DE102020106264A1

DE102020106264A1 - MULTIPLE CONTROL UNIT FOR A VEHICLE

Info

Publication number: DE102020106264A1
Application number: DE102020106264.8A
Authority: DE
Inventors: Felix Adler; Günter Cesar Keßler
Original assignee: FEV Europe GmbH
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2020-04-23
Also published as: DE102019106551A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrfach-Steuergerät (200) für ein Fahrzeug (100) mit einer Steuergerät-Virtualisierungsumgebung (205), mit einem ersten virtuellen Steuergerät (207-1) mit einer ersten logischen Steuergeräte-Kommunikationsschnittstelle (109-1), das in der Steuergeräte-Virtualisierungsumgebung (205) ausgeführt wird; und einem zweiten virtuellen Steuergerät (207-2) mit einer zweiten logischen Steuergeräte-Kommunikationsschnittstelle (109-2), das in der Steuergeräte-Virtualisierungsumgebung (205) ausgeführt wird.The invention relates to a multiple control device (200) for a vehicle (100) with a control device virtualization environment (205), with a first virtual control device (207-1) with a first logical control device communication interface (109-1) executing in the ECU virtualization environment (205); and a second virtual controller (207-2) having a second logical controller communication interface (109-2) that is executed in the controller virtualization environment (205).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Mehrfach-Steuergerät für ein Fahrzeug, ein Verfahren für ein Mehrfach-Steuergerät und ein Computerprogramm.The present invention relates to an electronic multiple control device for a vehicle, a method for a multiple control device and a computer program.

In einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Automobil oder Lastkraftwagen, wird derzeit eine Vielzahl von unterschiedlichen elektronischen Steuergeräten eingesetzt, die datentechnisch miteinander vernetzt sind. Jedes dieser elektronischen Steuergeräte erfüllt einen eigenen Zweck innerhalb des Fahrzeugs. Zu jedem dieser Steuergeräte ist eine eigene Hardware vorgesehen, die Kommunikationsschnittstellen zu den anderen Steuergeräten und Sensoren innerhalb des Kraftfahrzeugs aufweist. Dieser Aufbau ist technisch aufwändig und führt zu einem hohen Verkabelungsaufwand innerhalb des Fahrzeugs.In a vehicle, such as an automobile or truck, a large number of different electronic control units are currently used, which are networked with one another in terms of data technology. Each of these electronic control units has its own purpose within the vehicle. Each of these control units has its own hardware, which has communication interfaces to the other control units and sensors within the motor vehicle. This structure is technically complex and leads to a high level of cabling within the vehicle.

Es ist die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anzahl an Steuergeräten mit eigener Hardware in einem Kraftfahrzeug zu verringern.It is the technical object of the present invention to reduce the number of control units with their own hardware in a motor vehicle.

Diese technische Aufgabe wird durch Gegenstände nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This technical problem is solved by objects according to the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, the description and the figures.

Gemäß einem ersten Aspekt wird diese technische Aufgabe durch ein Mehrfach-Steuergerät für ein Fahrzeug mit einer Steuergerät-Virtualisierungsumgebung gelöst, mit einem ersten virtuellen Steuergerät mit einer ersten logischen Steuergeräte-Kommunikationsschnittstelle, das in der Steuergeräte-Virtualisierungsumgebung ausgeführt wird; und einem zweiten virtuellen Steuergerät mit einer zweiten logischen Steuergeräte-Kommunikationsschnittstelle, das ebenfalls in der Steuergeräte-Virtualisierungsumgebung ausgeführt wird. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass mehrere Steuergeräte des Fahrzeugs in eine einzige Hardware als leistungsfähiges Mehrfach-Steuergerät kombiniert werden können. Durch die Virtualisierungsumgebung können zudem weitere virtuelle Steuergeräte zu dem Mehrfach-Steuergerät hinzugefügt werden und existierende Steuergeräte aktualisiert werden.According to a first aspect, this technical problem is solved by a multiple control device for a vehicle with a control device virtualization environment, with a first virtual control device with a first logical control device communication interface, which is executed in the control device virtualization environment; and a second virtual control device with a second logical control device communication interface, which is also executed in the control device virtualization environment. This has the technical advantage that several control units of the vehicle can be combined in a single piece of hardware as a powerful multiple control unit. The virtualization environment also allows additional virtual control devices to be added to the multiple control device and existing control devices to be updated.

In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform des Mehrfach-Steuergeräts umfasst das Mehrfach-Steuergerät ein Gateway-Modul zum internen Übermitteln von Nachrichten zwischen der ersten und zweiten logischen Steuergeräte-Kommunikationsschnittstelle. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass Nachrichten von einem der Steuergeräte intern gezielt an ein anderes der Steuergeräte gesendet werden können.In a technically advantageous embodiment of the multiple control device, the multiple control device comprises a gateway module for the internal transmission of messages between the first and second logical control device communication interfaces. This achieves the technical advantage, for example, that messages from one of the control units can be specifically sent internally to another of the control units.

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Mehrfach-Steuergeräts ist das Gateway-Modul ausgebildet, Nachrichten zwischen dem ersten und dem zweiten virtuellen Steuergerät und/oder zu der externen Kommunikationsschnittstelle weiterzuleiten. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass Nachrichten auf schnelle Weise und ohne äußere Störeinflüsse zwischen den beiden virtuellen Steuergeräten ausgetauscht werden können.In a further technically advantageous embodiment of the multiple control device, the gateway module is designed to forward messages between the first and the second virtual control device and / or to the external communication interface. This has the technical advantage, for example, that messages can be exchanged between the two virtual control devices quickly and without external interference.

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Mehrfach-Steuergeräts ist das Gateway-Modul ausgebildet, die Nachrichten in einem vorgegebenen Protokoll weiterzuleiten. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass existierende Steuergeräteprogramme in dem Mehrfach-Steuergerät virtualisiert werden können, die auf vorgegebene Protokolle angewiesen sind.In a further technically advantageous embodiment of the multiple control device, the gateway module is designed to forward the messages in a predetermined protocol. In this way, for example, the technical advantage is achieved that existing control device programs can be virtualized in the multiple control device, which are dependent on predetermined protocols.

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Mehrfach-Steuergeräts ist das Gateway-Modul ausgebildet, die Nachrichten an ein vorgegebenes virtuelles Steuergerät in der Steuergeräte-Virtualisierungsumgebung zu senden. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Netzwerktopologie durch das Gateway-Modul intern nachgebildet werden kann.In a further technically advantageous embodiment of the multiple control device, the gateway module is designed to send the messages to a predetermined virtual control device in the control device virtualization environment. This has the technical advantage, for example, that a network topology can be simulated internally by the gateway module.

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Mehrfach-Steuergeräts ist das Mehrfach-Steuergerät ausgebildet, eine Virtualisierung des ersten Steuergeräts und des zweiten Steuergeräts auf einer Hardware-Ebene durchzuführen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine schnelle Virtualisierung der Steuergeräte durchgeführt werden kann.In a further technically advantageous embodiment of the multiple control device, the multiple control device is designed to virtualize the first control device and the second control device on a hardware level. This has the technical advantage, for example, that the control units can be virtualized quickly.

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Mehrfach-Steuergeräts ist das Mehrfach-Steuergerät ausgebildet, eine Virtualisierung des ersten Steuergeräts und des zweiten Steuergeräts auf einer Software-Ebene durchzuführen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Virtualisierung auf einfache Weise unterschiedlich konfiguriert werden kann.In a further technically advantageous embodiment of the multiple control device, the multiple control device is designed to virtualize the first control device and the second control device at a software level. This has the technical advantage, for example, that virtualization can be configured differently in a simple manner.

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Mehrfach-Steuergeräts umfasst das Mehrfach-Steuergerät eine externe Kommunikationsschnittstelle, über die interne Nachrichten zwischen den Steuergeräten abgerufen werden können. Zu diesem Zweck werden alle internen Nachrichten auf die externe Schnittstelle kopiert. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass interne Nachrichten zwischen den virtuellen Steuergeräten für Diagnosezwecke ausgewertet werden können.In a further technically advantageous embodiment of the multiple control device, the multiple control device comprises an external communication interface via which internal messages between the control devices can be called up. For this purpose, all internal messages are copied to the external interface. This has the technical advantage, for example, that internal messages between the virtual control devices can be evaluated for diagnostic purposes.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird diese technische Aufgabe durch ein Verfahren für ein Mehrfach-Steuergerät mit einer Steuergerät-Virtualisierungsumgebung gelöst, mit den Schritten eines Virtualisierens eines ersten virtuellen Steuergeräts mit einer ersten logischen Steuergeräte-Kommunikationsschnittstelle in der Steuergeräte-Virtualisierungsumgebung; und eines Virtualisierens eines zweiten virtuellen Steuergeräts mit einer zweiten logischen Steuergeräte-Kommunikationsschnittstelle in der Steuergeräte-Virtualisierungsumgebung. Dadurch werden die gleichen technischen Vorteile wie durch Mehrfach-Steuergerät nach dem ersten Aspekt erreicht. According to a second aspect, this technical problem is solved by a method for a multiple control device with a control device virtualization environment, with the steps of virtualizing a first virtual control device with a first logical control device communication interface in the control device virtualization environment; and virtualizing a second virtual controller with a second logical controller communication interface in the controller virtualization environment. This achieves the same technical advantages as multiple control units according to the first aspect.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden Nachrichten zwischen der ersten und zweiten logischen Steuergeräte-Kommunikationsschnittstelle durch ein Gateway-Modul intern und/oder durch das Gateway-Modul an eine externe Kommunikationsschnittstelle übermittelt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass Nachrichten auf schnelle Weise und ohne äußere Störeinflüsse zwischen den beiden virtuellen Steuergeräten ausgetauscht werden können und Nachrichten gezielt intern im Mehrfachsteuergerät an bestimmte virtuelle Steuergeräte gesendet werden können.In an advantageous embodiment of the method, messages between the first and second logical control unit communication interfaces are transmitted internally by a gateway module and / or by the gateway module to an external communication interface. This has the technical advantage, for example, that messages can be exchanged quickly and without external interference between the two virtual control devices and messages can be specifically sent internally in the multiple control device to specific virtual control devices.

Gemäß einem dritten Aspekt wird diese technische Aufgabe durch ein Computerprogramm gelöst, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach dem zweiten Aspekt auszuführen. Dadurch werden ebenfalls die gleichen technischen Vorteile wie durch Mehrfach-Steuergerät nach dem ersten Aspekt erreicht.According to a third aspect, this technical problem is solved by a computer program, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method according to the second aspect. This also achieves the same technical advantages as with multiple control units according to the first aspect.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit mehreren Steuergeräten;
2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Mehrfach-Steuergerät;
3A eine schematische Darstellung einer Virtualisierungsumgebung für Steuergeräte;
3B eine weitere schematische Darstellung einer Virtualisierungsumgebung für Steuergeräte; und
4 ein Blockdiagramm eines Verfahrens für ein Mehrfach-Steuergerät mit einer Steuergerät-Virtualisierungsumgebung.

Show it:

1 a schematic representation of a vehicle with several control units;
2nd a schematic representation of a vehicle with a multiple control unit;
3A a schematic representation of a virtualization environment for control units;
3B another schematic representation of a virtualization environment for control units; and
4th a block diagram of a method for a multiple control unit with a control unit virtualization environment.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100, wie beispielsweise ein Automobil. Das Fahrzeug 100 umfasst mehrere elektronische Steuergeräte 107-1, 107-2 und 107-3. Jedes dieser Steuergeräte 107-1, 107-2 und 107-3 erfüllt eine andere Funktion innerhalb des Fahrzeugs 100 und ist auf einer separaten Hardware implementiert. Bei dem Steuergerät 107-1 handelt es sich beispielsweise um ein ABS-Steuergerät 107-1 (ABS - Antiblockiersystem), das über Sensoren die Drehung der Räder 115 erfasst. Die Sensoren 115 sind mit entsprechenden Kommunikationsschnittstellen 109-4 des Steuergeräts 107-1 verbunden. Bei dem Steuergerät 107-2 handelt es sich beispielsweise um ein Motorsteuergerät und bei dem Steuergerät 107-3 beispielsweise um ein Klima-Steuergerät. Im Allgemeinen kann es sich bei den Steuergeräten 107-1, 107-2 und 107-3 jedoch um jedes beliebige elektronische Steuergerät handeln. 1 shows a schematic representation of a vehicle 100 , such as an automobile. The vehicle 100 includes several electronic control units 107-1 , 107-2 and 107-3 . Each of these control units 107-1 , 107-2 and 107-3 fulfills another function within the vehicle 100 and is implemented on separate hardware. With the control unit 107-1 it is, for example, an ABS control unit 107-1 (ABS - anti-lock braking system), which uses sensors to check the wheel rotation 115 detected. The sensors 115 are with appropriate communication interfaces 109-4 of the control unit 107-1 connected. With the control unit 107-2 it is, for example, an engine control unit and the control unit 107-3 for example, a climate control device. In general, it can be with the control units 107-1 , 107-2 and 107-3 however, it can be any electronic control unit.

Jedes der elektronischen Steuergeräte 107-1, 107-2 und 107-3 weist eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen 109-1, 109-2 und 109-3 auf, über die eine drahtgebundene Datenkommunikation mit anderen Steuergräten 107-1, 107-2 und 107-3 durchgeführt wird, wie beispielsweise eine Datenkommunikation über eine Bus-Verbindung oder eine Punktzu-Punkt-Verbindung. Zu diesem Zweck kann ein CAN-Bus (CAN - Controller Area Network) vorgesehen sein, über den die Steuergeräte Nachrichten und Informationen austauschen. Die Steuergeräte 107-1, 107-2 und 107-3 sind jeweils auf einer eigenen Hardware implementiert, die einen Datenspeicher zum Speichern von Steuergeräteprogrammen 111-1, 111-2 und 111-3 und einen Mikrocontroller zum Ausführen der Steuergeräteprogramme 111-1, 111-2 und 111-3 umfasst. Die Funktion des jeweiligen Steuergerätes 107-1, 107-2 und 107-3 wird maßgeblich durch das jeweilige digitale Steuergeräteprogramm 111-1, 111-2 und 111-3 implementiert, das auf diesen software-mäßig ausgeführt wird. Die Steuergeräte 107-1, 107-2 und 107-3 werden miteinander verkabelt und erfordern jeweils eine eigene Hardwareschaltung. Dadurch entsteht ein aufwändiger Aufbau der Steuergerätetopologie innerhalb des Fahrzeugs 100.Each of the electronic control units 107-1 , 107-2 and 107-3 has one or more communication interfaces 109-1 , 109-2 and 109-3 on which a wired data communication with other control units 107-1 , 107-2 and 107-3 is performed, such as data communication via a bus connection or a point-to-point connection. For this purpose, a CAN bus (CAN - Controller Area Network) can be provided, via which the control units exchange messages and information. The control units 107-1 , 107-2 and 107-3 are each implemented on their own hardware, which has a data memory for storing control unit programs 111-1 , 111-2 and 111-3 and a microcontroller for executing the control unit programs 111-1 , 111-2 and 111-3 includes. The function of the respective control unit 107-1 , 107-2 and 107-3 becomes decisive through the respective digital control unit program 111-1 , 111-2 and 111-3 implemented, which is executed on this software-wise. The control units 107-1 , 107-2 and 107-3 are wired together and each require their own hardware circuit. This creates a complex structure of the control unit topology within the vehicle 100 .

2 zeigt demgegenüber eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Mehrfach-Steuergerät 200. In dieser Fahrzeugarchitektur werden die bisher hardware-mäßig einzeln ausgeführten Steuergeräte 107-1, 107-2 und 107-3 durch ein leistungsfähiges gemeinsames Mehrfach-Steuergerät 200 ersetzt, auf dem die Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 virtualisiert werden. An dieses Mehrfach-Steuergerät 200 können Sensoren oder weitere separate Steuergeräte 107-4 über eine externe Kommunikationsschnittstelle 109-5 angeschlossen werden, die nicht virtualisiert sind. 2nd in contrast shows a schematic representation of a vehicle 100 with a multiple control unit 200 . In this vehicle architecture, the control units that were previously implemented individually in terms of hardware are used 107-1 , 107-2 and 107-3 thanks to a powerful common multiple control unit 200 replaced on which the control units 207-1 , 207-2 and 207-3 be virtualized. To this multiple control unit 200 can sensors or other separate control units 107-4 via an external communication interface 109-5 connected that are not virtualized.

Bei der Virtualisierung der einzelnen Steuergeräte 107-1, 107-2 und 107-3 werden die einzelnen Steuergeräteprogramme 111-1, 111-2 und 111-3 logisch voneinander getrennt auf einer gemeinsamen Hardware mit einem Mikroprozessor und einem Datenspeicher ausgeführt. Dies erlaubt es, die Steuergeräteprogramme 111-1, 111-2 und 111-3 isoliert voneinander auszuführen und vorhandene Hardware-Ressourcen des Mehrfach-Steuergeräts 200 gemeinsam zu nutzen. Dadurch können mehrere virtuelle Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 des Fahrzeugs 100 in ein einziges, leistungsfähiges Mehrfach-Steuergerät 200 kombiniert werden. Durch die Virtualisierung lassen sich virtuelle, d.h. nicht-physische, Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 auf einer einzigen gemeinsamen Hardware erzeugen.When virtualizing the individual control units 107-1 , 107-2 and 107-3 become the individual ECU programs 111-1 , 111-2 and 111-3 logically separated from each other on a common hardware with a microprocessor and a data memory. This allows the control unit programs 111-1 , 111-2 and 111-3 run in isolation from each other and existing hardware resources of the multiple control unit 200 to share. This allows multiple virtual control units 207-1 , 207-2 and 207-3 of the vehicle 100 in a single, powerful multiple control unit 200 be combined. Virtualization enables virtual, ie non-physical, control devices 207-1 , 207-2 and 207-3 generate on a single common hardware.

Wenn Partitionierungstechniken wie die Virtualisierung zum Einsatz kommen, die eine getrennte Ausführung der Steuergeräteprogramme 111-1, 111-2 und 111-3 vorsehen, sind davon auch die Kommunikationsschnittstellen 109-1, 109-2 und 109-3 der Steuergeräte 107-1, 107-2 und 107-3 betroffen. Da in den einzelnen Steuergeräten 107-1, 107-2 und 107-3 jeweils individuelle Kommunikationsschnittstellen 109-1, 109-2 und 109-3 zur Verfügung stehen, weist das kombinierte Mehrfach-Steuergerät 200 mit virtuellen Steuergeräten 207-1, 207-2 und 207-3 entweder eine die gleiche Anzahl an dedizierten Kommunikationsschnittstellen 109-1, 109-2 und 109-3 wie die einzelnen Steuergeräte 107-1, 107-2 und 107-3 auf oder umfasst ein Gateway-Modul 217 als Software-Funktion, das diese Kommunikationsschnittstellen 109-1, 109-2 und 109-3 zusammenfasst und eine interne Verwendung der Kommunikationsschnittstellen 109-1, 109-2 und 109-3 durch die unterschiedlichen virtuellen Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 ermöglicht.When partitioning techniques such as virtualization are used, the ECU programs run separately 111-1 , 111-2 and 111-3 the communication interfaces 109-1 , 109-2 and 109-3 of the control units 107-1 , 107-2 and 107-3 affected. Because in the individual control units 107-1 , 107-2 and 107-3 individual communication interfaces 109-1 , 109-2 and 109-3 are available, the combined multiple control unit 200 with virtual control units 207-1 , 207-2 and 207-3 either the same number of dedicated communication interfaces 109-1 , 109-2 and 109-3 like the individual control units 107-1 , 107-2 and 107-3 or includes a gateway module 217 as a software function that these communication interfaces 109-1 , 109-2 and 109-3 summarizes and an internal use of the communication interfaces 109-1 , 109-2 and 109-3 through the different virtual control units 207-1 , 207-2 and 207-3 enables.

Durch das Gateway-Modul 217 werden die Nachrichten intern innerhalb des Mehrfach-Steuergeräts 200 zwischen den virtuellen Steuergeräten 207-1, 207-2 und 207-3 weitergeleitet. Daneben können die Nachrichten durch das Gateway-Modul 217 auch an eine externe Kommunikationsschnittstelle 109-5 innerhalb des Mehrfach-Steuergeräts 200 weitergeleitet werden, um von dort an externe Steuergeräte 107-4 gesendet zu werden. Das Gateway-Modul 217 übernimmt somit die gezielte Adressierung und Zustellung der Nachrichten an die internen oder externen Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 oder 107-4.Through the gateway module 217 the messages are internal to the multiple control unit 200 between the virtual control units 207-1 , 207-2 and 207-3 forwarded. In addition, the messages can be sent through the gateway module 217 also to an external communication interface 109-5 within the multiple control unit 200 be forwarded to external control units from there 107-4 to be sent. The gateway module 217 takes over the targeted addressing and delivery of the messages to the internal or external control units 207-1 , 207-2 and 207-3 or 107-4 .

Das Gateway-Modul 217 kontrolliert eine oder mehrere externe Kommunikationsschnittstellen 109-1, 109-2 und 109-3 und stellt den virtuellen Steuergeräten 207-1, 207-2 und 207-3 jeweils virtuelle Kommunikationsschnittstellen zur Verfügung, die den Kommunikationsschnittstellen entsprechen, die in den separaten Steuergeräten 107-1, 107-2 und 107-3 vorgesehen sind. Durch das Gateway-Modul 217 lassen sich virtuelle Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 gezielt adressieren, so dass Nachrichten von einem der Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 intern innerhalb der Virtualisierungsumgebung 205 gezielt an ein anderes der Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 gesendet werden können. Je nach Adresse der Nachricht kann das Gateway-Modul 217 entscheiden, ob die Nachricht an ein internes virtuelles Steuergerät 207-1, 207-2, 207-3 oder an ein externes Steuergerät 107-4 gesendet wird. Dabei kann auch intern ein bestimmtes Protokoll verwendet werden, wie beispielsweise ein CAN-Protokoll.The gateway module 217 controls one or more external communication interfaces 109-1 , 109-2 and 109-3 and presents the virtual control units 207-1 , 207-2 and 207-3 Virtual communication interfaces are available in each case, which correspond to the communication interfaces that are in the separate control units 107-1 , 107-2 and 107-3 are provided. Through the gateway module 217 can be virtual control devices 207-1 , 207-2 and 207-3 address specifically so that messages from one of the control units 207-1 , 207-2 and 207-3 internally within the virtualization environment 205 targeted to another of the control units 207-1 , 207-2 and 207-3 can be sent. Depending on the address of the message, the gateway module 217 decide whether to send the message to an internal virtual control unit 207-1 , 207-2 , 207-3 or to an external control unit 107-4 is sent. A specific protocol can also be used internally, such as a CAN protocol.

Zusätzlich ist dem Gateway-Modul 217 die Netzwerk-Topologie und das Protokoll der internen und externen Kommunikationsschnittstellen bekannt. Dadurch kann das Gateway-Modul 217 Nachrichten entweder intern zwischen den virtuellen Steuergeräten 207-1, 207-2 und 207-3 oder an die externen Kommunikationsschnittstellen vermitteln. Zusätzlich dazu können Firewall-Funktionen angewandt werden, um Manipulationen zu verhindern.In addition, the gateway module 217 the network topology and the protocol of the internal and external communication interfaces are known. This enables the gateway module 217 Messages either internally between the virtual ECUs 207-1 , 207-2 and 207-3 or convey to the external communication interfaces. In addition, firewall functions can be used to prevent tampering.

Durch das virtuelle Gateway-Modul 217 kann die Anzahl externer Kommunikationsschnittstellen 109-1, 109-2 und 109-3 verringert werden und gegebenenfalls Bandbreite auf dem externen Kommunikationsmedium eingespart werden. Zudem können externe Störeinflüsse die intern vermittelten Nachrichten nicht beeinflussen und diese nicht zwischen den Steuergeräten abgegriffen werden. Die Übertragungsgeschwindigkeit und - Latenz zwischen den virtuellen Steuergeräten 207-1, 207-2 und 207-3 kann je nach Übertragungsmedium besser als in den getrennten Steuergeräten 107-1, 107-2 und 107-3 sein. Auch die internen Nachrichten zwischen den virtuellen Steuergeräten 207-1, 207-2 und 207-3 können für Diagnosezwecke abrufbar sein, falls diese explizit auf eine externe Kommunikationsschnittstelle kopiert werden.Through the virtual gateway module 217 can the number of external communication interfaces 109-1 , 109-2 and 109-3 can be reduced and bandwidth can be saved on the external communication medium. In addition, external interference cannot influence the internally transmitted messages and these cannot be picked up between the control units. The transmission speed and latency between the virtual ECUs 207-1 , 207-2 and 207-3 can, depending on the transmission medium, better than in the separate control units 107-1 , 107-2 and 107-3 his. Also the internal messages between the virtual control units 207-1 , 207-2 and 207-3 can be called up for diagnostic purposes if they are explicitly copied to an external communication interface.

3A zeigt eine schematische Darstellung einer Virtualisierungsumgebung 205. Die einzelnen Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 werden software-mäßig in einer Virtualisierungsumgebung 205 ausgeführt, die durch das Mehrfach-Steuergerät 200 bereitgestellt wird. Die Virtualisierungsumgebung 205 setzt auf einer Softwareebene 215 auf, wie beispielsweise einer Betriebssystemschicht. Die Softwareebene 215 befindet sich wiederum oberhalb der Hardwareebene 213. Dadurch kann das Mehrfach-Steuergerät 200 eine generische Hardware umfassen, die mit einer Virtualisierungssoftware angepasst wird. 3A shows a schematic representation of a virtualization environment 205 . The individual control units 207-1 , 207-2 and 207-3 are software-wise in a virtualization environment 205 executed by the multiple control unit 200 provided. The virtualization environment 205 sets on a software level 215 on, such as an operating system layer. The software level 215 is again above the hardware level 213 . This allows the multiple control unit 200 include generic hardware that is customized with virtualization software.

3B zeigt ebenfalls eine schematische Darstellung einer Virtualisierungsumgebung 205. Die einzelnen Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 werden software-mäßig in einer Virtualisierungsumgebung 205 ausgeführt, die durch das Mehrfach-Steuergerät 200 bereitgestellt wird. 3B also shows a schematic representation of a virtualization environment 205 . The individual control units 207-1 , 207-2 and 207-3 are software-wise in a virtualization environment 205 executed by the multiple control unit 200 provided.

Die Virtualisierungsumgebung 205 setzt allerdings direkt auf der Hardwareebene 213 auf. In diesem Fall wird die Virtualisierung der Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 durch die Hardware des Mehrfach-Steuergerätes 200 durchgeführt.The virtualization environment 205 sets however directly on the hardware level 213 on. In this case, the virtualization of the control units 207-1 , 207-2 and 207-3 through the hardware of the multiple control unit 200 carried out.

4 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens für ein Mehrfach-Steuergerät 200 mit einer Steuergerät-Virtualisierungsumgebung 205. In einem ersten Schritt S101 wird das erste virtuelle Steuergerät 207-1 mit ersten logischen Steuergeräte-Kommunikationsschnittstellen 109-1 in der Steuergeräte-Virtualisierungsumgebung 205 virtualisiert. Gleichzeitig wird im Schritt S102 das zweite virtuelle Steuergerät 207-2 mit zweiten logischen Steuergeräte-Kommunikationsschnittstellen 109-2 in der Steuergeräte-Virtualisierungsumgebung 205 virtualisiert. Im Allgemeinen kann eine beliebige Anzahl weiterer Steuergeräte 207-1 und 207-2 virtualisiert werden, solange die Hardware-Ressourcen ausreichen. 4th shows a block diagram of a method for a multiple control device 200 with an ECU virtualization environment 205 . In a first step S101 becomes the first virtual control device 207-1 with the first logical control unit communication interfaces 109-1 in the ECU virtualization environment 205 virtualized. At the same time in the crotch S102 the second virtual control device 207-2 with second logical control unit communication interfaces 109-2 in the ECU virtualization environment 205 virtualized. In general, any number of other control units can be used 207-1 and 207-2 be virtualized as long as the hardware resources are sufficient.

Durch das Verfahren führt das Mehrfach-Steuergerät 200 die Software-Komponenten der bisher einzeln vorgesehenen Steuergeräte 107-1, 107-2 und 107-3 in jeweils virtuellen Maschinen in einer gemeinsamen, überwachenden Steuergeräte-Virtualisierungsumgebung 205 aus, in der diese logisch vollständig voneinander getrennt und ausgeführt werden.The multiple control unit guides through the process 200 the software components of the control units previously provided individually 107-1 , 107-2 and 107-3 in virtual machines in a common, monitoring ECU virtualization environment 205 in which these are logically completely separated and executed.

Damit das Mehrfach-Steuergerät 200 nicht für jedes virtuelle Steuergerät 207-1, 207-2 und 207-3 eine eigene CAN-Kommunikationsschnittstelle bereitstellen muss, wird in der Software der einzelnen Steuergeräte 207-1, 207-2 und 207-3 der CAN-Softwaretreiber durch einen Treiber ersetzt, der Nachrichten mit dem ebenfalls in der Virtualisierungsumgebung 205 ausgeführten Gateway-Modul 217 austauscht. Der Treiber kann jedoch auch unverändert verwendet werden, wenn ein Hypervisor die nicht-real existierende Hardware softwaremäßig nachbildet.So that the multiple control unit 200 not for every virtual control device 207-1 , 207-2 and 207-3 must provide its own CAN communication interface is in the software of the individual control units 207-1 , 207-2 and 207-3 the CAN software driver is replaced by a driver that also communicates with the driver in the virtualization environment 205 executed gateway module 217 exchanges. However, the driver can also be used unchanged if a hypervisor simulates the non-real hardware in software.

Dieses Gateway-Modul 217 kennt die Gesamttopologie des Netzwerkes zwischen den externen sowie den internen Steuergeräten 207-1, 207-2 und 207-3 und ist in der Lage, die Nachrichten entweder über die interne, virtuelle Kommunikationsschnittstelle zuzustellen oder über eine externe Kommunikationsschnittstelle des Gesamtsteuerwerkes an externe Geräte zu übermitteln. Dadurch ist die gleiche Funktion gewährleistet, die sich in der Ausführung aus einzelnen Steuergeräten 107-1, 107-2 und 107-3 ergibt.This gateway module 217 knows the overall topology of the network between the external and internal control units 207-1 , 207-2 and 207-3 and is able to deliver the messages either via the internal, virtual communication interface or to transmit them to external devices via an external communication interface of the overall control unit. This guarantees the same function as that of the individual control units 107-1 , 107-2 and 107-3 results.

Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.All of the features explained and shown in connection with individual embodiments of the invention can be provided in different combinations in the subject matter of the invention in order to simultaneously realize their advantageous effects.

Alle Verfahrensschritte können durch Vorrichtungen implementiert werden, die zum Ausführen des jeweiligen Verfahrensschrittes geeignet sind. Alle Funktionen, die von gegenständlichen Merkmalen ausgeführt werden, können ein Verfahrensschritt eines Verfahrens sein.All process steps can be implemented by devices that are suitable for executing the respective process step. All functions that are carried out by physical features can be a process step of a process.

Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.The scope of the present invention is given by the claims and is not limited by the features explained in the description or shown in the figures.

BezugszeichenlisteReference list

100100: Fahrzeugvehicle
107107: SteuergerätControl unit
109109: KommunikationsschnittstelleCommunication interface
111111: SteuergeräteprogrammControl unit range
200200: Mehrfach-Steuergerät Multiple control unit
205205: VirtualisierungsumgebungVirtualization environment
207207: virtuelles Steuergerätvirtual control unit
109109: KommunikationsschnittstelleCommunication interface
213213: HardwareebeneHardware level
215215: SoftwareebeneSoftware level
217217: Gateway-ModulGateway module

Claims

Multiple control device (200) for a vehicle (100) with a control device virtualization environment (205), with: - a first virtual control device (207-1) with a first logical control device communication interface (109-1), which is executed in the control device virtualization environment (205); and - A second virtual control unit (207-2) with a second logical control unit communication interface (109-2), which is executed in the control unit virtualization environment (205).

Multiple control unit (200) after Claim 1 , wherein the multiple control device (200) comprises a gateway module (217) for the internal transmission of messages between the first and second logical control device communication interfaces (109-1, 109-2).

Multiple control unit (200) after Claim 2 The gateway module (217) is designed to forward messages between the first and the second virtual control device (207-1, 207-2) and / or to the external communication interface (109-5).

Multiple control unit (200) after Claim 2 or 3rd , wherein the gateway module (217) is designed to forward the messages in a predetermined protocol.

Multiple control device (200) according to one of the Claims 2 to 4th The gateway module (217) is designed to send the messages to a predetermined virtual control device (207-1, 207-2) in the control device virtualization environment (205).

Multiple control device (200) according to one of the preceding claims, wherein the multiple control device (200) is designed to virtualize the first control device (207-1) and the second control device (207-2) on a hardware level (213) perform.

Multiple control device (200) according to one of the preceding claims, wherein the multiple control device (200) is designed to virtualize the first control device (207-1) and the second control device (207-2) on a software level (215) perform.

Multiple control device (200) according to one of the preceding claims, wherein the multiple control device (200) comprises an external communication interface via which internal messages between the control devices (207-1, 207-2) can be called up.

Method for a multiple control device (200) with a control device virtualization environment (205), with: - Virtualizing (S101) a first virtual control device (207-1) with a first logical control device communication interface (109-1) in the control device virtualization environment (205); and - Virtualizing (S102) a second virtual control device (207-2) with a second logical control device communication interface (109-2) in the control device virtualization environment (205).

Computer program, comprising instructions that cause the computer program to be executed by a computer, the method according to Claim 9 to execute.