WO2000010850A1 - Steuerungssystem eines fahrzeugs - Google Patents

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WO2000010850A1
WO2000010850A1 PCT/DE1999/002022 DE9902022W WO0010850A1 WO 2000010850 A1 WO2000010850 A1 WO 2000010850A1 DE 9902022 W DE9902022 W DE 9902022W WO 0010850 A1 WO0010850 A1 WO 0010850A1
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WO
WIPO (PCT)
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component
resource
vehicle
components
coordinator
Prior art date
Application number
PCT/DE1999/002022
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Bitzer
Juergen Bauer
Udo Diehl
Holger Bellmann
Martin-Peter Bolz
Rainer Mayer
Uwe Maienberg
Christian Grosse
Marko Poljansek
Torsten Heidrich
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
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Priority to EP99945878A priority patent/EP1037781A1/de
Priority to US09/530,356 priority patent/US6263262B1/en
Publication of WO2000010850A1 publication Critical patent/WO2000010850A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2260/00—Interaction of vehicle brake system with other systems
    • B60T2260/08—Coordination of integrated systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2260/00—Interaction of vehicle brake system with other systems
    • B60T2260/09—Complex systems; Conjoint control of two or more vehicle active control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/029—Adapting to failures or work around with other constraints, e.g. circumvention by avoiding use of failed parts
    • B60W2050/0297—Control Giving priority to different actuators or systems

Definitions

  • the invention relates to a control system of a vehicle.
  • Such a control system is known for example from DE-A-41 11 023 (US Pat. No. 5,351,776).
  • a control of the entire vehicle, at least with regard to the drive train and brake, is proposed there, which has a hierarchical order structure for the control tasks.
  • the control structure described there comprises coordination elements which convert a command originating from a higher hierarchy level into commands for elements of a subordinate hierarchy level.
  • the contents of the commands passed from top to bottom in the hierarchy structure represent physical variables that determine the interfaces between the individual hierarchy levels.
  • the interfaces described here are based on the physical conditions of the vehicle movement, in particular the drive train and the brake. A consideration of a vehicle control going beyond this, for example taking into account the body electronics and the vehicle electrical system control, is not described.
  • a structure for a vehicle is known from the SAE paper 980200 "CARTRONIC - An Open Architecture for Networking the Control Systems of an Automobile" by Torsten Bertram, Rainer Bitzer, Rainer Mayer and Asmus Volkart.
  • the individual elements of a Vehicle controls are assigned to various components at predetermined levels of detail, between which information is exchanged within the framework of predetermined communication relationships.
  • a central coordinator and the components electrical system, vehicle movement, body and interior and drive are provided. These components are each in The drive component is divided into a coordinator, the engine, the clutch and the transmission, and the distribution and management of the resources available in the vehicle and the consumers consuming these resources is according to
  • consumers share the common resource on the same level as consumers and the coordinator responsible for the resource.
  • the drive resource which is a resource for both the vehicle movement component and the body and interior, is arranged on the first level.
  • resource is understood to mean a service that is made available for consumption by components, so-called sources, other components, so-called sinks or consumers.
  • resources are the resource "mechanical power", which is generated by the drive (motor,
  • Software component is installed, which monitors the performance and the power consumption of the vehicle components.
  • the strategy pursued is applied centrally there. If, for example, an excessive demand for power is determined at an operating point, vehicle-specific power limits for the individual consumers or consumer groups are determined in accordance with this applied strategy, depending on the operating point. Within this limit, the individual components will then initiate appropriate measures, such as switching off individual units, based on local criteria that the central component does not know. In other words, this means that the specific technical possibilities are applied locally, the central strategy is applied centrally, so that a non-retroactive exchange of software components is possible, for example in the event of a hardware change (use of other units, etc.).
  • the software component is added up and converted into physical manipulated variables, such as torque or speed, taking into account the existing boundary conditions. This means that larger software components remain autonomously functional, which leads to leaner programs with reduced or distributed functional scope and facilitates distributed development and testing of the individual components.
  • the consumer common resource eg motor-gear unit
  • the coordinator responsible for the administration and distribution of this resource (“coordinator overall vehicle") knows not the resource (only via the drive / brake component). This will make it easier, more vertical
  • the communication relationships in the first level of detail between the coordinator overall vehicle and the components arranged there can be reduced to request and query relationships, i.e. no measures for the formation of specific commands (orders) are to be provided in the coordinator.
  • the structure described below is invariant to new or dropped consumers, since the coordinator does not necessarily have to level as the source and the consumer must be arranged.
  • the resource management and distribution can be designed independently and thus offers the possibility of reusing software modules that have already been tested with standardized physical interfaces.
  • FIG. 1 shows, using the example for the “vehicle movement” component, the described resource management and distribution in general form, while in FIG. 2 the communication between individual levels is shown using the example of the “vehicle movement” component.
  • the solution described below is implemented in at least one computer element.
  • the individual components can be divided up among various computing elements or just one computing element.
  • the software shown In this sense, the goods structure is independent of the specific hardware implementation.
  • FIG. 1 shows the structure according to the invention for the control of motor vehicle components, which comprises all tasks in the vehicle area, using the exemplary embodiment of controlling the vehicle movement.
  • the structure takes into account the increased requirements for a motor vehicle control with regard to comfort, safety and consumption and the associated strong coupling of the individual components. It can be mapped to any hardware topology.
  • the example shown in FIG. 1 represents the control of the components of the drive train, which is an essential source of the mechanical power for the entire vehicle that is consumed by various systems. Therefore, requirements regarding vehicle-wide management of this energy source arise when controlling the drive train.
  • Figure 1 shows a software structure for resource management and distribution in a vehicle control.
  • the components of a vehicle are represented within the associated control software by corresponding components, so-called software objects. Examples of such components are the controls and the control elements for the engine, the converter, the gearbox, the chassis, the steering, etc.
  • components (objects) that perform control tasks eg coordination of the engine-gearbox unit) , Coordination of vehicle movement, coordination of the entire vehicle, etc.
  • components (objects) that provide information of general interest e.g. sensors, estimators, etc.
  • Several components of any type can be combined into more abstract components (e.g. vehicle component movement, body and interior, etc.). This modularization is based on the mechanical and electrical components, assemblies and functional units present in the vehicle.
  • the component 10 for the control for the vehicle movement that for the elements of the body and interior (12) and a coordination component 14 (coordinator overall vehicle).
  • the latter monitors, among other things, the provision of power and the power requirement of resources required throughout the vehicle, for example the mechanical output of the engine and the electrical output of the electrical system. All communications at the highest level of detail lead to further communications and / or the execution of actions in the individual components.
  • This is shown in FIG. 1 on the basis of a detail of the “vehicle movement” component 10.
  • the next level of detail of this component comprises control systems 101 for the drive and the brake, for the chassis 102 and for the steering 103.
  • a coordinator is in this detail level 104 is provided for the vehicle movement, which, in accordance with the coordinator for the overall vehicle, manages the resources required for this level of detail, maintains communication with the coordinator for overall vehicle 14 and manages communication with components 101 to 103.
  • the drive / brake component is shown using the example of the motor-gearbox unit.
  • a coordinator 1011 and a control object 1012 for the motor, for the torque converter (1013) and for the gearbox (1014) Communica - Relationships between the control objects and the co- The ordinator or between the overall component and the coordinator vehicle movement 104 are shown.
  • the component "body and interior" is detailed accordingly.
  • the coordinator 14 which manages and distributes the mechanical power resource, is therefore not known. The resource and coordinator are therefore at different levels.
  • Orders for example between objects 101 to 103 and coordinator 104, are specified as communication relationships between individual components, by means of which the order recipient specifies the setting of a certain power or some other physical quantity.
  • query relationships are provided for obtaining information, via which the coordinator 14, for example, queries the power requirement for electrical power of the vehicle movement component.
  • a third communication relationship is the request relationship, via which desired setpoints are transmitted, which should be set by the requested component. Due to the suitable arrangement of the components, order relationships can be dispensed with in the first level of detail (see also below).
  • FIG. 2 the communication between the components of the top level of detail shown in FIG. 1 is described using an exemplary embodiment. It is the communication of the coordinator overall vehicle 14 with the components vehicle movement 10 and bodywork which are assigned in rie and interior 12.
  • the resource "mechanical power" is managed, which is arranged in the drive component on a lower level of detail.
  • the only source is assumed to be the engine or the drive train 101. Are further sources for the mechanical If there is power available, the communication is duplicated and the values added in the coordinator vehicle movement or overall vehicle.
  • the coordinator of each type of resource is a sub-component of the coordinator for the entire vehicle and coordinates the distribution of services as follows.
  • Each coordinator asks all components (10, 12) of the first level of detail about their current maximum contribution (Pmax) to the respective service provision (communication link 1). This query is forwarded to the drive 101 component in the vehicle movement detail level and is answered by it.
  • Each component e.g. brake component in the vehicle movement detail level
  • the coordinator of the overall vehicle asks each component of the first level of detail about their performance requirements
  • PV_Soll, PNA_Soll (communication link 2).
  • the corresponding power requirement value is made available by the respective collector and supplied to the coordinator of the overall vehicle.
  • the result is a power requirement value supplied by each component (10, 12) to the coordinator overall vehicle 14.
  • the coordinator checks whether the total power requirement, ie the sum of the power requirement values supplied by the components, exceeds the total power Pmax of the resource (communication relationship 3). In this case, it calculates from the operating state Priorities and a strategy specified in the specification for each component of its level of detail a maximum allowed consumption.
  • the component coordinators request this restriction from the resource coordinator (communication relationship 4) and, if necessary, reduce the local requirements using their own strategy (eg switching off the air conditioning compressor).
  • the coordinates of the components formulate the orders for the sources assigned to them in a physically unambiguous form, for example as the setpoint torque MV_Soll for the drive component (communication relationship 5).
  • the additional requirement from other components MNA_Soll may be queried and taken into account (see communication relationship 5).
  • the drive component then sets the requested torque so that the coordinator for the overall vehicle can distribute the resource according to the requirements of the components.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Es wird ein Steuerungssystem eines Fahrzeugs vorgeschlagen, mit mehreren Komponenten (10 bis 1014), die in unterschiedlichen logischen Ebenen angeordnet sind, mit wenigstens einer Koordinationskomponente (14), welche die Leistungsbereitstellung und den Leistungsbedarf wenigstens einer Ressourcenart, die von wenigstens zwei Verbrauchern benötigt wird, überwacht, mit wenigstens einer die Ressource bereitstellenden Komponente (101, 1011-1013), mit wenigstens zwei, die Ressource verbrauchenden Komponenten (10, 12), wobei Koordinationskomponente und verbrauchende Komponente in einer logischen Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ressource bereitstellende Komponente in einer untergeordneten Ebene einer verbrauchenden Komponenten (10, 12) angeordnet ist und die Koordinationskomponente (14) von der die Ressource bereitstellenden Komponente deren Leistungsvermögen hinsichtlich der Ressource abfragt.

Description

Steuerungssystem eines Fahrzeugs
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem eines Fahrzeugs.
Ein derartiges Steuerungssystem ist beispielsweise aus der DE-A-41 11 023 (US-Patent 5,351,776) bekannt. Dort wird eine Steuerung des Gesamtfahrzeugs, wenigstens bezüglich Antriebsstrang und Bremse, vorgeschlagen, welche eine hierar- chische Auf ragsstruktur für die Steueraufgaben aufweist. Die dort beschriebene Steuerungsstruktur umfaßt Koordinationselemente, welche einen aus einer höheren Hierarchieebene ausgehenden Befehl in Befehle für Elemente einer nachge- ordneten Hierarchieebene umsetzen. Die Inhalte der von oben nach unten in der Hierarchiestruktur weitergegebenen Befehle stellen physikalische Größen dar, die die Schnittstellen zwischen den einzelnen Hierarchieebenen bestimmen. Die beschriebenen Schnittstellen orientieren sich dabei an den physikalischen Gegebenheiten der Fahrzeugbewegung, insbeson- dere des Antriebsstrangs und der Bremse. Eine darüber hinaus gehende Betrachtung einer Fahrzeugsteuerung beispielsweise unter Berücksichtigung der Karosserieelektronik und der Bordnetzsteuerung wird nicht beschrieben. Aufgrund der zunehmenden Vernetzung von bisher eigenständigen Systemen in der Fahrzeugtechnik reicht die ausschließliche Betrachtung von Antriebsstrang und Bremse nicht mehr aus. Vielmehr ist es erforderlich, eine Steuerungsstruktur des Gesamtfahrzeugs anzugeben, mit deren Hilfe auch außerhalb der Triebstrang- und Bremsensteuerung liegende Systeme verknüpft werden können und deren Aufgaben koordiniert werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht .
Aus dem SAE-Paper 980200 „CARTRONIC - An Open Architecture for Networking the Control Systems of an Automobile" von Torsten Bertram, Rainer Bitzer, Rainer Mayer und Asmus Volkart ist eine Struktur für ein Fahrzeug bekannt, die diese Anforderung erfüllt. Die einzelnen Elemente einer Fahrzeugsteuerung sind dabei in verschiedenen Detaillierungsebenen vorgegebenen Komponenten zugeordnet, zwischen denen Informa- tionen im Rahmen vorbestimmter Kommunikationsbeziehungen ausgetauscht werden. In einer obersten Detaillierungsebene sind dabei ein zentraler Koordinator sowie die Komponenten Bordnetz, Fahrzeugbewegung, Karosserie und Innenraum sowie Antrieb vorgesehen. Diese Komponenten sind jeweils in mehre- ren Ebenen weiter verfeinert. Z.B. wird die Komponente Antrieb in einem Koordinator, den Motor, die Kupplung und das Getriebe aufgeteilt. Bezüglich der Verteilung und der Verwaltung der im Fahrzeug verfügbaren Ressourcen sowie der diese Ressourcen verbrauchenden Verbraucher ist gemäß dieser Struktur die Verbauchern gemeinsame Ressource auf der gleichen Ebene mit den Verbrauchern und dem für die Ressource zuständigen Koordinator angeordnet. So ist z.B. die Ressource Antrieb, die Ressource sowohl für die Komponente Fahrzeugbewegung als auch für Karosserie und Innenraum ist, in der ersten Ebene angeordnet. Vorteile der Erfindung
Die Erfindung beschreibt die Verwaltung und Verteilung der im Fahrzeug zur Verfügung stehenden Ressourcen. Dabei wird unter Ressource eine Leistung verstanden, die von Komponenten, sogenannten Quellen, anderen Komponenten, sogenannten Senken oder Verbrauchern, zum Verbrauch zur Verfügung gestellt wird. Beispiele für derartige Ressourcen sind die Ressource „mechanische Leistung", die vom Antrieb (Motor,
Kupplung, Getriebe) , erzeugt wird, oder die Ressource „elektrische Leistung", die vom Generator und der Batterie bereitgestellt wird.
Besonders vorteilhaft ist, daß an zentraler Stelle eine
Software-Komponente installiert ist, die die Leistungsbereitstellung und den Leistungsverbrauch der Fahrzeugkompo- nenten überwacht. Die dabei verfolgte Strategie ist dort zentral appliziert. Wird beispielsweise in einem Betriebs- punkt ein zu hoher Bedarf an Leistung festgestellt, werden betriebspunktabhängig fahrzeugspezifische Leistungsbegrenzungen für die einzelnen Verbraucher bzw. Verbrauchergruppen gemäß dieser applizierten Strategie ermittelt. Die einzelnen Komponenten werden dann innerhalb dieser Begrenzung nach lo- kalen Kriterien, die die Zentralkomponente nicht kennt, entsprechende Maßnahmen wie beispielsweise das Abschalten einzelner Aggregate einleiten. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß die konkreten technischen Möglichkeiten lokal appliziert, die zentrale Strategie zentral appliziert ist, so daß ein rückwirkungsfreier Austausch von Software- Komponenten beispielsweise bei einer Hardware-Änderung (Verwendung anderer Aggregate, etc.) möglich ist.
Besonders vorteilhaft ist, daß der resultierende Bedarf der Verbraucher von der für die Leistungsquelle auftraggebenden Software-Komponente aufsummiert und unter Beachtung der vorliegenden Randbedingungen in physikalische Stellgrößen, z.B. Drehmoment oder Drehzahl, umgerechnet wird. Dadurch bleiben größere Software-Komponenten autark funtkionsfähig, was zu schlankeren Programmen bei reduziertem oder verteiltem Funktionsumfang führt und eine verteilte Entwicklung und Test der einzelnen Komponenten erleichert .
Besonders vorteilhaft ist, daß die Verbrauchern gemeinsame Ressource (z.B. Motor-Getriebe-Einheit) in einem Verbraucher (Antrieb/Bremse) der Komponente „Fahrzeugbewegung" angeordnet ist. Der für die Verwaltung und Verteilung dieser Ressource zuständige Koordinator („Koordinator Gesamtfahrzeug") kennt die Ressource nicht (nur über die Komponente An- tieb/Bremse) . Dadurch wird eine einfachere, vertikalere
Struktur mit einer geringen Anzahl von Schnittstelllen bereitgestellt .
In vorteilhafter Weise können dann die Kommunikationsbezie- hungen in der ersten Detaillierungsebene zwischen dem Koordinator Gesamtfahrzeug und den dort angeordneten Komponenten auf Anforderungs- und Abfragebeziehungen reduziert werden, d.h. im Koordinator sind keine Maßnahmen zur Bildung konkreter Befehle (Aufträge) vorzusehen.
Auch bei dieser Ausführung bleibt die modulare Detaillierung der Struktur bei verändertem Funktionsumfang konstant, geänderte Anforderungen haben lediglich hinzukommende bzw. wegfallende Kommunikationen zur Folge.
Im Vergleich zu der im oben genannten SAE-Paper vorgestellten Struktur ist die nachfolgend beschriebene Struktur invariant gegen hinzukommende oder entfallende Verbraucher, da der Koordinator nicht zwingend auf der gleichen Detaillie- rungsebene wie die Quelle und der Verbraucher angeordnet sein muß.
Ferner ist vorteilhaft, daß die Ressourcenverwaltung über- sichtlich ist und sich einfach in die Struktur des Gesamtfahrzeugs integrieren läßt. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einer ganzheitlichen Architektur des Gesamtfahrzeugs mit einer frei optimierbaren Hardwaretopologie .
Besonders vorteilhaft ist, daß die Ressourcenverwaltung und -Verteilung eigenständig ausgelegt werden kann und somit die Möglichkeit bietet, bereits getestete Softwaremodule mit standardisierten physikalischen Schnittstellen wiederzuver- wenden .
Es wir ferner ein übersichtliches Gesamtleis ungsmanagement mit wenigen Schnittstellen und voneinander weitestgehend unabhängigen Komponenten ermöglicht. Dadurch ergibt sich eine gute Austauschbarkeit der Komponenten, die aufgrund der we- nigen, definierten Schnittstellen unabhängig voneinander entwickelt und getestet werden können.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Figur 1 zeigt ausgeführt am Beispiel für die Komponente „Fahrzeugbewegung" die beschriebene Ressourcenverwaltung- und Verteilung in allgemeiner Form, während in Figur 2 anhand des Bei- spiels der Komponente „Fahrzeugbewegung" die Kommunikation zwischen einzelnen Ebenen dargestellt ist. Die im folgenden beschriebene Lösung ist dabei in wenigstens einem Rechnerelement realisiert. Die Aufteilung der einzelnen Komponenten kann beiliebig auf verschiedene Rechnerelemente oder nur auf ein Rechnerelement erfolgen. Die dargestellte Soft- ware-Struktur ist in diesem Sinne unabhängig von der konkreten Hardware-Realisierung.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Struktur für die Steuerung von Kraftfahrzeug-Komponenten, die alle Aufgaben im Fahrzeugbereich umfaßt, am Ausführungsbeispiel der Steuerung der Fahrzeugbewegung. Die Struktur trägt den gestiegenen An- forderungen bei einer Kraftfahrzeugssteuerung hinsichtlich Komfort, Sicherheit und Verbrauch und der damit verbundenen starken Kopplung der einzelnen Komponenten Rechnung. Sie ist auf eine beliebige Hardware-Topologie abbildbar. Das in Figur 1 dargestellte Beispiel stellt die Steuerung der Kompo- nenten des Antriebsstrangs dar, der für das Gesamtfahrzeug eine wesentliche Quelle der mechanischen Leistung ist, die von verschiedenen Systemen verbraucht wird. Daher treten bei der Steuerung des Antriebsstrangs Anforderungen bezüglich einer fahrzeugweiten Verwaltung dieser Energiequelle auf. Figur 1 stellt eine Software-Struktur zur Ressourcenverwaltung- und Verteilung in einer Fahrzeugsteuerung dar.
Die Komponenten eines Fahrzeugs werden innerhalb der zugehörigen Steuerungssoftware durch korrespondierende Komponen- ten, sogenannte Software-Objekte, repräsentiert. Beispiele für derartige Komponenten sind die Steuerungen sowie die Stellelemente für den Motor, den Wandler, das Getriebe, das Fahrwerk, die Lenkung, etc. Ergänzend finden sich Komponenten (Objekte), die Kontrollaufgaben wahrnehmen (z.B. Koordi- nation der Motor-Getriebe-Einheit, Koordination der Fahrzeugbewegung, Koordination des Gesamtf hrzeugs, etc.), und Komponenten (Objekte), die Informationen von allgemeinem Interesse bereitstellen (z.B. Sensoren, Schätzer, etc.). Mehrere Komponenten beliebigen Typs können zu abstrakteren Kom- ponenten zusammengefaßt werden (z.B. Komponente Fahrzeugbe- wegung, Karosserie- und Innenraum, etc.) . Diese Modularisierung orientiert sich dabei an den im Fahrzeug vorhandenen mechanischen und elektrischen Komponenten, Baugruppen und Funktionseinheiten.
In der in Figur 1 dargestellten Struktur sind in der obersten Detailierungsebene der Fahrzeugsteuerung neben einigen nicht dargestellten Informationsgebern die Komponente 10 für die Steuerung für die Fahrzeugbewegung, die für die Elemente von Karosserie- und Innenraum (12) sowie eine Koordinationskomponente 14 (Koordinator Gesamtfahrzeug) . Letzere überwacht unter anderem die Leistungsbereitstellung und den Leistungsbedarf von fahrzeugweit benötigten Ressourcen, z.B. der mechanischen Leistung des Motors und der elektrischen Leistung des Bordnetzes. Sämtliche Kommunikationen in der obersten Detailierungsebene führen in den einzelnen Komponenten zu weiteren Kommunikationen und/oder zur Ausführung von Aktionen. Dies ist in Figur 1 anhand einer Detailierung der Komponente „Fahrzeugbewegung" 10 dargestellt. Die näch- ste Detailierungsebene dieser Komponente umfaßt Steuersysteme 101 für den Antrieb und die Bremse, für das Fahrwerk 102 und für die Lenkung 103. Daneben ist in dieser Detailierungsebene ein Koordinator 104 für die Fahrzeugbewegung vorgesehen, der entsprechend dem Koordinator für das Ge- samtfahrzeug die dieser Detailierungsebene benötigten Ressourcen verwaltet, die Kommunikation mit dem Koordinator Gesamtfahrzeug 14 aufrechterhält und die Kommunikation mit den Komponenten 101 bis 103 bewerkstelligt. In der nächsten Detailierungsebene, die entsprechend auch für Fahrwerk und Lenkung ausgeführt ist, ist die Komponente Antrieb/Bremse am Beispiel der Motor-Getriebe-Einheit dargestellt. Auch in dieser Detailierungsebene gibt es einen Koordinator 1011 und jeweils ein Steuerungsobjekt 1012 für den Motor, für den Momentenwandler (1013) und für das Getriebe (1014) . Kommunika- tionsbeziehungen zwischen den Steuerungsobjekten und dem Ko- ordinator bzw. zwischend der Gesamtkomponente und dem Koordinator Fahrzeugbewegung 104 sind dargestellt. Entsprechend wird die Komponente „Karosserie- und Innenraum" detailliert.
Wesentlich bei der in Figur 1 skizzierten Struktur ist, daß die für das Gesamtfahrzeug (Vortrieb, Verzögerung, Erzeugung elektrischer Leistung, etc.) gemeinsame Ressource „Motor- Getriebe-Einheit" der mechanischen Leistung in einer verbrauchenden Komponenten dieser Leistung (Komponente „Fahr- zeugbewegung", dort Antrieb/Bremse") angeordnet ist. Dem die Ressource mechanische Leistung verwaltende und verteilende Koordinator 14 ist sie daher nicht bekannt. Ressource und Koordinator befinden sich also auf unterschiedlichen Ebenen.
Als Kommunikationsbeziehungen zwischen einzelnen Komponenten sind Aufträge, beispielsweise zwischen den Objekten 101 bis 103 und dem Koordinator 104 vorgegebenen, über die das Einstellen einer bestimmten Leistung oder einer sonstigen physikalischen Größe durch den Auftragsempfänger vorgegeben wird. Daneben sind Abfragebeziehungen zur Informationsbeschaffung vorgesehen, über welche beispielsweise der Koordinator 14 den Leistungsbedarf für elektrische Leistung der Komponente Fahrzeugbewegung abfragt. Eine dritte Kommunikationsbeziehung ist die Anforderungsbeziehung, über die Wunschsollgrößen übermittelt werden, die von der angeforderten Komponente eingestellt werden sollten. Durch die geeignete Anordnung der Komponenten kann in der ersten Detaillierungsebene auf Auftragsbeziehungen verzichtet werden (siehe auch unten) .
In Figur 2 ist an einem Ausführungsbeispiel die Kommunikation zwischen den Komponenten der in Figur 1 dargestellten obersten Detaillierungsebene beschrieben. Es handelt sich um die Kommunikation des Koordinators Gesamtfahrzeug 14 mit den in zugeordneten Komponenten Fahrzeugbewegung 10 und Karosse- rie und Innenraum 12. Im gezeigten Beispiel wird die Ressource „mechanische Leistung" verwaltet, die in der Komponente Antrieb auf einer unteren Detaillierungsebene angeordnet ist. Als einzige Quelle sei der Motor bzw. der Antriebs- sträng 101 angenommen. Sind weitere Quellen für die mechanische Leistung vorhanden, wird die Kommunikation dupliziert und die Werte im Koordinator Fahrzeugbewegung bzw. Gesamt- fahrzeug addiert .
Der Koordinator jeder Ressourcenart (z.B. Pmech) ist Teil- komponente des Koordinators Gesamtfahrzeug und koordiniert die Verteilung der Leistungen wie folgt. Jeder Koordinator befragt alle Komponenten (10, 12) der ersten Detaillierungsebene nach ihrem aktuellen maximalen Beitrag (Pmax) zur jeweiligen Leistungsbereitstellung (Kommunikationsverbindung 1) . Diese Abfrage wird in der Detailierungsebene Fahrzeugbewegung zur Komponente Antrieb 101 weitergeleitet und von dieser beantwortet. Jede Komponente (z.B. Komponente Bremse in der Detaillierungebene Fahrzeugbewegung) einer Detailie- rungsebene besitzt für jede Ressourcenart einen Sammler
(z.B. ∑PNA) , der den Leistungsbedarf der Verbraucher dieser Komponente ermittelt. Der Leistungsbedarf wird ggf. in mehrere unterschiedlich priorisierte Teilmengen aufsummiert. Der Koordinator des Gesamtfahrzeugs fragt jede Komponente der ersten Detailierungsebene nach ihrem Leistungsbedarf
PV_Soll, PNA_Soll (Kommunikationsverbindung 2). Der entsprechende Leistungsbedarfswert wird vom jeweiligen Sammler zur Verfügung gestellt und dem Koordinator des Gesamtfahrzeugs zugeführt. Ergebnis ist ein von jeder Komponente (10, 12) dem Koordinator Gesamtfahrzeug 14 zugeführten Leistungsbedarfswert. Der Koordinator prüft, ob der gesamte Leistungsbedarf, d.h. die Summe der von den Komponenten gelieferten Leistungsbedarfswerten das aufsummierte Leistungsvermögen Pmax der Ressource übersteigt (Kommunikationsbeziehung 3) . In diesem Fall berechnet er aus dem Betriebszustand, den Prioritäten und einer in der Spezifikation festgelegten Strategie für jede Komponente seiner Detailierungsebene einen maximal erlaubten Verbrauch. Die Koordinatoren der Komponenten fragen beim Ressourcenkoordinator diese Beschrän- kung ab (Kommunikationsbeziehung 4) und reduzieren ggf. über ihre eigene Strategie die lokalen Anforderungen (z.B. Abschalten des Klimakompressors) . Die Koordinaten der Komponenten formulieren unter diesen Randbedingungen die Aufträge für die ihnen zugeordneten Quellen in physikalischer eindeu- tiger Form, z.B. als Sollmoment MV_Soll für die Komponente Antrieb (Kommunikationsbeziehung 5) . Dabei wird der Zusatzbedarf aus anderen Komponenten MNA_Soll ggf. abgefragt und mitberücksichtigt (vgl. Kommunikationsbeziehung 5) . Die Komponente Antrieb stellt dann das beauftragte Moment ein, so daß der Koordinator Gesamtfahrzeug die Ressource entsprechend den Anforderungen der Komponenten verteilen kann.
Eine entsprechende Vorgehensweise wird auch in bezug auf andere Ressourcen, z.B. in bezug auf elektrische und/oder thermische Leistung eingesetzt.

Claims

Ansprüche
1. Steuerungssystem eines Fahrzeugs, mit mehreren Komponenten (10 bis 1014) , die in unterschiedlichen logischen Ebenen angeordnet sind, mit wenigstens einer Koordinati- onskomponente (14), welche die Leistungsbereitstellung und den Leistungsbedarf wenigstens einer Ressourcenart, die von wenigstens zwei Verbrauchern benötigt wird, überwacht, mit wenigstens einer die Ressource bereitstellende Komponente (101, 1011 - 1013), mit wenigstens zwei, die Ressource verbrauchenden Komponenten (10, 12), wobei Koordinationskomponente und verbrauchende Komponente in einer logischen Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ressource bereitstellende Komponente in einer untergeordneten Ebene einer verbrauchenden Kompo- nenten (10, 12) angeordnet sein kann und die Koordinationskomponente (14) von der die Ressource bereitstellenden Komponente deren Leistungsvermögen hinsichtlich der Ressource abfragt .
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinationskomponente (14) in einer obersten logischen Ebene für das Gesamtfahrzeug angeordnet ist, die die Ressource verbrauchenden Komponenten (10, 12) eine Komponente zur Steuerung der Fahrzeugbewegung und zur Steuerung von Karosserie und den Innenraum sind.
3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ressource bereitstellende Komponente eine Motor-Getriebe-Einheit als Quelle der me- chanischen Leistung des Fahrzeugssystems ist, die innerhalb der logischen Ebene Antrieb/Bremse der Komponente zur Steuerung der Fahrzeugbewegung angeordnet ist .
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Koordinator (14) alle Komponenten
(10, 12) seiner Detailierungsebene nach ihrem aktuellen Bedarf an der Ressource (PV_Soll, PNA_Soll) abfragt.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Koordinator aus dem Leistungsbedarf für jede Komponente seiner Detailierungsebene einen maximal erlaubten Verbrauch (PV_max, PNA_max) der Ressource ermittelt.
6. System nach Anspruch 5, das die Komponenten diesen Wert abfragen.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Komponente ein Koordinator vorgesehen ist, der abhängig von dem maximal erlaubten
Verbrauch Aufträge zur Bereitstellung der Bereitstellung an die die Ressource bereitstellende Komponente abgibt.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ressource die mechanische Leistung ist, die vom Koordinator abgefragten bzw. vorgegebenen Werte Leistungswerte sind und der Auftrag einen Drehmomentenwert repräsentiert.
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