität in das Steuergerät integriert und ggf. individuell gekapselt, um sichere Funktionen zu gewährleisten.
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Die Druckschrift
DE 102 61 740 A1 beschreibt eine Ansteuervorrichtung zur Ansteuerung von sicherheitsrelevanten Kraftfahrzeug-Komponenten. Diese Vorrichtung umfasst eine Primärsteuereinheit mit einem Eingang für ein Steuerbefehlssignal und einem Ausgang für ein Treibersignal, eine Treibereinheit, die der Primärsteuereinheit nachgeschaltet ist, und einer Sekundärüberwachungseinheit, die mit der Primärsteuereinheit verbunden ist. Durch einen Vergleich von Signalen wird die ordnungsgemäße Funktion der Primärsteuereinheit verifiziert.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9 vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
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Das vorgestellte Steuergerät umfasst somit Hardware und eine Basissoftware, die bspw, ein Betriebssystem umfasst. Das Steuergerät ist dazu ausgelegt, mit weiteren Softwarekomponenten, die zur Realisierung von Funktionen dienen, bedatet zu werden, um dieses für den vorgesehenen Betrieb einzurichten. Dem Steuergerät ist eine erste Ebene und mindestens eine zweite Ebene zugeordnet, wobei in den Ebenen die weiteren Softwarekomponenten abzulegen sind, so dass das Steuergerät auf jede Softwarekomponente, die in Abhängigkeit ihrer Priorität in einer der Ebenen abgelegt ist, zugreifen kann.
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Die Softwarekomponenten, die im Rahmen der Bedatung des Steuergeräts zu programmieren bzw. abzulegen sind, werden somit vorab unterschiedlichen Prioritäten zugeordnet. Entsprechend ihrer Priorität werden diese dann in die Ebenen, auf die das Steuergerät zugreifen kann, abgelegt. Es wird hierin somit sowohl ein Steuergerät vorgestellt, das dazu vorgesehen ist, mit Softwarekomponenten bedatet zu werden als auch ein Steuergerät, das bereits über diese Softwarekomponenten verfügt.
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Das vorgestellte Verfahren ermöglicht es, die Funktionalität des Steuergeräts nicht gesamtheitlich, sondern differenziert für elementare Grundfunktionen und Komfortfunktionen zu betrachten. Dabei wird die Grundfunktion bzw. werden die Grundfunktionen, die in Kraftfahrzeugen häufig sicherheitsrelevant ist bzw. sind, fest hoch priorisiert in die Basisfunktionalität integriert, während Komfortfunktionen weniger hoch priorisiert übergeordnet hinzugefügt werden. Die Priorisierung der Grundfunktionen kann unterschiedlich für das Aktiveren oder Deaktivieren einer Funktion gehandhabt werden. Dies ermöglicht das Überschreiben durch Komfortfunktionen, falls dies gewünscht oder erforderlich ist.
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Das vorgestellte Steuergerät ist insbesondere für ein solches Verfahren geeignet. Dieses Steuergerät ist bspw. als ein sogenannter Bodycomputer ausgestaltet und derart eingerichtet, dass die elementaren Grundfunktionen, bspw. Außenlicht, Blinker, Hupe, Wischer, Bremslicht, ..., ohne zusätzliche Komfortfunktionen, bspw. "Coming Home" bzw. Heimkommen, "Leaving Home" bzw. Wegfahren, ..., umgesetzt werden. Da Komfortfunktionen einen sehr hohen Umfang an zusätzlicher Funktionalität mitbringen und die Komplexität deutlich erhöhen, ist der Grundumfang weniger komplex und somit auch effizient zu entwickeln. Die Grundfunktionalität ist gekapselt, hoch priorisiert in dem Bodycomputer-Modul integriert und bildet damit eine Art zentrales Nervensystem, das die Grundfunktionalität eigenständig durchführt und aufrechterhält.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung den beigefügten Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend 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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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführung des vorgestellten Steuergeräts.
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2 zeigt in schematischer Darstellung die Priorisierung von Funktionen.
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3 zeigt in schematischer Darstellung einen Aufbau von Funktionen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ebenen- bzw. Schichtmodell eines Steuergeräts, das insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. In der Darstellung sind somit die Ebenen des Steuergeräts 10 verdeutlicht. Die Darstellung zeigt dabei eine Steuergeräte-Hardware-Ebene 12, welche die Basis bildet. Diese wird über eine Ebene 13 angesteuert, welche die Hardware spezifischen Schnittstellen zur Verfügung, um diese dann über Software anzusteuern. In dieser Ebene ist die Basissoftware abgelegt, die bspw. das Betriebssystem umfasst und zudem eine Ansteuerung von Hardware- und Software-Schnittstellen ermöglicht. Über eine weitere Ebene 14 werden ein Kanal 16 zum Einlesen von Eingängen, ein Kanal 18 zum Ausgeben von Ausgängen und/oder ein Kanal 20 für sonstige Peripherie zur Verfügung gestellt.
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In einer darüberliegenden ersten Ebene 22 wird die minimale Grundfunktionalität dargestellt. Diese Grundfunktionalität kann einen hohen Grad an Standardisierung über ein Produkt hinweg oder auch über mehrere Produkte eines Kunden bis über mehrere Produkte hinweg von mehreren Kunden haben. Die Grundfunktionalität dient zum minimal notwendigen zuverlässigen Bedienen eines Kraftfahrzeugs und stellt alle dafür notwendigen Funktionen zur Verfügung. Eine Vielzahl von komfortbetonten Zusatzfunktionen werden erst in einer zweiten Ebene 24 darüber hinzugefügt.
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Die Priorisierung der Grundfunktionen kann für unterschiedliche Schaltzustände unterschiedlich sein. Eine mögliche Ausführung hierzu ist in 2 wiedergegeben.
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Eine Grundfunktion 30 aktiviert bspw. die Frontscheinwerfer 32. Diese werden mit hoher Priorität 34 eingeschaltet 36 und mit geringer Priorität 38 ausgeschaltet 40.
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Eine Komfortfunktion 50 Coming Home 52, die nach dem Abstellen des Fahrzeugs die Außenbeleuchtung für eine bestimmte Zeit einschaltet, hat eine niedrige Prirität 54 für das Einschalten 56 und eine niedrige Priorität 58 für das Ausschalten 60.
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Verlangt die Grundfunktion 30 eingeschaltete Scheinwerfer, können diese durch die Komfortfunktion 50 nicht ausgeschaltet werden, verlangt die Grundfunktion 30 keine eingeschalteten Scheinwerfer, kann die Komfortfunktion 50 diese dennoch einschalten.
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Die Komfortfunktionen können auch vom Kunden, wie bspw. Automobilhersteller, oder einem weiteren Dritten, ebenso wie vom Produktentwickler selbst erstellt und gestaltet werden. Dazu kann bspw. über eine höhere Programmiersprache oder auch eine Skriptsprache dem Steuergerät, ähnlich einem Makro, Zusatzfunktionen erstellt werden, die dann in das Steuergerät integriert werden. Dieses Vorgehen soll zum einen eine bessere Konzentration auf die Grundfunktionalität ermöglichen und über die Priorisierung sicherstellen, dass die Grundfunktion vorranging bedient wird. Kommt es bspw. zu einem Fehler in der Komfortfunktion, so ist die Grundfunktion unabhängig davon noch ausführbar und arbeitet unabhängig von der Komfortfunktion weiter, so dass das Fahrzeug unverändert verkehrstauglich und sicher bleibt.
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Durch die skriptähnliche Erstellung der Hauptfunktion wird der Kunde, z. B. der Autohersteller, in die Lage versetzt, selber einfacher eigenständig Applikationsfunktionen schneller und zuverlässiger zu erstellen, als wenn die Komfortfunktion Bestandteil der Grundfunktion ist, was die Komplexität der Gesamtentwicklung deutlich erhöhen würde.
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Durch eine Trennung der Grundfunktion von den Komfortfunktionen verringert sich die Vielfalt der Funktionen über verschiedene Fahrzeuge und/oder Kunden hinweg. Dies erhöht die Möglichkeit, den Grad der Standardisierung voranzutreiben.
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Ferner kann durch eine dritte Ebene eine Endkunden programmierbare Ebene zur Verfügung gestellt werden, hierbei werden begrenzte Eingriffe auf die Fahrzeugfunktion ermöglicht. 3 zeigt hierzu eine Ausführung, die auf die Ausführung aus 2 aufbaut.
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Eine Grundfunktion 130 aktiviert Frontscheinwerfer 132. Diese werden mit hoher Priorität 134 eingeschaltet 136 und mit geringer Priorität 138 ausgeschaltet 140. Eine Komfortfunktion 150 "Coming Home" 152, die nach dem Abstellen des Fahrzeugs die Außenbeleuchtung für eine bestimmte Zeit einschaltet, hat eine niedrige Prirität 154 für das Einschalten 156 und eine niedrige Priorität 158 für das Ausschalten 160.
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Es ist weiterhin eine Endkundenapplikationsebene 170 mit einer Funktion 172 vorgesehen, die die Komfortfunktion 150 Comming Home ausschaltet, sobald das Fahrzeug ausgeschaltet wird und das Mobiltelefon von einer Schnittstelle, typischerweise einer Bluetooth-Schnittstelle des Fahrzeugs, getrennt wird. Diese hat eine niedrige Priorität 174 für das Ausschalten 176.
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Es lassen sich somit einfache Funktionserweiterungen durch Endkunden realisieren, wie z. B. das Erhöhen der Radiolautstärke beim Öffnen des Schiebedachs oder ähnliches.
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Weiterhin ist denkbar, dass diese Programmiermöglichkeiten ebenso durch eine Art Skriptsprache mit definiertem Funktionsumfang ermöglicht werden, die sich über eine Art Web-Schnittstelle online von jedem webfähigen Endgerät aufrufen und dann konfigurieren lässt.
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Um die Grundfunktionen nicht zu gefährden, werden nicht alle theoretisch denkbaren Funktionsmöglichkeiten zur Verfügung gestellt. Es lässt sich bspw. kein aktiver Bremseingriff realisieren. Die nutzbaren Funktionen beschränken sich auf nicht sicherheitsrelevante Komfortfunktionen.
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Die Ebene der Komfortfunktionen und/oder die Ebene der Endkundenapplikationsfunktionen muss nicht unbedingt im Steuergerät selbst integriert sein. Es ist genauso denkbar, dass diese ausgelagert in einem anderen Steuergerät, bspw. einem Gateway oder einem Gerät, außerhalb der Steuergeräte mit Anbindung an das Fahrzeug, bspw. einem Smartphone, oder auch an einen externen Dienst außerhalb des Fahrzeugs, bspw. einem Clouddienst, realisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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