DE102021207490A1

DE102021207490A1 - Verfahren zum Betreiben einer Steuereinheit in einem Fahrzeug und Steuereinheit

Info

Publication number: DE102021207490A1
Application number: DE102021207490.1A
Authority: DE
Inventors: Rohan Gugale; Thorsten Hoenig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-07-14
Filing date: 2021-07-14
Publication date: 2023-01-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (400) zum Betreiben einer Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) in einem Fahrzeug (100). Das Verfahren (400) umfasst einen Schritt des Einlesens (410) eines Positionssignals (315), wobei das Positionssignal (315) eine Position (335) repräsentiert, an der die Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) in dem Fahrzeug (100) verbaut ist. Ferner umfasst das Verfahren (400) einen Schritt des Ausgebens (420) eines Kommunikationssignals (125a, 125b, 125c, 125d) an die der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) übergeordnete Zentralsteuereinheit (105) des Fahrzeugs (100) mittels einer Schnittstelle (340, 350), wobei das Kommunikationssignal (125a, 125b, 125c, 125d) unter Verwendung des Positionssignals (315) ausgegeben wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren oder einer Vorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
In Fahrzeugen werden oftmals verteilte Steuereinheiten mit einer Zentralsteuereinheit angesteuert, wobei diese verteilt angeordneten Steuereinheiten jeweils unterschiedliche Funktionen haben können und somit entsprechend konfiguriert sind. Problematisch ist dabei jedoch, dass hierzu eine Vielzahl von unterschiedlich ausgestalteten Steuereinheiten vorzuhalten ist, die an den unterschiedlichen Positionen im Fahrzeug verbaut werden können und diese Funktionen jeweils implementieren. Dies hat zur Folge, dass für die Herstellung eines Fahrzeugs eine Vielzahl von unterschiedlichen Komponenten eingesetzt wird, sodass ein teils hoher Aufwand für die Herstellung eines solchen Fahrzeugs durch die vielen unterschiedlichen Teile bzw. Komponenten resultiert.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz entsprechende Verfahren, weiterhin eine Steuereinheit bzw. eine Zentralsteuereinheit, die je eines dieser Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ein Verfahren zum Betreiben einer (von beispielsweise mehreren) Steuereinheit(en) in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

- Einlesen eines Positionssignals, wobei das Positionssignal eine Position repräsentiert, an der die Steuereinheit in dem Fahrzeug verbaut ist; und
- Ausgeben eines Kommunikationssignals an die der Steuereinheit übergeordnete Zentralsteuereinheit des Fahrzeugs mittels einer Schnittstelle, wobei das Kommunikationssignal unter Verwendung des Positionssignals (ausgegeben wird.

Unter einer Steuereinheit kann vorliegend ganz allgemein eine Rechnereinheit verstanden werden, die numerisch oder schaltungstechnisch Rechenoperationen ausführen kann. Unter einem Positionssignal kann beispielsweise eine Information verstanden werden, die in der Steuereinheit eine Erkennung ermöglicht, beispielsweise an welcher Position die Steuereinheit in dem Fahrzeug verbaut ist. Beispielsweise kann ein solches Positionssignal aus einer Schnittstelle eingelesen werden, bei der bestimmte Kontakte miteinander verbunden sind, beispielsweise auch in der Form von so genannten DIP-Schaltern oder Jumpern in Kontaktleisten. Zusätzlich oder alternativ kann beispielsweise das Positionssignal auch von einem Sensor eingelesen werden, der eine räumliche Lage der Steuereinheit in dem Fahrzeug repräsentiert und somit einen Hinweis auf die verbaute Position der Steuereinheit in dem Fahrzeug gibt. Ferner kann auch das Positionssignal ein steuergeräte- bzw. steuereinheitsspezifisches Identifikationssignal enthalten, beispielsweise von welchem Typ die Steuereinheit ist, sodass dieser Typ in einer Zentralsteuereinheit nachgeschlagen werden kann und einer entsprechenden Position im Fahrzeug zugeordnet werden kann, von der ein Signal dieses Steuereinheitstyps zu erwarten ist. Auch kann eine steuereinheit-individuelle Nummer als Positionssignal verwendet werden, wobei dann beispielsweise in der Zentralsteuereinheit eine Zuordnungsinformation hinterlegt ist, aus der zurückgeschlossen werden kann, welche Steuereinheit an welcher Position im Fahrzeug verbaut ist, sodass eine eindeutige Identifizierung der Position der Steuereinheit möglich ist.
Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass eine sehr flexible Kommunikation zwischen einer Steuereinheit und einer Zentralsteuereinheit eines Fahrzeugs dadurch erfolgen kann, dass von der Steuereinheit ein Kommunikationssignal an die Zentralsteuereinheit des Fahrzeugs gesandt wird, das auf einem Positionssignal basiert. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass einerseits die räumliche Anordnung der Steuereinheit durch die Information aus dem Positionssignal in dem Kommunikationssignal berücksichtigt ist als auch eine flexible Konfiguration der Datenkommunikation durch die Verwendung einer Identifikationsinformation ermöglicht wird, welche beispielsweise auch austauschbar ist. Auf diese Weise lässt sich einerseits ein Ersatz der Steuereinheit in dem Fahrzeug technisch sehr einfach realisieren und andererseits kann eine standardisierte Steuereinheit an mehreren möglichen unterschiedlichen Positionen im Fahrzeug verwendet werden und durch die Information aus dem Positionssignal (und beispielsweise der Identifikationsinformation) derart konfiguriert werden oder sich Konfigurieren lassen, dass eine eindeutige Zuordnung des Kommunikationssignal zu einer von beispielsweise mehreren Steuereinheiten in der Zentralsteuereinheit einfach möglich wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens eine Identifikationsinformation eingelesen werden, die eine Information repräsentiert, die eine individuelle Adressierung oder Identifikation eines Datenpaktes der Steuereinheit bei einer Kommunikation mit einer der Steuereinheit übergeordneten Zentralsteuereinheit des Fahrzeugs erlaubt und wobei im Schritt des Ausgebens das Kommunikationssignals ferner unter Verwendung der Identifikationsinformation ausgegeben wird, Beispielsweise kann die Identifikationsinformation veränderbar sein. Unter einer Identifikationsinformation kann beispielsweise ein Datensatz verstanden werden, der als Identifikationsnummer oder Identifikationssymbol in einem Kommunikationssignal zu der Zentralsteuereinheit eine eindeutige Erkennung des Ursprungs des Datensatzes als von der Steuereinheit ausgesandt ermöglicht. Beispielsweise kann diese Identifikationsinformation aus einem beschreibbaren, nicht- flüchtigen Speicher ausgelesen werden, sodass diese Identifikationsinformation bei einem Austausch der Steuereinheit neue eingeschrieben oder konfiguriert werden kann, um eine fehlerfreie Kommunikation der Steuereinheit, speziell auch auf einem Datenbus, an den mehrere Steuereinheiten angeschlossen sind, zu ermöglichen. Durch eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, speziell bei einer in der Steuereinheit austauschbaren Identifikationsinformation eine Anpassung der Kommunikationssignale bei einem Austausch der Steuereinheit schnell, fehlerarm und effizient durchzuführen, wenn beispielsweise die Zentralsteuereinheit eine bestimmte Identifikationsinformation in einem Kommunikationssignal von einer bestimmten Position im Fahrzeug erwartet.
Besonders günstig ist eine Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes, bei der im Schritt des Einlesens das Identifikationsinformation und/oder das Positionssignal aus einem nicht- flüchtigen Speicher der Steuereinheit und/oder unter Verwendung einer Konfiguration eines Steckkontakts der Schnittstelle eingelesen wird und/oder wobei als das Positionssignal ein die räumliche Lage des Sensors repräsentiert und/oder bei dem ein Schritt des Einspeicherns vorgesehen ist, in dem das Positionssignal und/oder die Identifikationsinformation aus einer Nachricht von der Zentralsteuereinheit eingelesen und eine in einem nicht- flüchtigen Speicher abgespeicherte initiale Identifikationsinformation durch die eingelesene Identifikationsinformation ersetzt wird. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, eine sehr flexible Konfiguration bzw. einen sehr flexiblen Einsatz der Steuereinheit im Fahrzeug zu ermöglichen. Zugleich kann durch die Verwendung der initialen Identifikationsinformation eine Einleitung der Kommunikation von der Steuereinheit zur Zentralsteuereinheit erfolgen, insbesondere, wenn der Steuereinheit das initiale Positionssignal und/oder die initiale Identifikationsinformation bekannt ist. Auf diese Weise kann nach einem Austausch der Steuereinheit eine Kommunikation mit der Zentralsteuereinheit eingeleitet bzw. aufrechterhalten werden, auch ohne, dass eine Steuereinheit-individuelle Identifikationsinformation in der Steuereinheit bekannt ist. Diese Steuereinheit-individuelle Identifikationsinformation kann dann beispielsweise von der Zentralsteuereinheit über ein entsprechendes Konfigurationssignal an die Steuereinheit übertragen und dort in einem nicht-flüchtigen Speicher abgespeichert werden.
Von Vorteil ist ferner eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der ein Schritt des Konfigurierens vorgesehen ist, bei dem zumindest ein Funktionsmodul in der Steuereinheit verändert oder deaktiviert wird, insbesondere wobei das Konfigurieren ansprechend auf ein von der Zentralsteuereinheit empfangenes Konfigurationssignal ausgeführt wird. Beispielsweise kann in einer solchen Konfiguration ein softwaremäßig oder hardwaremäßig in der Steuereinheit vorgesehenes Funktionsmodul die aktiviert oder gelöscht werden oder ein Parameter oder Steuerwert in einem solchen Funktionsmodul in der Steuereinheit verändert werden. Eine derartige Ausführungsform bietet den Vorteil, eine standardisierte Steuereinheit mit beispielsweise einer großen Anzahl von darin implementierten Funktionsmodulen für den Verbau in das Fahrzeug vorsehen zu können und je nach individueller Konfiguration die Steuereinheit für unterschiedliche Einsatzszenarien an den entsprechenden Positionen im Fahrzeug modifizieren zu können.
Denkbar ist ferner eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Einlesens ferner ein Abfragesignal von der Zentralsteuereinheit eingelesen wird und im Schritt des Ausgebens entsprechend auf das von der Zentralsteuereinheit eingelesene Abfragesignal das Kommunikationssignal ausgegeben wird, insbesondere wobei überprüft wird, ob eine aus dem Abfragesignal erhaltene Identifikationsinformation mit der in der Steuereinheit abgelegten Identifikationsinformation übereinstimmt. Beispielsweise kann eine solche Überprüfung ergeben, dass auf ein von der Zentralsteuereinheit auf ein Bussystem ausgesandt des Abfragesignals keine Reaktion irgendeiner Steuereinheit auslöst, sodass möglicherweise die Antwort der (eigenen) Steuereinheit erwartet wird und somit möglicherweise eine in dem Abfragesignal enthaltene Identifikationsinformation seitens der Zentralsteuereinheit der (eigenen) Steuereinheit zugeordnet ist. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet vorteilhaft die Möglichkeit, zu überprüfen, ob eine eindeutige Adressierung der Steuereinheit durch die Zentralsteuereinheit möglich ist. Wird nämlich aus dem Abfragesignal erkannt, dass die in dem Abfragesignal erhaltene Identifikationsinformation nicht mit einer in der Steuereinheit abgelegten Identifikationsinformation übereinstimmt, kann hieraus ausgeschlossen werden, dass eine mögliche Neukonfiguration der in der Steuereinheit abgelegten Identifikationsinformation erforderlich ist, was beispielsweise durch ein nachfolgend ausgesandtes Kommunikationssignal der Zentralsteuereinheit mitgeteilt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann im Schritt des Einlesens die Identifikationsinformation aus einem bei der Herstellung der Steuereinheit beschriebenen Initialwertespeicher eingelesen werden, wenn erkannt wird, dass der Steuereinheit eine Steuereinheit-individuelle Identifikationsinformation nicht zugeordnet wurde, die der Steuereinheit als an der Position im Fahrzeug angeordnet identifizieren lässt. Beispielsweise kann ein solcher Zustand festgestellt werden, wenn in einem Speicher, in dem die Identifikationsinformation für die Kommunikation mit der Zentralsteuereinheit abgelegt ist, keine Identifikationsinformation abgespeichert ist oder die gleiche Identifikationsinformation abgespeichert ist, die auch in dem Initialwertespeicher abgelegt ist. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, durch die Verwendung der in dem Initialwertespeicher abgelegten Identifikationsinformation einen ersten Kontakt zwischen der Steuereinheit und der Zentralsteuereinheit aufbauen zu können, sodass die Zentralsteuereinheit nachfolgend die betreffende Steuereinheit für die Kommunikation im Fahrzeug konfigurieren kann.
Günstig ist weiterhin eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Einlesens ein Sensorsignal eingelesen wird, das eine von einem Sensor des Fahrzeugs erfasste physikalische Größe repräsentiert, wobei im Schritt des Ausgebens mit dem Kommunikationssignal eine Information aus dem Sensorsignal an die Zentralsteuereinheit übertragen wird. Eine solche Ausführungsform ermöglicht die effiziente Verarbeitung von Sensorwerten bzw. von physikalischen Größen, die von einem solchen Sensor erfasst wurden, in einem Fahrzeug, wobei eine sehr flexible Verwendung von möglichst gleichartigen Steuereinheiten für unterschiedliche Einsatzumgebungen im Fahrzeug eröffnet wird.
Von Vorteil ist weiterhin eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes als Verfahren zum Betreiben einer Zentralsteuereinheit eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- Empfangen eines Kommunikationssignals von einer Steuereinheit in dem Fahrzeug;
- Auswerten, ob ein in dem Kommunikationssignal enthaltenes Positionssignal einem in dem Kommunikationssignal von der Steuereinheit erwarteten Positionssignal entspricht und/oder ob eine in dem Kommunikationssignal enthaltene Identifikationsinformation einer in dem Kommunikationssignal von der Steuereinheit erwarteten Identifikationsinformation entspricht; und
- Ausgeben eines Konfigurationssignals an die Steuereinheit ansprechend auf ein Ergebnis des Schritts des Auswertens, um eine Konfiguration von zumindest einem Speicherinhalt oder einem Funktionsmodul in der Steuereinheit anzusteuern.

Eine solche Ausführungsform ermöglicht die fehlerfreie Zuordnung der Daten aus dem Kommunikationssignal der Steuereinheit, auch wenn die Steuereinheit beispielsweise kurz zuvor ausgetauscht wurde und noch für die fehlerfreie Kommunikation im Fahrzeug einzurichten ist. Durch die Ausgabe des Konfigurationssignals an die Steuereinheit kann somit eine effiziente und schnelle Konfiguration beispielsweise einer standardisiert ausgelegten Steuereinheit vorgenommen werden, die an der entsprechenden Position im Fahrzeug (neu) verbaut wurde.
Auch kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes im Schritt des Ausgebens das Konfigurationssignal derart ausgegeben werden, dass in einem Speicher der Steuereinheit eine vorbestimmte Identifikationsinformation abgespeichert wird und/oder dass ein Softwaremodul in der Steuereinheit deaktiviert wird oder ein Parameter in dem Softwaremodul der Steuereinheit verändert wird. Eine solche Ausführungsform ermöglicht die Konfiguration oder Parametrisierung von einem oder mehreren Steuermodulen in der Steuereinheit bzw. der Steuereinheit selbst, sodass die Kommunikation zwischen der Zentralsteuereinheit und der Steuereinheit auch bei Verwendung von mehreren ähnlich oder gleich ausgestalteten Steuereinheiten fehlerfrei abläuft, wobei dennoch in der Steuereinheit erforderliche Funktionen einfach realisiert werden können.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Empfangens ferner zumindest ein zweites Kommunikationssignals von einer zweiten Steuereinheit in dem Fahrzeug empfangen wird, wobei im Schritt des Auswertens ausgewertet wird, ob eine in dem zweiten Kommunikationssignal enthaltene zweite Identifikationsinformation einer in dem zweiten Kommunikationssignal von der Steuereinheit erwarteten zweiten Identifikationsinformation entspricht und wobei im Schritt des Ausgebens ein zweites Konfigurationssignal an die zweite Steuereinheit ausgegeben wird, um eine Konfiguration von zumindest einem Speicherinhalt oder einem Funktionsmodul in der zweiten Steuereinheit anzusteuern. Speziell kann dabei im Schritt des Ausgebens das Konfigurationssignal und das zweite Konfigurationssignal derart ausgegeben werden, dass die zweite Steuereinheit, die initial gleich zur Steuereinheit aufgebaut und/oder konfiguriert war, unterschiedlich zu der Steuereinheit konfiguriert wird. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, eine zuverlässige, fehlerfreie und flexible Kommunikation zwischen unterschiedlich konfigurierten und beispielsweise initial gleich ausgestalteten Steuereinheiten durch die Zentralsteuereinheit überwachen oder einrichten zu können.
Von Vorteil ist weiterhin eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Ausgebens das Konfigurationssignal unter Verwendung der in dem Kommunikationssignal enthaltene Identifikationsinformation an die Steuereinheit ausgegeben wird. Eine solche Ausführungsform stellt sicher, dass beispielsweise bei einem Austausch der Steuereinheit und einer Verwendung einer initialen Identifikationsinformation durch die Steuereinheit im Kommunikationssignal auch ein Ansprechen dieser (beispielsweise ausgetauschten) Steuereinheit mit der in der Zentralsteuereinheit empfangenen (initialen) Identifikationsinformation adressiert werden kann, sodass auch seitens der Zentralsteuereinheit die ausgetauschte Steuereinheit korrekt adressiert und entsprechend konfiguriert werden kann.
Diese Verfahren können beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
Günstig ist weiterhin eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes als Steuereinheit, die eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens gemäß einer hier vorgestellten Variante in entsprechenden Einheiten auszuführen und/oder anzusteuern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Zentralsteuereinheit vorgesehen sein, die eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens gemäß einem hier vorgestellten Ansatz in entsprechenden Einheiten auszuführen und/oder anzusteuern.
Auch wird ein Steuersystem mit zumindest einer Steuereinheit gemäß einer hier vorgestellten Variante und eine Zentralsteuereinheit gemäß einer hier vorgestellten Variante vorgestellt.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft somit Einheiten, die ausgebildet sind, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form von Einheiten kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann die Steuereinheit oder die Zentralsteuereinheit zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an dem Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einer Einheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Einheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, in welchem eine Zentralsteuereinheit 105 und mehrere Steuereinheiten gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen sind;
2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß 1, das sich aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger zusammensetzt;
3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, bei dem zur Vereinfachung der Erläuterung der Vorgehensweise des hier vorgestellten Ansatzes gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben einer Steuereinheit in einem Fahrzeug;
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben einer Zentralsteuereinheit eines Fahrzeugs.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100, in welchem eine Zentralsteuereinheit 105 eingesetzt ist, welche mit (peripheren) Steuereinheiten 110a, 110b, 110c und 110d kommunikationsfähig verbunden ist. Dabei kann beispielsweise die Zentralsteuereinheit 105 als Airbag-Steuermodul oder als Steuermodul für eine Fahrerassistenz-Funktion, ein Steuermodul für eine autonome Fahrfunktion oder dergleichen ausgestaltet sein, wobei diese Zentralsteuereinheit 105 Sensorwerte 115 a, 115b, 115c und/oder 115d von entsprechenden Sensoren 120a, 120b, 120c und/oder 120d über die entsprechenden Steuereinheiten 110a, 110b, 110c und/oder 110d einlesen kann. Somit sind die Steuereinheiten 110 im Wesentlichen als Signalverarbeitungseinheiten und/oder Kommunikationsverbindungseinheiten ausgestaltet und übertragen ein entsprechen des Kommunikationssignal 125a, 125b, 125c und/oder 120d an die Zentralsteuereinheit 105, sodass die Zentralsteuereinheit 105 einen in der 1 nicht dargestellten Aktor entsprechend ansteuern kann.
Denkbar ist ferner auch, dass die Steuereinheiten 110 Teil-Steuerfunktionen für einen ebenfalls in der 1 nicht dargestellten Aktor durchführen können, beispielsweise wenn diese Steuereinheiten 110 mit einem jeweils betreffenden Kommunikationssignal 125 einen entsprechenden Steuerbefehl von der Zentralsteuereinheit 105 erhalten.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann auch lediglich eine einzelne Steuereinheit 110 vorgesehen sein, welche mit der Zentralsteuereinheit 105 kommuniziert, ohne dass weitere Steuereinheiten 110 vorgesehen sind. Denkbar ist ferner auch, dass das Fahrzeug 100, wie es in der 1 beispielsweise als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen dargestellt ist, auch ein zusammengesetztes Fahrzeug 100 ist.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines solchen zusammengesetzten Fahrzeugs 100, welche sich nun aus einem Zugfahrzeug 200 und einem Anhänger 205 zusammensetzt. Auch hier ist in dem Zugfahrzeug 200 eine Zentralsteuereinheit vorgesehen, welche entsprechende Steuereinheiten 110a, 110b, 110c und/oder 110d aufweist, die jeweils mit der Zentralsteuereinheit 105 verbunden sind und beispielsweise analog zu dem in der 1 näher beschriebenen Ausführungsbeispiel mit der Zentralsteuereinheit 105 kommunizieren können.
Zusätzlich sind analog zu der Anordnungen Zugfahrzeug 200 auch im Anhänger 205 entsprechende Steuereinheiten 110e, 110f, 110g und/oder 110h vorgesehen, die nun ebenfalls kommunikationsfähig mit der Zentralsteuereinheit 105 verbunden sind, beispielsweise nun über eine Drahtlos-Funkverbindung. Dabei können auch die im Anhänger 205 angeordneten Steuereinheiten 110 analog zur Beschreibung mit Bezug zur 1 ausgestaltet sein und ebenfalls Sensorwerte an die Zentralsteuereinheit 105 übertragen, was jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit in der 2 nicht explizit dargestellt ist.
Wie vorstehend beschrieben, stellt sich nun die Problematik, mit möglichst geringem Aufwand eine Anbindung von vielen verschiedenen Steuereinheiten und/oder Sensoren an die Zentralsteuereinheit 105 vornehmen zu können. Wird nun für jeden Sensor und/oder für jede Steuereinheit ein speziell ausgestaltetes und/oder konfiguriertes Steuergerät verwendet, würde dies dazu führen, bei vielen im Fahrzeug zu verbauenden Sensoren oder Steuereinheiten eine hohe Anzahl von unterschiedlich ausgestalteten Bauelementen für die Herstellung eines Fahrzeugs vorzuhalten. Fällt nun ein spezifisch konfigurierter Sensor bzw. eine speziell konfigurierte Steuereinheit 110 aus oder fehlt, kann dies massive Auswirkungen im Produktionsablauf haben. Zusätzlich kann im Servicebereich einem Ausfall einer der Steuereinheiten und einer gerade nicht vorhandenen Ersatzsteuereinheit ebenfalls ein Problem auftreten, da das Fahrzeug 100 dann nicht wieder schnell instandgesetzt werden kann. Um derartigen Problemen vorzubeugen, wird nun vorgeschlagen, ein sehr breit vorbereitetes Steuergerät 110 zu verwenden und an verschiedenen Positionen im Fahrzeug 100 einzusetzen, wobei für jedes Einsatzszenario, das heißt für jede an einer bestimmten Position im Fahrzeug 100 (oder Konfiguration auf Zeit z. Bsp. Trailer ist nicht immer angekuppelt) verbaute Steuereinheit 110 diese betreffende Steuereinheit 110 spezifisch für dieses Einsatzszenario konfiguriert wird. Dies bedeutet beispielsweise, dass in der ursprünglich vorgehaltenen Steuereinheit 110 einzelne Funktionsmodule, beispielsweise Softwaremodule oder Hardware-Schaltkreise deaktiviert werden können, um einerseits beim Betrieb dieser Steuereinheit 110 Energie einsparen zu können und andererseits eine Fehlfunktion dieser Steuereinheit 110 im entsprechenden Einsatzszenario zu vermeiden.
3 zeigt nun eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100, bei dem zur Vereinfachung der Erläuterung der Vorgehensweise des hier vorgestellten Ansatzes neben der Zentralsteuereinheit 105 nur noch die Steuereinheiten 110a und die weitere Steuereinheit 110b vorgesehen sind, wobei die hier vorgestellte Beschreibung auch allgemein für noch weitere Steuereinheiten anwendbar ist, wie Sie beispielsweise in den 1 und 2 im Fahrzeug 100 näher dargestellt sind. Die Steuereinheit 110a sowie die weitere Steuereinheit 110b sind über je eine Leitung 300 mit der zentral Steuereinheit 105 verbunden. Über diese Leitung 300 wird beispielsweise von der Steuereinheit 110a das Kommunikationssignal 125a an die zentral Steuereinheit 105 ausgesandt, welches von der Ausgabeeinheit 110 bereitgestellt wurde. Hierfür verwendet die Ausgabeeinheit 310 ein Positionssignal 315 sowie eine zusätzliche optionale Identifizierungsinformationen 320, welche über eine Einleseschnittstelle 330 eingelesen werden und an die Ausgabeeinheit 310 ausgegeben werden.
Das Positionssignal 315 repräsentiert hierbei eine Position 335, an der die Steuereinheit 110 a im Fahrzeug 100 angeordnet ist. Beispielsweise kann diese Position 335 in einem seitlichen Bereich des Fahrzeugs 100 sein, wenn beispielsweise der in der 3 nicht dargestellte Sensor, dem die Steuereinheit 110a zugeordnet ist, ein Seitenradarsensor ist, der eine Annäherung eines Objekts auf einer Seite des Fahrzeugs 100 erkennen und eine entsprechende Information über das Kommunikationssignal 125a an die Zentralsteuereinheit 105 liefern soll. Die Information über die Position 335 im Fahrzeug 135 ist hierbei wichtig, damit entsprechende Funktionsmodule 337 im Fahrzeug aktiviert/deaktiviert oder parametrisiert werden können, die eine entsprechende Verarbeitung von Signalwerte in oder Aktor-Steuerbefehlen vornehmen können. Hierbei kann das Positionssignal 115 dadurch ermittelt werden, dass beispielsweise an einer Schnittstelle 340, über welche die Steuereinheit 110a mittels der Leitung 300 mit der Zentralsteuereinheit 105 verbunden ist, bestimmte Kontaktpins elektrisch beispielsweise mittels Jumper 345 miteinander verbunden sind und eine solche Verbindung von der Einleseschnittstelle 330 erkannt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch die Positionsinformation 315 mittels DIP-Schaltern oder einer Lageinformation aus einem Sensorsignal des Sensors erhalten werden, wodurch die eindeutige Position 335 der Steuereinheit 110a im Fahrzeug 100 erkannt werden kann. Denkbar ist ferner auch, dass das Positionssignal 320 eine Information aufweist, die einen Rückschluss auf einen speziellen Steuereinheit-Typ zulässt, sodass beispielsweise bei dem Vorliegen einer entsprechenden Referenzinformation für einen zu erwartenden Steuereinheitstyp an der jeweiligen Position in der Zentralsteuereinheit 105 ein Abgleich vorgenommen werden kann, der dann einen Rückschluss auf die Position zulässt, von der das betreffende Positionssignal 320 gesendet wurde.
Die Konfiguration der in der Schnittstelle 340 mit den Jumpern 345 verbundenen Kontaktpins kann sich dabei beispielsweise von einer Konfiguration von mit Jumpern 345 verbundenen Kontaktpins einer weiteren Schnittstelle 350 unterscheiden, die beispielsweise eindeutig die Position 335B der weiteren Steuereinheit 110b repräsentiert.
Die Identifikationsinformation 320 kann beispielsweise ein Codewort oder eine Nummer sein, die aus einem (beispielsweise nicht-flüchtigen) Speicher 355 ausgelesen wird und die Steuereinheit 110a im Kommunikationssignal 125a der Zentralsteuereinheit 105 gegenüber eindeutig identifiziert. Auf diese Weise kann die Zentralsteuereinheit 105 speziell bei der Verwendung eines Busses als Leitung 300 die in dem Kommunikationssignal 120 a einbehaltene Information eindeutig der Steuereinheit 110a zuordnen.
Wird nun beispielsweise die Steuereinheit 110a ausgetauscht oder erstmalig im Verbund mit der Zentralsteuereinheit 105 eingesetzt kann die Identifikationsinformation 320 auch aus einem Initialwertespeicher 360 ausgelesen werden, in dem ein Initialwert für die Identifizierungsinformation 320 abgelegt ist, der günstiger Weise auch der Zentralsteuereinheit 105 bekannt ist, sodass zumindest in einem abgesicherten Modus eine Kommunikation zwischen der Steuereinheit 110 a und der Zentralsteuereinheit 105 möglich ist.
Die weitere Steuereinheit 110b an der weiteren Position 135b kann hierbei analog zur Steuereinheit 110a aufgebaut sein, wobei dies in der 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt ist.
In der Zentralsteuereinheit 105 ist nun beispielsweise eine Empfangseinheit 365 vorgesehen, um das Kommunikationssignal 125 a und/oder das weitere Kommunikationssignal 124 b zu empfangen und an eine Auswerteeinheit 370 weiterzuleiten. In der Auswerteeinheit 370 wird nun ausgewertet, ob eine in dem Kommunikationssignal 125 a enthaltene Identifikation Information 320 einer in dem Kombinationssignal 125a von der Steuereinheit 110a erwarteten Identifikationsinformation 320' entspricht. Hierzu wird beispielsweise diese erwartete Identifikationsinformation 320' aus einem Speicher 375 ausgelesen und mit einer aus dem Kommunikationssignal 125 a erhaltenen Identifikationsinformation 320 verglichen. Ist dies der Fall, wird von einer Ausgabeeinheit 377 ein Konfigurationssignal 380 bereitgestellt und an die Steuereinheit 110a ausgegeben, um zumindest eine Konfiguration eines Speicherinhalts des Speichers 355 und/oder des Funktionsmoduls 337 in der Steuereinheit 110a anzusteuern. Beispielsweise kann hierdurch eine Aktivierung oder Deaktivierung von bestimmten Softwaremodul oder Hardwaremodulen als Funktionsmodul 337 in der Steuereinheit 110a durchgeführt werden. Denkbar ist auch, dass ein bestimmter Parameter an die Steuereinheit 110a übertragen wird, um eines der Funktionsmodule 335 in einer bestimmten Weise zu lassen.
Wird in der Auswerteeinheit die in dem Kommunikationssignal 125 a enthaltene Identifikationsinformation 320 nicht der erwarteten Identifikationsinformation 320' entspricht, kann beispielsweise die Ausgabeeinheit 377 das Konfigurationssignal 380 an die Steuereinheit 110a derart ausgegeben, das die erwartete Identifikationsinformation 320' in den Speicher 355 eingeschrieben wird, sodass in Zukunft eine eindeutige Zuordnung des Kommunikationssignal 125 a zu der Steuereinheit 110a durch die Zentralsteuereinheit 105 ermöglicht wird.
Entspricht in der Auswerteeinheit die in dem Kommunikationssignal 125 a enthaltene Identifikationsinformation 320 nicht der zu erwartetende Identifikationsinformation 320', kann beispielsweise die Ausgabeeinheit 377 das Konfigurationssignal 380 an die Steuereinheit 110a derart ausgeben, das die zu erwartende Identifikationsinformation 320' in den Speicher 355 eingeschrieben wird, sodass in Zukunft eine eindeutige Zuordnung des Kommunikationssignal 125 a zu der Steuereinheit 110a durch die Zentralsteuereinheit 105 ermöglicht wird. Hierzu kann jedoch in einem ersten Schritt die von der Steuereinheit 110 a erhaltene Identifikationsinformation 320 zur Adressierung des Konfigurationssignals 180 an die Steuereinheit 110a verwendet werden, damit die Steuereinheit 110a auch selbst erkennen kann, dass das von der Ausgabeeinheit 377 der Zentralsteuereinheit 105 ausgegebene Konfigurationssignal 380 für die Steuereinheit 110 a bestimmt ist. Auf diese Weise kann eine Notkommunikation zwischen der Steuereinheit 110a und der Zentralsteuereinheit 105 hergestellt werden.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Betreiben einer Steuereinheit in einem Fahrzeug. Das Verfahren 400 umfasst einen Schritt 410 des Einlesens eines Positionssignals und einer Identifikationsinformation, wobei das Positionssignal eine Position repräsentiert, an der die Steuereinheit in dem Fahrzeug verbaut ist, und die Identifikationsinformation eine Information repräsentiert, die eine individuelle Adressierung oder Identifikation eines Datenpaktes der Steuereinheit bei einer Kommunikation mit einer der Steuereinheit übergeordneten Zentralsteuereinheit des Fahrzeugs erlaubt. Ferner umfasst das Verfahren 400 einen Schritt 420 des Ausgebens eines Kommunikationssignals an die der Steuereinheit übergeordnete Zentralsteuereinheit des Fahrzeugs mittels einer Schnittstelle, wobei das Kommunikationssignal unter Verwendung des Positionssignals und der Identifikationsinformation ausgegeben wird.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Betreiben einer Zentralsteuereinheit eines Fahrzeugs. Das Verfahren 500 umfasst einen Schritt 510 des Empfangens eines Kommunikationssignals von einer Steuereinheit in dem Fahrzeug. Weiterhin umfasst das Verfahren 500 einen Schritt 520 des Auswertens, ob ein in dem Kommunikationssignal enthaltenes Positionssignal einem in dem Kommunikationssignal von der Steuereinheit erwarteten Positionssignal entspricht und/oder ob eine in dem Kommunikationssignal enthaltene Identifikationsinformation einer in dem Kommunikationssignal von der Steuereinheit erwarteten Identifikationsinformation entspricht. Schließlich umfasst das Verfahren 500 einen Schritt 530 des Ausgebens eines Konfigurationssignals an die Steuereinheit ansprechend auf das Auswerten, um eine Konfiguration von zumindest einem Speicherinhalt oder einem Funktionsmodul in der Steuereinheit anzusteuern.
Zusammenfassend ist für den hier vorgestellten Ansatz anzumerken, dass verschiedene Funktionen und Programme unter Verwendung mehrerer Einrichtungen von elektronischen Steuereinheiten (ECUs) / Hardware innerhalb desselben Fahrzeugs realisiert werden können. In solchen Fällen gibt es beispielsweise zwei Möglichkeiten: Es gibt separate Software für jede Einrichtung oder es gibt die gleiche Software für jede Einrichtung. Im letztgenannten Fall wird die Software-Konfigurationsinformation zum Sensor stationär am Ende der Produktion gespeichert oder während der Laufzeit mittels Signalen bereitgestellt. Allerdings sollte der Sensor im Fall von Fehlern, wie etwa einem Austausch, einer Verwechslung, elektrischen Fehlern etc., stets zum Datenaustausch mittels einer Diagnoseeinrichtung oder zur Nachverfolgung der Fehler verfügbar sein. Um die Verfügbarkeit des diagnostischen Datenaustauschs der Hardware / ECUs störungsfrei und selbst im Fehlerfall zu gewährleisten, schlägt der hier vorgestellte Ansatz eine Kombination der folgenden Techniken vor:

- Laufzeit-Arbitrierung zwischen den gespeicherten Konfigurationsdaten und den während der Laufzeit verfügbaren Konfigurationsdaten;
- Überwachen von zumindest einem gespeicherten und aktuell verfügbaren fahrzeugspezifischen Parameter und einem ECU-spezifischen Parameter, und
- Empfangen und Bereitstellen einer Identifikationsnachricht oder einer „Kontrolleinheit lebt“-Nachricht mit einer spezifischen ID, basierend auf der Konfiguration zu den anderen Einrichtungen der ECUs innerhalb desselben Fahrzeugs.

In manchen Fällen sind mehrere Einrichtungen solcher elektronischen Steuereinheiten in ein einziges Fahrzeug eingebaut, abhängig von der Funktion bzw. dem Programm und von der elektrisch-elektronischen Architektur (E/E-Architektur) beispielsweise für Radare, Kameras etc. abhängig von der E/E-Architektur gibt es zwei Hauptmöglichkeiten:

1) Alle ECU-Einrichtungen sind individuell konfiguriert und sollten nicht durch eine zentrale Kontrolleinheit differenziert werden, ebenso wenig wie sie voneinander durch andere Kontrolleinheiten differenziert werden sollen. Beispielsweise sollen die ECUs zur Umgebungsmessung oder - wahrnehmung entsprechend ihrer Einbauposition im Fahrzeug konfiguriert werden.
2) Alle ECUs sind identisch konfiguriert und von einer Zentral- / Master-Kontrolleinheit differenziert.

Im 2. Fall sind alle Einheiten seitens der Software identisch konfiguriert und die Zentral- / Master-Kontrolleinheit hat eine eingebaute Intelligenz, durch die sie zwischen jeder der ECU-Einrichtungen unterscheiden kann. In diesem Fall können nicht alle ECUs mit derselben Busleitung verbunden sein, da dies zu Datenkollisionen führen würde. Folglich können sie ausschließlich zu der zentralen Einheit mittels separater Verbindungen oder Leitungen verbunden sein.
Im 1. Fall, in dem jede Kontrolleinheit individuell konfiguriert ist, sind unterschiedliche E/E-Architekturen möglich. Folglich können diese auch miteinander sowie mit einer zentralen Einheit (falls vorhanden) auf der gleichen Busleitung verbunden sein ohne irgendwelche Datenkollisionen.
Um jede der Kontrolleinheiten individuell zu konfigurieren, wie im 1. Fall, gibt es zwei verschiedene Herangehensweisen:

1) Für jede ECU-Einrichtung soll eine separate Software entwickelt und individuell auf jede Einheit aufgespielt werden.
2) Identische Software wird entwickelt und auf jeder Ecu-Einrichtung aufgespielt. Jede ECU-Einrichtung wird dann konfiguriert oder parametrisiert, entweder online oder offline.

Allerdings ist es ein sehr aufwendiger Prozess, im Falle mehrerer Einrichtungen von ECUs innerhalb desselben Fahrzeugs verschiedene Software-Versionen spezifisch zu den Konfigurationsdaten für jede ECU zu entwickeln. Die Konfigurationsdaten oder die Parameter für die ECUs vielfältige Faktoren aufweisen, wie die Fahrzeugidentifikationsnummer, Informationen zur Fahrzeugplattform wie Radstand oder Spurweite, fahrzeugspezifische Daten, spezifische Informationen zu Hersteller und Lieferant, einmalige Diagnoseadresse (durch die diagnostische Kommunikation mit der ECU und jeder ECU aufgebaut und individuell angewandt werden kann), Informationen zur Einbauposition, Einbau-Parameter, IDs zur Nachrichtenübertragung etc.
Im 2. Fall wird die identische Software entwickelt und auf die ECU-Einrichtungen aufgespielt und kann auf zwei Wegen parametrisiert werden:

1) Offline: Die Konfigurationsparameter werden am Ende der Fertigungslinie geschrieben.
2) Online: Die Konfigurationsparameter stehen während der Laufzeit zur Verfügung, mittels Signalen, Hardwarekonfiguration wie physische Anschlüsse zum Mikrocontroller etc.

ECUs oder mehrfach eingerichtete ECUs in Fahrzeugen ist eine einzigartige diagnostisch physische Adresse zugeordnet, so dass ein Tester oder eine Zentraleinheit oder Master-Einheit Daten auf die Steuereinheit aufspielen, davon abrufen oder dafür schreiben kann, wobei die diagnostischen Dienstleistungen für diverse E/E-Architekturen genutzt werden, selbst für den Fall, dass alle Kontrolleinheiten durch dieselbe Busleitung verbunden sind. Ebenso kann die Kommunikations-ID, die zum Übertragen oder Empfangen von Daten genutzt wird, ebenfalls einzigartig zugeordnet werden, so dass der Tester, die zentrale Einheit oder andere Steuereinheiten eine Kommunikation mit jeder spezifischen Einrichtung der ECUs unterscheiden und einrichten können.
Um den beschwerlichen Prozess des Aufspielens der eingerichteten ECUs mit unterschiedlichen Software-Konfigurationen zu vermeiden, werden die Einheiten mit einer identischen Software bespielt und parametrisiert oder mit Standardparametern konfiguriert. In diesem Fall ist die ECU in einem sogenannten ursprünglichen Zustand. Die ECUs müssen parametrisiert und/oder konfiguriert werden, sodass sie mit der gewünschten Funktion beginnen können und nicht länger im ursprünglichen Modus sind, sondern im konfigurierten Modus.
Es gibt einige Szenarios, in denen die ECUs im Fahrzeug vertauscht oder zwischen zwei unterschiedlichen Fahrzeugen ausgetauscht werden könnten, für die sie im Ersatzteilgeschäft und im Service oder in der OEM Produktionslinie nicht kalibriert und parametrisiert wurden. Das heißt, selbst wenn die ECUs im Offline-Modus konfiguriert wurden, sollten die Konfigurationsparameter während der Laufzeit für sie bereitgestellt werden, um zu überprüfen, ob sie für die gleiche Konfiguration kalibriert und parametrisiert sind und um im Fall von Unstimmigkeiten ihre Funktionen einzuschränken und eine Fehlermeldung auszugeben.
Selbst wenn die ECUs im Online-Modus konfiguriert werden, sollen die Konfiguration im ECU Speicher gespeichert werden, sodass auch wenn die Laufzeit-Daten im Fall von Fehlermeldungen nicht erreichbar sind, die ECU auf die gespeicherten Konfigurationsdaten zurückgreifen und mittels der diagnostischen Kommunikation erreicht werden kann.
Komplexe Konzepte wie ein Netzwerkmanagement sind oft in automobile E/E-Netzwerke implementiert, so dass der Energieverbrauch jedes Netzknotens optimiert werden kann. Bei unterschiedlichen Netzwerkmanagement-Konzepten müssen die eingerichteten ECUs oft sofort nach dem Hochfahren eine Kommunikation aufbauen. In solchen Fällen kann die Kommunikationsnachrichten-ID basierend auf der erhaltenen Online-Konfiguration nicht immer genutzt werden, aufgrund der Nichtverfügbarkeit der Konfiguration während der Laufzeit direkt nach dem Hochfahren. Dies würde eine Deaktivierung des Netzknotens im Netzwerk zur Folge haben. Durch die gespeicherte Konfiguration fährt die ECU hoch und kommuniziert unter Verwendung der gespeicherten Konfiguration und sucht dann nach Laufzeit-Unstimmigkeiten zwischen der Konfiguration.
Das Konzept und die Freigabe von diagnostisch verwandter Kommunikation ohne Störungen mit den ECUs selbst im Fall eines Fehlers am Ende der Fertigungslinie oder Fehler im System kann unter Verwendung der nachfolgend beschriebenen Techniken implementiert werden.
1) Arbitrierung
Mittels Arbitrierung wird die während der Laufzeit erhaltene Konfiguration der im Speicher gespeicherten Konfiguration vorgezogen. Mittels der/s erhaltenen Konfigurationsparameter/s wird nach der Arbitrierung die ECU-Konfiguration eingerichtet oder ein oder mehr ECU-Parameter werden mittels der/s erhaltenen Konfigurationsparameter/s dynamisch konfiguriert. Ein oder mehrere Parameter, wie die diagnostische Kommunikationsadresse für jede ECU-Einrichtung, werden zum Beispiel abhängig von dem enthaltenen Einbaupositionswert entsprechend angepasst. Im Fall der Nichtverfügbarkeit der Konfiguration während der Laufzeit wird das System zu dem gespeicherten Wert konfiguriert und eine „Konfiguration nicht verfügbar“-Fehlermeldung wird angezeigt. In solchen Fällen kann die ECU zumindest über die Diagnose erreicht werden. Im Fall eines Vertauschens oder Austauschens von identischen ECUs innerhalb eines Fahrzeugs oder von einem Fahrzeug zum anderen passen der gespeicherte Wert der Konfiguration und der während der Laufzeit erhaltene Wert nicht zueinander. Das System rekonfiguriert sich selbst zu dem erhaltenen Wert und eine entsprechende „ECU vertauscht“ oder „ECU ausgetauscht“ - Fehlermeldung wird angezeigt und das System schränkt seine Funktionen ein. Allerdings ist das System immer über die Diagnose erreichbar, sogar im Fall eines Vertauschens oder Austauschens, und es gibt keine diagnostische Kommunikationsstörung.
2) Überwachung
Mittels Überwachung zumindest eines fahrzeugspezifischen Parameters, zum Beispiel der VIN (Fahrzeugidentifikationsnummer), und zumindest eines ECUeinrichtungsspezifischen Parameters, wie zum Beispiel die Einbauposition zwischen dem gespeicherten Wert im Speicher und dem während der Laufzeit bereitgestellten Wert, kann eine entsprechende „ECU ausgetauscht“-Fehlermeldung zwischen den beiden verschiedenen Fahrzeugen angezeigt werden. In einem solchen Fall kann die ECU noch immer über die Diagnose erreicht werden, indem das System auf Basis der während der Laufzeit erhaltenen Konfiguration konfiguriert wird.
3) Identifikationsnachricht
Sobald die Online-Konfigurationsinformation erhalten wurde, stellt jede ECU eine Identifikationsnachricht für die anderen identischen ECU-Einrichtungen bereit. Abhängig von der E/E-Architektur können diese Nachrichten eventuell ebenfalls durch die Zentral- / Master-Einheit 105 geleitet werden oder durch eine als Gateway fungierende ECU. Falls während der Arbitrierung die gespeicherten Konfigurationswerte nicht zu den online erhaltenen Konfigurationswerten passen, ermöglichen diese Identifikationsnachrichten ein Nachverfolgen der exakten Fehlermeldung, zum Beispiel falls „N“ Einrichtungen der ECUs im System mittels der E/E-Architektur präsent sind und falls jede Einheit „N - 1“ Identifikationsnachricht erhält (exklusive sich selbst), wurden die ECUs innerhalb desselben Fahrzeugs vertauscht und es werden entsprechende Fehlermeldungen angezeigt. Allerdings sind die vertauschten Einheiten über die Diagnosekommunikation erreichbar. Falls einige der Einrichtungen der ECUs einen unterschiedlichen gespeicherten und online verfügbaren Konfigurationswert haben und nicht alle Identifikationsnachrichten von den anderen ECU-Einrichtungen erhalten, ist das ein Anzeichen dafür, dass dieser der/die gleiche/n Konfigurationswert/e wie manchen anderen ECU-Einrichtungen zur Verfügung stehen und zeigt eine entsprechende „gleiche Konfiguration verfügbar“-Fehlermeldung an. Im Fall solcher Fehler setzt die ECU-Einrichtung ihre Konfiguration zurück zu dem gespeicherten Wert und bleibt über die Diagnosekommunikation erreichbar. Besonders im Fall von ECU-Einrichtungen, deren Konfigurationsinformation während der Laufzeit mittels Hardware-Anschlüsse zugänglich ist, sind solche Fehler recht üblich aufgrund elektrischer Fehlfunktionen, Vorhandensein fremder Materialien wie Wasser etc..
Das hier vorgestellte Konzept ist sehr anpassbar und kann für unterschiedliche E/E-Architekturen verwendet werden, die mehrere Einrichtungen der ECUs umfassen, ohne eine signifikante Aufrüstung der Zentral- / Master-Kontrolleinheit zu erfordern. Ein Anwendungsfall kann beispielsweise bei einem typischen LKW sein, bei dem der Schlepper 200 und der Anhänger 205 zwei separate Einheiten sind. Der Schlepper hat eine E/E-Architektur, die mehrere Einrichtungen von identischen ECUs umfasst, die mit einer Zentral- / Master-Einheit verbunden sind. Wenn die E/E-Architektur der in 2 dargestellten entspricht, in der eine separate Software für jede Einrichtung konfiguriert ist, dann ist keine komplexe / intelligente Zentral- / Master-Einheit nötig, die zwischen jeder der ECU-Einrichtungen unterscheiden kann. Stattdessen kann sogar die E/E-Architektur für einen Anhänger mit der Zentral- / Master-Kontrolleinheit verbunden werden, abhängig von dem Programm / der Funktion. Die Fehlerüberwachung und Fehlersicherung in dem vorgestellten Konzept ist sehr anpassbar und kann in solchen Programmen verwendet werden, in denen Anpassbarkeit beispielsweise an mehrere Einrichtungen von Radar-ECUs zur Umgebungserfassung erwartet wird. Falls die E/E-Architektur in solch einem Anwendungsfall allerdings der Architektur entspricht, in der jede Einrichtung der ECUs die gleiche Software hat und eine Zentral- / Master-Einheit dazwischen unterscheidet, dann hat das Konzept eine begrenzte Anpassbarkeit. Die Zentraleinheit / Master-Einheit sollte signifikant aufgerüstet werden, um die Fehlerüberwachung und Fehlersicherung zu erfassen, falls ein Anhänger an die zentrale Einheit angehängt wurde.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Verfahren (400) zum Betreiben einer Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) in einem Fahrzeug (100), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Einlesen (410) eines Positionssignals (315), wobei das Positionssignal (315) eine Position (335) repräsentiert, an der die Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) in dem Fahrzeug (100) verbaut ist; und - Ausgeben (420) eines Kommunikationssignals (125a, 125b, 125c, 125d) an die der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) übergeordnete Zentralsteuereinheit (105) des Fahrzeugs (100) mittels einer Schnittstelle (340, 350), wobei das Kommunikationssignal (125a, 125b, 125c, 125d) unter Verwendung des Positionssignals (315) ausgegeben wird.
Verfahren (400) gemäß Anspruch 1, wobei im Schritt (410) des Einlesens eine Identifikationsinformation (320) eingelesen wird, die eine Information repräsentiert, die eine individuelle Adressierung oder Identifikation eines Datenpaktes der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) bei einer Kommunikation mit einer der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) übergeordneten Zentralsteuereinheit (105) des Fahrzeugs (100) erlaubt und wobei im Schritt (420) des Ausgebens das Kommunikationssignals (125a, 125b, 125c, 125d) ferner unter Verwendung der Identifikationsinformation (320) ausgegeben wird,
Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (410) des Einlesens die Identifikationsinformation (320) und/oder das Positionssignal (315) aus einem nicht-flüchtigen Speicher (355) der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) und/oder oder unter Verwendung einer Konfiguration eines Steckkontakts (345) der Schnittstelle (340, 350) eingelesen wird und/oder wobei als das Positionssignal (315) ein die räumliche Lage des Sensors (120a, 120b, 120c, 120d) repräsentiert und/oder bei dem ein Schritt des Einspeicherns vorgesehen ist, in dem die Identifikationsinformation (320) aus einem Konfigurationssignal (380) von der Zentralsteuereinheit (105) eingelesen und eine in einem Speicher (355) abgespeicherte initiale Identifikationsinformation (320) durch die eingelesene Identifikationsinformation (320') ersetzt wird und/oder dass im Schritt (410) des Einlesens ferner ein Abfragesignal von der Zentralsteuereinheit (105) eingelesen wird und im Schritt (420) des Ausgebens ansprechend auf das von der Zentralsteuereinheit (105) eingelesene Abfragesignal das Kommunikationssignal (125a, 125b, 125c, 125d) ausgegeben wird, insbesondere wobei überprüft wird, ob eine aus dem Abfragesignal erhaltene Identifikationsinformation (320) mit der in der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) abgelegten Identifikationsinformation (320) übereinstimmt.
Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Konfigurierens, bei dem zumindest ein Funktionsmodul (337) in der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) verändert, aktiviert oder deaktiviert wird, insbesondere wobei das Konfigurieren ansprechend auf ein von der Zentralsteuereinheit (105) empfangenes Konfigurationssignal (380) ausgeführt wird.
Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (410) des Einlesens das Positionssignal (315) und/oder die Identifikationsinformation (320) aus einem bei der Herstellung der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) beschriebenen Initialwertespeicher (360) eingelesen wird, wenn erkannt wird, dass der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) eine Identifikationsinformation (320) nicht zugeordnet wurde, die das Steuergerät als an der Position (335) im Fahrzeug (100) angeordnet identifizieren lässt.
Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (410) des Einlesens ein Sensorsignal (115a, 115b, 115c, 115d) eingelesen wird, das eine von einem Sensor (120a, 120b, 120c, 120d) des Fahrzeugs (100) erfasste physikalische Größe repräsentiert, wobei im Schritt (420) des Ausgebens mit dem Kommunikationssignal (125a, 125b, 125c, 125d) eine Information aus dem Sensorsignal (115a, 115b, 115c, 115d) an die Zentralsteuereinheit (105) übertragen wird.
Verfahren (500) zum Betreiben einer Zentralsteuereinheit (105) eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren (500) die folgenden Schritte aufweist: - Empfangen (510) eines Kommunikationssignals (125a, 125b, 125c, 125d) von einer Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) in dem Fahrzeug (100); - Auswerten (520), ob ein in dem Kommunikationssignal (125a, 125b, 125c, 125d) enthaltenes Positionssignal (315) einem in dem Kommunikationssignal (125a, 125b, 125c, 125d) von der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) erwarteten Positionssignal entspricht und/oder ob eine in dem Kommunikationssignal (125a, 125b, 125c, 125d) enthaltene Identifikationsinformation (320) einer in dem Kommunikationssignal (125a, 125b, 125c, 125d) von der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) erwarteten Identifikationsinformation (320') entspricht; und - Ausgeben (530) eines Konfigurationssignals (380) an die Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) ansprechend auf das Auswerten (520), um eine Konfiguration von zumindest einem Inhalt eines Speichers (355) oder einem Funktionsmodul (337) in der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) anzusteuern.
Verfahren (500) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (530) des Ausgebens das Konfigurationssignal (380) derart ausgegeben wird, dass in einem Speicher (355) der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) eine vorbestimmte Identifikationsinformation (320') abgespeichert wird und/oder dass ein Funktionsmodul (337) in der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) verändert, aktiviert oder deaktiviert wird oder ein Parameter in dem Funktionsmodul (337) der Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) verändert wird.
Verfahren (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (510) des Empfangens ferner zumindest ein zweites Kommunikationssignal (125b) von einer zweiten Steuereinheit (110b) in dem Fahrzeug (100) empfangen wird, wobei im Schritt (520) des Auswertens ausgewertet wird, ob eine in dem zweiten Kommunikationssignal (125b) enthaltene zweite Identifikationsinformation einer in dem zweiten Kommunikationssignal (125b) von der zweiten Steuereinheit (110b) erwarteten zweiten Identifikationsinformation entspricht und wobei im Schritt (530) des Ausgebens ein zweites Konfigurationssignal an die zweite Steuereinheit (110b) ausgegeben wird, um eine Konfiguration von zumindest einem Inhalt eines Speichers oder einem Funktionsmodul in der zweiten Steuereinheit (110b) anzusteuern, insbesondere wobei im Schritt (520) des Ausgebens das Konfigurationssignal (280) und das zweite Konfigurationssignal derart ausgegeben werden, dass die zweite Steuereinheit (110b), die initial gleich zur Steuereinheit (110a) aufgebaut und/oder konfiguriert war, unterschiedlich zu der Steuereinheit (110a110d) konfiguriert wird.
Verfahren (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (530) des Ausgebens das Konfigurationssignal (380) unter Verwendung der in dem Kommunikationssignal (125a, 125b, 125c, 125d) enthaltene Identifikationsinformation (320) an die Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) ausgegeben wird.
Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d), die eingerichtet ist, um die Schritte (410, 420) des Verfahrens (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6 in entsprechenden Einheiten (310, 330) auszuführen und/oder anzusteuern.
Zentralsteuereinheit (105), das eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 7 bis 10 in entsprechenden Einheiten (370, 375, 377) auszuführen und/oder anzusteuern
Steuersystem (105, 110) mit zumindest einer Steuereinheit (110a, 110b, 110c, 110d) gemäß Anspruch 11 und einer Zentralsteuereinheit (105) gemäß Anspruch 12.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte eines der Verfahren (400, 500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6 oder 7 bis 10 auszuführen und/oder anzusteuern.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.