WO2000014926A1 - Fahrzeugrechneranordnung - Google Patents

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WO2000014926A1
WO2000014926A1 PCT/DE1999/001551 DE9901551W WO0014926A1 WO 2000014926 A1 WO2000014926 A1 WO 2000014926A1 DE 9901551 W DE9901551 W DE 9901551W WO 0014926 A1 WO0014926 A1 WO 0014926A1
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WO
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computers
vehicle
data
computer arrangement
vehicle computer
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Application number
PCT/DE1999/001551
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Schmedding
Andreas Westendorf
Wolfgang Baierl
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/10—Network architectures or network communication protocols for network security for controlling access to devices or network resources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/22—Arrangements for preventing the taking of data from a data transmission channel without authorisation
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    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
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    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/0315—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for using multiplexing techniques
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R2021/0104—Communication circuits for data transmission
    • B60R2021/01047—Architecture
    • B60R2021/01054—Bus
    • B60R2021/01061—Bus between the airbag system and other vehicle electronic systems

Definitions

  • the invention is based on a vehicle computer arrangement, in particular for a motor vehicle, a train, an airplane or a ship, with at least two computers and at least one data bus, via which the at least two computers are connected to one another, according to the preamble of the main claim.
  • Modern vehicles in particular motor vehicles, are generally equipped with a plurality of electronic systems which function independently of one another, for example an audio signal system and a security system.
  • the audio signal system generally comprises an AM / FM radio receiver, a compact cassette (CC) or a compact disc (CD) player, a sound controller, for example in the form of an equalizer, an amplifier and speakers.
  • the radio receiver and the CC or CD player and often also the equalizer are housed together in a common housing intended for installation in the dashboard of a motor vehicle, the housing being standardized in terms of its size, so that it is ensured that the audio system at least in a variety of automotive dashboards can be installed.
  • the mentioned security system generally works completely independently of the audio system.
  • the security system usually consists of a plurality of sensors distributed over the motor vehicle and a central application-specific integrated circuit (ASIC) for recording the sensor signals and possibly for triggering safety-relevant functions.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the security system also controls, for example, actuators for opening or closing the doors or windows and, for example, an alarm system.
  • the latest motor vehicles also have a diagnostic system that monitors the function of the motor vehicle engine, the power transmission, the fuel system and possibly other components.
  • the diagnostic system can be connected to an external computer, so that the recorded diagnostic information can be read out and evaluated, for example for repairing a vehicle, from the computer of the diagnostic system.
  • This also includes
  • Diagnostic system also m the dashboard integrated display devices that inform the driver of the operating state of the vehicle.
  • various modern motor vehicles have navigation systems which determine the current vehicle position from sensors arranged by the vehicle, for example a compass, an odometer, and also the output signals of a GPS (Global Positionmg System) receiver and by comparing the current vehicle position with an electronically stored one Map generated with the aid of a start and destination position specified by the motor vehicle driver, guide information for guiding the motor vehicle driver.
  • GPS Global Positionmg System
  • motor vehicles are often also equipped with communication systems, for example in the form of mobile telephones. Particularly developed systems are voice-controlled and thus allow the driver to initiate or answer phone calls while driving, without the driver having to take a hand off the steering wheel or otherwise being distracted from the traffic.
  • Each of the systems described has its own special processor or ASIC for processing the special software required for the devices. If a motor vehicle owner now wants to retrofit one of the systems described in his motor vehicle, he is forced to purchase a complete system, including the special processor required, and install it in the vehicle.
  • a computer system for a vehicle in particular a motor vehicle, is known from WO 97/19833, in which the above-described different, mutually independent components are integrated, and which has an open hardware architecture and a common operating system for the various components, so that the retrofitting of one of the above or other components is made possible by connection to the existing computer arrangement.
  • a multi-computer arrangement for a vehicle, in particular a motor vehicle, is known from DE 35 43 996 C2, in which the various computers are used for the purpose of
  • the vehicle computer arrangement according to the invention with the features of the main claim has the advantage that when increasing the flexibility in equipping or retrofitting a vehicle equipped with the vehicle computer arrangement with different other applications, the requirements for the system are simultaneously met,
  • the vehicle computer arrangement has a checking circuit which ensures that access to safety-critical operating program components or components of the computer arrangement is only made possible for an authorized group of people, for example the motor vehicle manufacturer. This makes it possible to meet the safety requirements of the motor vehicle manufacturers who are interested in the integrity of the operating programs they have given in view of impending warranty claims. Uncontrolled access to sensitive areas of the vehicle computer arrangement or the operating programs is thus effectively excluded.
  • At least one of the computers of the vehicle computer arrangement is a standard personal computer and a standard operating system is used for communication between the computer or computers and other components connected to the computers. That is the reason Consideration that standard personal computers are manufactured in much larger quantities than, for example, special computers tailored to specific applications, such as those of a vehicle navigation system or an engine control. Since the production costs for standard personal computers, which are much larger in comparison to special-purpose computers, mean that the production costs are much less ms, the vehicle computer arrangements based on standard personal computers result in a considerably lower amount
  • the figure shows a vehicle computer arrangement according to the invention with one another via data buses connected computers, further components being connected to the data buses.
  • FIG. 1 shows an example or a section of a vehicle computer arrangement according to the invention.
  • the vehicle computer arrangement comprises three computers 10, 20, 30 which are used to process different types of information, namely a first computer 10 for processing vehicle-specific information, a second computer 20 for processing information from multimedia applications and one third computer 30 for processing information from the so-called body electronics, that is to say, for example, the central locking system, the sunroof control, an electric seat and mirror adjustment, are provided.
  • the three computers 10, 20, 30 of the present exemplary embodiment are connected to one another via data and / or control buses 60, 70, 80, with a first bus 60 the first and the second computer 10, 20, a second bus 70 the first and the third computer 10, 30, a third bus 80 connect the second and third computers 20, 30 to each other.
  • a fourth bus 85 is also connected to the third computer.
  • the buses described not only serve to connect the at least two computers to one another; rather, further components are connected to the buses 60, 70, 80, 85, such as, for example, an engine controller 12 to the second bus 70, a radio receiver component 22 to the third bus 80 and for example, an electric seat and mirror adjustment 33 connected to the fourth bus 85.
  • the vehicle computer arrangement shown in the figure has an interface 90 for communication of the vehicle computer arrangement with external components, such as, for example, a diagnostic device connected to the vehicle computer arrangement in a motor vehicle workshop.
  • external components such as, for example, a diagnostic device connected to the vehicle computer arrangement in a motor vehicle workshop.
  • Vehicle computer arrangement in the present case via a first and a second checking circuit 40 and 50, the first checking circuit 40 between the first computer 10 and the second computer 20 and the second
  • Check circuit 50 is arranged between the first computer 10 and the third computer 30.
  • the first checking circuit 40 has the task of checking whether data exchange between the first and the second computer is permitted for data processed or to be processed in the first or the second computer, and to block the data exchange in the event that the latter is not permitted for the checked data.
  • the second checking circuit 50 which is arranged between the first and the third computer, has the task of checking the data exchange between the first and third computers 10, 30 and, if necessary, of preventing them.
  • the further components 12 to 17 of a first group of further components connected to the first bus 70 are in particular a motor controller 12 which, in a known manner, depends, for example, on the motor temperature, the motor speed, the load state of the motor and that of the motor needed for fuel combustion, by means of of of an air mass meter determined air quantity, and optionally an output signal of a ⁇ probe determining the exhaust gas composition, the ideal fuel quantity calculated on the basis of a characteristic field stored in the first computer 10
  • Engine measures, and which, for example, in a known manner depending on the load state of the engine and the output signals of a knock sensor with the aid of further characteristic fields stored in the computer 10, sets the ideal ignition timing for the combustion process, in the case of an Otto engine, a transmission control 13, which determines the ideal shift points depending on the load and speed data of the motor vehicle engine in an automatic transmission, which, in the sense of an anti-slip control (ASR), causes partial or complete locking of the differential in the case of individual slipping drive wheels, and which, for example in the sense of intelligent transmission control, changes driving habits the driver adapts that the
  • ASR anti-slip control
  • Shift points for example in the case of a predominantly sporty driving style of the motor vehicle driver, are shifted to higher engine speeds, while in a more conservative driving style of the motor vehicle driver, the shift points are shifted to lower engine speeds, sensors 14 assigned to the engine control 12 and the transmission control 13, such as a water and / or oil temperature sensor, a load sensor for determining the load state of the motor vehicle engine
  • Knock sensor to determine whether there is a knocking combustion, an air mass meter to determine the amount of air required for the combustion taking place in the engine, a ⁇ probe to determine the exhaust gas composition, etc.
  • a controller 15 for an anti-lock braking system (ABS) which prevents the braked wheels from locking when the motor vehicle is braked
  • a belt tensioner or airbag controller 16 which increases the effectiveness of the seat belt in the event of an accident and also to protect the Driver ignites an airbag
  • another group of sensors 17 which, for example, wheel sensors for determining the standstill of a wheel of the motor vehicle during a braking operation
  • Impact sensors for igniting the airbag in the event of an accident and. s. w. includes.
  • the first computer 10 to which the further components 12 to 17 described are connected via the bus 70, is used in addition to the provision of characteristic fields for, for example, the fuel quantity metering and the ignition timing adjustment and, if appropriate, for determining the optimum values for the fuel metering and ignition timing adjustment, and also for handling the
  • the first computer 10 regulates, among other things, the transmission of the data required for determining the ignition timing and the mixture preparation from the sensors 14 to the engine control 12, or reads the data from the sensors 14, calculates the optimum values for the ignition timing with the aid of the stored characteristic curves and mixture metering and makes these available to the engine control unit 12.
  • the first computer 10 also controls, for example, the communication of the ABS control unit with the wheel sensors 17.
  • the components 22 to 28 connected to the second computer are individually a radio receiver component 22 for receiving radio programs broadcast over radio transmission frequencies and, if appropriate, additional information broadcast over the radio transmission frequencies, a compact disc player 24 m in the form of a so-called CD changer, by means of which the CD changer is inserted from a quantity of several meters -Discs a compact disc is selected for playback, and the audio signals that can be played back as an output signal are available, a radio 26 m in the form of a GSM mobile radio telephone and a navigation unit 28, the data of a digitally stored data depending on a specified start and destination Map, and information about the current position of the motor vehicle, which, for example, using a GPS (Global Positionmg System) receiver, the ABS wheel sensors 17 and possibly a compass determines the current vehicle position in the context of the digitally stored map and nd from it
  • GPS Global Positionmg System
  • a display unit 25 which, on the one hand, reproduces information specific to the motor vehicle, such as, for example, the speed at which the vehicle is driven, the mileage, the engine speed, the fuel tank content, and similar information, as well as, for example, the information currently received on the radio receiver 22 Broadcast transmission frequency or the received radio program, which is currently in the
  • the third computer 30 is used to process information relating to the so-called body electronics.
  • the further components 31 to 33 connected to the fourth bus 85 are specifically a controller 31 for the central locking, a controller 32 for the electric sunroof of the vehicle, which automatically closes an open sunroof when the engine is switched off, for example, and an exterior and interior mirror adjustment 33, as well as an electric seat adjustment for adapting various functions or elements which need to be adapted to the individual needs of the respective motor vehicle driver, the present example providing that the controller 33 automatically adjusts the various functions and elements to the respective Driver after the identification by the motor vehicle computer arrangement.
  • the interface 90 described is a so-called chip card reader, which is a chip card carrying information, for example m in the form of the Blau Vietnamese
  • Car radio known key card can be inserted.
  • the second computer 20 After inserting the chip card in the chip card reader 90, the second computer 20, to which the chip card reader 90 is connected in the present exemplary embodiment, reads information from the chip card and, in the example of the aforementioned key card, the radio receiver component 22 identifies the user and if necessary to activate the radio receiver for use.
  • the information stored on the chip card is used to identify the user forwarded to the third computer 30, from whose memory user-specific information for the seat and mirror creation, which the identified user had set when leaving the motor vehicle, is read out and forwarded to the seat and mirror adjustment 33 for adjusting the seat and the mirror
  • the user-specific information such as the position of the seat and mirror, a preferred radio program or a personal telephone number list for the GSM telephone is not in the second and third computers or the components 22 to 28 and 31 connected to them to 33 are stored, but that when the vehicle is parked they are written into a memory of the chip card inserted into the chip card reader 90 and are read out of the chip card when the vehicle computer arrangement is started up again.
  • the chip card inserted into the chip card eater 90 serves not only to identify the user and, if appropriate, to store user-specific data, but also to update and / or supplement components of the operating programs of one of the computers 10, 20, 30 and / or others Parts of the vehicle computer arrangement or of further components 12, 13, 14, 15, 16, 17, 22, 24, 25, 26, 28, 31, 32, 33 connected to one of the computers 10, 20, 30
  • Vehicle computer arrangement according to the invention provides that the second computer, if appropriate after checking the authorization of the chip card 90 used in the chip card operating program components, reads it out and the affected parts of the vehicle computer arrangement or other components Updates and / or supplements their operating programs.
  • information of the vehicle computer arrangement is read out from the authorized computer workshop and processed further.
  • the information read out from the vehicle computer arrangement is written into a memory of the chip card inserted by the chip card reader, which is also designed here as a chip card writer.
  • the interface is designed in the form of a compact disc reader, so that by evaluating data stored on a compact disc inserted into the compact disc reader 90, the data
  • Operating program of the vehicle computer arrangement, of parts of the vehicle computer arrangement or of further components 12 to 33 connected to one of the computers 10, 20, 30 can be exchanged or updated in whole or in part.
  • the procedure for updating the operating programs data stored on a CD-ROM inserted in the compact disc reader takes place in the same way as is customary, for example, in today's personal computers.
  • the interface 90 is implemented in the form of a radio device 26, in particular a GSM mobile radio telephone 26, which is connected as a further component to one of the at least 2 computers, in order to change and / or update parts of the operating program of the vehicle computer arrangement, of parts of the
  • Vehicle computer arrangement takes place.
  • data transmission from the data provider to the vehicle computer arrangement is also possible for data transmission from the data provider to the vehicle computer arrangement to be initiated by the data provider, for example by a motor vehicle manufacturer.
  • the data provider for example, a motor vehicle manufacturer.
  • the motor vehicle manufacturer has found errors in its operating programs, or at least components of the operating program that need improvement, which he can improve and / or update with this measure.
  • a warning can automatically be sent to the vehicle computer arrangement and thus to the motor vehicle driver via the radio link data provider radio device 26, which informs the motor vehicle driver about possible malfunctions of the motor vehicle or the motor vehicle computer arrangement or about an upcoming workshop visit.
  • the interface 90 is realized by a radio receiver 22, in particular a radio receiver, connected as a further component to one of the computers of the vehicle computer arrangement, whereby for changing and / or updating parts of the operating program of the vehicle computer arrangement , parts of the vehicle computer arrangement or of further components 12 to 31 connected to one of the computers receive data as radio signals from the radio.
  • the information received by the radio receiver 22 is, for example, digitally coded traffic information transmitted within the so-called Traffic Message Channel (TMC) of the radio data system (RDS) via a radio broadcasting frequency, which is used, for example, by the navigation unit 28 when planning the route and the corresponding guidance of the motor vehicle driver can be taken into account.
  • TMC Traffic Message Channel
  • RDS radio data system
  • the computers 10, 20, 30 of the vehicle computer arrangement according to the invention in terms of their architecture, form standard personal computers are executed, and that the
  • Information processing in the computers 10, 20, 30, as well as the data exchange between the computers 10, 20, 30 with one another and with the further components 12 to 31 connected to the computers is carried out via a standard operating system.
  • a standard operating system In addition to a particularly good availability of the components, in particular the computer for the vehicle computer arrangement, this means that a widespread and generally accepted standard is available for the operating programs of the vehicle computer arrangement, so that in the production of the further components 12 to 33 as well as the creation of the necessary ones Operating programs for the vehicle computer arrangement and / or the further components 12 to 33 connected to it
  • the bus systems 60, 70, 80, 85 shown in the figure are in the present exemplary embodiment, in which the computers 10, 20, 30 have a standard PC architecture, in order to be known from the PC area of type 1394 bus systems, which is an industry-standard, broadband, serial bus system, which is preferably used in PC consumer devices for multimedia applications.
  • Another bus system used is the USB (Universal Serial Bus), another standard from the PC industry for a serial bus system with a bandwidth that is less than 1394.
  • USB Universal Serial Bus
  • a first checking circuit 40 is arranged between the first computer 10 and the second computer 20, which checks whether there is a data exchange between data processed or to be processed for the first or the second computer the first and the second computer is permitted, and which the
  • a corresponding checking circuit 50 is also arranged between the first computer 10 or the further components 12-17 connected to the first computer 10 and the third computer 30 for body electronics. This is based on the consideration that the information processed by the different computers differs Security requirements must suffice so that uncontrolled access by one of the computers 20 or 30 to the security-critical information processed by the first computer 10 is effectively prevented.
  • the information processed in the first computer 10 relates to safety-critical requirements, such as the engine control 12 and the
  • the checking circuits 40 and 50 of the vehicle computer arrangement shown in FIG. 1 shield the Security-critical area (first computer 10, further components 12 to 17 and second bus 70) of the vehicle computer arrangement according to the invention compared to the area relatively open to external access via the interface 90, comprising the second computer 20, the third
  • Computer 30 the further components 22 to 28 and 31 to 33 as well as the third bus 80 and the fourth bus 85.
  • the safety-related area 100 becomes information from the engine or transmission control and the sensor groups 14 and 17, as well as, for example
  • Transfer information from the belt tensioner and airbag control 16 to the second computer 20 via the first checking circuit 40 is, for example, the sensor signals of the information from the sensors 17 required for the belt tensioner / airbag control 16, which indicate that the motor vehicle has collided with an obstacle or is about to occur. In the case of an accident of the motor vehicle concerned, in the present exemplary embodiment, this information is forwarded to the radio 26 via the first computer 10, the first checking circuit 40 and the second computer 20, via which an emergency call is automatically initiated, for example at the nearest police station. Likewise, data from the engine control and
  • Transmission control sensors 14 such as, for example, the gear currently engaged, the current coolant or oil temperature of the engine, the current fuel consumption or similar information that is sent to the second computer 20
  • Display unit 25 connected via third bus 80 is supplied for display.
  • the described checking circuits 40 and 50 completely block data exchange from the second or third computer to the first computer and enable at least some of the information from the first to the second or third computer.
  • the check circuits 40, 50 can be selectively permeable unidirectionally.
  • the requirement for a selective permeability of the checking circuits arises, for example, from the fact that the reading of, for example, engine-specific ones
  • Characteristic fields such as an injection quantity or an ignition timing characteristic field, should not be possible by an unauthorized user.
  • the checking circuits 40 and 50 can be switched off by, for example, the motor vehicle manufacturer or another authorized person or service point, so that information can also be transmitted from the interface 90 via the second computer 20, the first bus 60 to the first computer 10 and likewise via the third computer 30 and the second bus 70 to the first computer 10.
  • the checking devices 40 and 50 can be switched off, as in the present case by a separate control line connected to the checking circuits, as well as, for example, by a software-based solution, for example through code word protection. In the latter case, for example, the check circuits would only be permeable to data which is preceded by a specific header with a predetermined code word.
  • a first protected area 100 of the vehicle computer arrangement is provided for processing safety-critical or vehicle-specific data, preferably for controlling functions and / or units of the motor vehicle and / or for recording vehicle-specific information.
  • a further area comprising the second computer 20, the third bus 80 and the further components 22 to 28 connected to them, preferably for processing information from multimedia applications, in particular data from a radio receiver 22, further audio signal sources 24, a mobile radio telephone 26 and of a navigation device 28 is provided.
  • a third computer which is also assigned to the unprotected area 200, for processing body electronics information, namely control devices for the central locking 31 connected to the fourth bus 85 in the form of further components
  • Sunroof 32 and the seat and mirror adjustment 33 are provided.
  • a separation of the operating program for the vehicle computer arrangement is achieved in such a way that a first part of the operating programs, namely those provided for the first protected area 100
  • Operating programs only for an authorized group of people, in particular the motor vehicle manufacturer, in the sense of updating or reading out the operating programs is accessible, while a second area 200, which is not or only partially protected, is also accessible to supplier or service companies or even the motor vehicle owner
  • the operating programs are preferably separated according to the criterion of safety-critical or vehicle-proprietary and not or conditionally safety-specific, non-vehicle-proprietary, multimedia and FIS (driver information system) applications.
  • FIS driver information system
  • first and the second checking circuits 40 and 50 are shown as separate circuits in FIG. 1, in the present exemplary embodiment they are preferably integrated into the first computer 10 and the third computer 30, respectively, and executed in the form of software.

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Abstract

Es wird eine Fahrzeugrechneranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, eine Bahn, ein Flugzeug oder Schiff vorgeschlagen, die über mindestens zwei Rechner (10, 20) und mindestens einen Datenbus (60) verfügt, über den die mindestens zwei Rechner (10, 20) miteinander verbunden sind, und bei der mindestens eine Überprüfungsschaltung (40) zwischen einem ersten Rechner (10) und einem zweiten Rechner (20) der mindestens zwei Rechner angeordnet ist, die prüft, ob für in dem ersten oder dem zweiten Rechner verarbeitete bzw. zu verarbeitende Daten ein Datenaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Rechner zugelassen ist, und die den Datenaustausch für den Fall sperrt, daß dieser für die überprüften Daten nicht zugelassen ist.

Description

Fahrzeugrechneranordnung
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Fahrzeugrechneranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, eine Bahn, ein Flugzeug oder Schiff, mit mindestens zwei Rechnern, und mindestens einem Datenbus, über den die mindestens zwei Rechner miteinander verbunden sind, nach der Gattung des Hauptanspruchs aus .
Moderne Fahrzeuge, insbesondere Kraf fahrzeuge, sind in der Regel mit einer Mehrzahl von unabhängig voneinander funktionierenden elektronischen Systemen, beispielsweise einer Audiosignalanlage und einem Sicherungssystem ausgestattet. Die Audiosignalanlage umfaßt in der Regel einen AM/FM-Rundfunkempfänger , ein Compact-Cassetten- (CC) oder ein Compact-Disc- (CD) Abspielgerät, einen Klangsteller , beispielsweise in Form eines Equalizers, einen Verstärker und Lautsprecher. Der Rundfunkempfänger und das CC- oder CD- Abspielgerät und oftmals auch der Equalizer sind gemeinsam in einem zum Einbau in das Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen gemeinsamen Gehäuse untergebracht, wobei das Gehäuse hinsichtlich seiner Größe genormt ist, so daß sichergestellt ist, daß die Audioanlage zumindest in einer Mehrzahl von Kraftfahrzeug- Armaturenbrettern installiert werden kann. Das erwähnte Sicherungssystem funktioniert m der Regel völlig unabhängig von der Audioanlage. Das Sicherungssystem besteht üblicherweise aus einer Mehrzahl von über das Kraftfahrzeug verteilten Sensoren und einem zentralen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) zur Aufzeichnung der Sensorsignale und gegebenenfalls zur Auslösung von sicherheitsrelevanten Funktionen. Das Sicherungssystem steuert außerdem beispielsweise Stellglieder zum Öffnen bzw. Verschließen der Türen oder Fenster und beispielsweise eine Alarmanlage.
Neueste Kraftfahrzeuge verfugen außerdem auch über ein Diagnosesystem, das die Funktion des Kraf fahrzeugmotors , der Leistungsubertragung, der Kraftstoffanlage und gegebenenfalls weiterer Komponenten überwacht. Das
Diagnosesystem kann dabei mit einem externen Rechner verbunden werden, so daß die aufgezeichneten Diagnoseinformationen beispielsweise zur Reparatur eines Fahrzeuges aus dem Rechner des Diagnosesystems ausgelesen und ausgewertet werden können. Weiterhin umfaßt das
Diagnosesystem auch m das Armaturenbrett integrierte Anzeigevorrichtungen, die den Kraftfahrzeugführer über den Betriebszustand des Fahrzeugs informieren.
Ebenso verfügen verschiedene moderne Kraftfahrzeuge über Navigationssysteme, die aus von dem Fahrzeug angeordneten Sensoren, beispielsweise einem Kompaß, einem Wegstreckenzähler, und außerdem den Ausgangssignalen eines GPS- (Global Positionmg System) Empfängers die aktuelle Fahrzeugposition bestimmen und durch Vergleich der aktuellen Fahrzeugposition mit einer elektronisch gespeicherten Landkarte unter Zuhilfenahme einer vom Kraftfahrzeugführer vorgegebenen Start- und Zielposition, Z elführungsmformationen zur Fuhrung des Kraftfahrzeugführers erzeugt. Außerdem werden Kraftfahrzeuge oftmals auch mit Kommunikationssystemen, beispielsweise in Form von Mobilfunktelefonen, ausgerüstet. Besonders weit entwickelte Systeme sind dabei sprachgesteuert und erlauben es somit dem Kraftfahrzeugführer während der Fahrt Telefonanrufe einzuleiten oder entgegenzunehmen, ohne daß dabei der Kraftfahrzeugführer eine Hand vom Lenkrad nehmen muß oder anderweitig vom Verkehrsgeschehen abgelenkt wird.
Jedes der beschriebenen Systeme verfügt dabei über einen eigenen speziellen Prozessor oder ASIC zur Abarbeitung der speziellen für die Geräte benötigten Software. Möchte nun ein Kraf fahrzeughalter eines der beschriebenen Systeme bei seinem Kraftfahrzeug nachrüsten, ist dieser gezwungen, ein komplettes System, inklusive des dafür benötigten speziellen Prozessors zu erwerben und in das Fahrzeug zu installieren.
Aus der WO 97/19833 ist ein Computersystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, bekannt, in das die oben beschriebenen, verschiedenen voneinander unabhängigen Komponenten integriert sind, und das über eine offene Hardware-Architektur und ein gemeinsames Betriebssystem für die verschiedenen Komponenten verfügt, so daß die Nachrüstung einer der oben genannten oder weiterer Komponenten durch Anschluß an die bestehende Rechneranordnung ermöglicht wird.
Aus der DE 35 43 996 C2 ist eine Mehrrechneranordnung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, bekannt, bei der die verschiedenen Rechner zum Zweck des
Informationsaustausches miteinander verbunden sind. Um eine nachträgliche Anpassung der in den Rechnern abzuarbeitenden Programmabläufe beispielsweise durch den Benutzer zu ermöglichen, sind in den verschiedenen Rechnern zugeordneten Schreib-Lesespeichern entsprechend gekennzeichnete unterschiedliche, fest abgespeicherte Datensätze abgelegt. Über einen frei programmierbaren Speicher kann zu Beginn des Rechnerbetriebs durch Eingabe entsprechender Kennungen auf die abgespeicherten Datensätze zugegriffen, und somit die Programmabläufe für die Rechner angepaßt werden.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Fahrzeugrechneranordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß bei Erhöhung der Flexibilität bei der Ausrüstung bzw. Nachrüstung eines mit der Fahrzeugrechneranordnung ausgerüsteten Fahrzeugs mit unterschiedlichen weiteren Applikationen gleichzeitig die Forderungen nach System, -
Stabilität und - Sicherheit erfüllt wird. Dazu verfügt die Fahrzeugrechneranordnung über eine Überprüfungsschaltung, die sicherstellt, daß ein Zugriff auf sicherheitskritische Betriebsprogrammbestandteile oder Bestandteile der Rechneranordnung nur für einen autorisierten Personenkreis, beispielsweise den Kraf fahrzeughersteller, ermöglicht wird. Damit lassen sich die Sicherheitsanforderungen der Kraftfahrzeughersteller, die angesichts drohender Gewährleistungsansprüche ein Interesse an der Unversehrtheit der von ihnen vorgegebenen Betriebsprogramme interessiert sind, erfüllen. Ein unkontrollierter Zugriff auf sensible Bereiche der Fahrzeugrechneranordnung oder der Betriebsprogramme wird somit wirkungsvoll ausgeschlossen.
Im Sinne einer Kostenreduktion ist es von besonderem Vorteil, wenn zumindest einer der Rechner der Fahrzeugrechneranordnung ein Standard-Personal -Computer ist und zur Kommunikation zwischen dem bzw. den Rechnern und weiteren an die Rechner angeschlossenen Komponenten ein Standardbetriebssystem verwendet wird. Dem liegt die Überlegung zugrunde, daß Standard-Personal -Computer m sehr viel größeren Stückzahlen hergestellt werden, als beispielsweise auf bestimmte Anwendungen, wie die eines Fahrzeugnavigationssystems oder einer Motorsteuerung, zugeschnittene Spezialrechner . Da aufgrund der im Vergleich zu Spezialrechnern sehr viel größeren Produktionszahlen für Standard-Personal-Computer bei diesen die Produktionskosten sehr viel weniger ms Gewicht fallen, ergibt sich für auf Standard- Personal -Computer aufbauende Fahrzeugrechneranordnungen ein erheblich geringerer
Herstellungsaufwand. Ebenso verhält es sich auch mit den für die Kommunikation der Rechner untereinander oder mit den angeschlossenen weiteren Komponenten verwendeten Betriebssystemen, wobei der Rückgriff auf Standard- Betriebssysteme eine zeit- und damit kostenaufwendige Neuentwicklung von Spezialbetπebssystemen verzichtbar macht .
Außerdem hat die Verwendung von Standard-Betriebssystemen für die Rechner der Fahrzeugrechneranordnung den Vorteil, daß für an die Fahrzeugrechneranordnung nachträglich anschließbare weitere Komponenten ein weit verbreiteter und allgemein akzeptierter Standard für den Datenaustausch zur Verfügung steht. Die Anpassung anschließbarer weiterer Komponenten an verschiedenartige Betriebssysteme entfällt damit ebenso wie die damit verbundenen Zusatzkosten.
Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist m der Figur dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Fahrzeugrechneranordnung mit untereinander über Datenbusse verbundenen Rechnern, wobei an die Datenbusse weitere Komponenten angeschlossen sind.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist beispielhaft die bzw. ein Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Fahrzeugrechneranordnung dargestellt .
Die erfindungsgemäße Fahrzeugrechneranordnung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbe spiel umfaßt drei Rechner 10, 20, 30, die zur Verarbeitung unterschiedlicher Arten von Informationen, nämlich ein erster Rechner 10 zur Verarbeitung von fahrzeugspeziflschen Informationen, e n zweiter Rechner 20 zur Verarbeitung von Informationen von Multimedia-Anwendungen und ein dritter Rechner 30 zur Verarbeitung von Informationen der sogenannten Bodyelektronik, also beispielsweise der Zentralverriegelung, der Schiebedachsteuerung, einer elektrischen Sitz- und Spiegelverstellung, vorgesehen sind.
Die drei Rechner 10, 20 ,30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind über Daten- und/oder Steuerbusse 60, 70, 80 miteinander verbunden, wobei ein erster Bus 60 den ersten und den zweiten Rechner 10, 20, ein zweiter Bus 70 den ersten und den dritten Rechner 10, 30, ein dritter Bus 80 den zweiten und den dritten Rechner 20, 30 miteinander verbinden. An den dritten Rechner ist außerdem ein vierter Bus 85 angeschlossen.
Die beschriebenen Busse dienen nicht nur der Verbindung der mindestens zwei Rechner miteinander; vielmehr sind an die Busse 60, 70, 80, 85 weitere Komponenten, wie beispielsweise eine Motorsteuerung 12 an den zweiten Bus 70, eine Rundfunkempfänger-Komponente 22 an den dritten Bus 80 und beispielsweise eine elektrische Sitz- und Spiegelverstellung 33 an den vierten Bus 85, angeschlossen.
Außerdem verfügt die in der Figur dargestellte Fahrzeugrechneranorndung über eine Schnittstelle 90 zur Kommunikation der Fahrzeugrechneranordnung mit externen Komponenten, wie beispielsweise einem in einer Kraftfahrzeug-Werkstatt an die Fahrzeugrechneranordnung angeschlossenen Diagnosegerät .
Schließlich verfügt die dargestellte
Fahrzeugrechneranordnung im vorliegenden Fall über eine erste und eine zweite Überprüfungsschaltung 40 und 50, wobei die erste ÜberprüfungsSchaltung 40 zwischen dem ersten Rechner 10 und dem zweiten Rechner 20 und die zweite
Überprüf ngsSchaltung 50 zwischen dem ersten Rechner 10 und dem dritten Rechner 30 angeordnet ist. Die erste Überprüfungsschaltung 40 hat dabei die Aufgabe, zu überprüfen, ob für in dem ersten oder dem zweiten Rechner verarbeitete bzw. zu verarbeitende Daten ein Datenaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Rechner zugelassen ist, und den Datenaustausch für den Fall zu sperren, daß dieser für die überprüften Daten nicht zugelassen ist. Analog kommt der zweiten ÜberprüfungsSchaltung 50, die zwischen dem ersten und dem dritten Rechner angeordnet ist, die Aufgabe zu, den Datenaustausch zwischen erstem und drittem Rechner 10, 30 zu überprüfen und gegebenenfalls zu unterbinden.
Bei den weiteren Komponenten 12 bis 17 einer ersten Gruppe von an den ersten Bus 70 angeschlossenen weiteren Komponenten handelt es sich im einzelnen um eine Motorsteuerung 12, die in bekannter Weise beispielsweise in Abhängigkeit der Motortemperatur, der Motordrehzahl, des Lastzustandes des Motors und der vom Motor für die Kraftstoffverbrennung benötigten, mittels eines Luf massenmessers bestimmten Luftmenge, und gegebenenfalls eines Ausgangssignals einer die AbgasZusammensetzung bestimmenden λ-Sonde die anhand eines im ersten Rechner 10 abgespeicherten Kennlinienfeldes berechnete ideale Kraftstoffmenge dem
Motor zumißt, und die beispielsweise in bekannter Weise in Abhängigkeit des Lastzustandes des Motors, und der Ausgangssignale eines Klopfsensors unter Zuhilfenahme von weiteren im Rechner 10 abgelegten Kennlinienfeldern den für den Verbrennungsvorgang, im Falle eines Otto-Motors, idealen Zündzeitpunkt einstellt, eine Getriebesteuerung 13, die in Abhängigkeit der Last- und Drehzahldaten des Kraftfahrzeugmotors bei einem Automatikgetriebe die idealen Schaltpunkte festlegt, die im Sinne einer Antischlupfregelung (ASR) bei einzelnen durchrutschenden Antriebsrädern eine teilweise oder vollständige Sperrung des Differentials bewirkt, und die sich beispielsweise im Sinne einer intelligenten Getriebesteuerung den Fahrgewohnheiten des Kraftfahrzeugführers dahingehend anpaßt, daß die
Schaltpunkte, beispielsweise bei vorwiegend sportlicher Fahrweise des Kraftfahrzeugführers zu höheren Motordrehzahlen hin verschoben werden, während bei einer eher konservativen Fahrweise des Kraftfahrzeugführers die Schaltpunkte zu niedrigeren Drehzahlen hin verschoben werden, der Motorsteuerung 12 und der Getriebesteuerung 13 zugeordnete Sensoren 14, wie beispielsweise ein Wasser- und/oder Öltemperatur-Sensor , ein Lastsensor zur Ermittlung des Lastzustandes des Kraftfahrzeugmotors, ein
Klopfsensor zur Feststellung, ob eventuell eine klopfende Verbrennung vorliegt, ein Luftmassenmesser zur Bestimmung der für die im Motor stattfindende Verbrennung benötigten Luftmenge, eine λ-Sonde zur Bestimmung der Abgaszusammensetzung u. s. w. , eine Steuerung 15 für ein Anti-Blockier-System (ABS) , die beim Abbremsen des Kraftfahrzeugs das Blockieren der gebremsten Räder verhindert, eine Gurtstrammer- oder Airbag-Steuerung 16, die im Falle eines Unfalls die Wirksamkeit des Sicherheitsgurtes erhöht und zudem zum Schutz des Fahrers einen Airbag zündet, und eine weitere Gruppe von Sensoren 17, die beispielsweise Radsensoren zur Feststellung des Stillstandes eines Rades des Kraftfahrzeugs bei einem Bremsvorgang,
Aufprallsensoren zur Zündung des Airbags im Falle eines Unfalls u. s. w. umfaßt.
Der erste Rechner 10, an den die beschriebenen weiteren Komponenten 12 bis 17 über den Bus 70 angeschlossen sind, dient neben der Bereitstellung von Kennlinienfeldern für beispielsweise die Kraftstoffmengenzumessung und die Zündze tpunktverstellung und gegebenenfalls zur Ermittlung der optimalen Werte für die Kraftstoffbemessung und Zündzeitpunktverstellung auch der Abwicklung der
Kommunikation der weiteren Komponenten untereinander. So regelt der erste Rechner 10 unter anderem auch die Übertragung der zur Bestimmung des Zundzeitpunktes und der Gemischaufbereitung erforderlichen Daten von den Sensoren 14 zur Motorsteuerung 12, bzw. liest die Daten der Sensoren 14, berechnet daraus unter Zuhilfenahme der abgelegten Kennlinienfeider die optimalen Werte für Zundzeitpunkt und Gemischzumessung und stellt diese der Motorsteuerung 12 zur Verfugung. Ebenso steuert der erste Rechner 10 auch beispielsweise die Kommunikation des ABS-Steuergeräts mit den Radsensoren 17.
Bei den an den zweiten Rechner angeschlossenen Komponenten 22 bis 28 handelt es sich im einzelnen um eine Rundfunkempfänger-Komponente 22 zum Empfang von über Rundfunksendefrequenzen ausgestrahlten Rundfunkprogrammen und gegebenenfalls von über die Rundfunksendefrequenzen ausgestrahlten ZusatzInformationen, ein Compact-Disc-Abspielgerät 24 m Form eines sogenannten CD-Changers, mittels dessen aus einer Menge von mehreren m den CD-Changer eingelegten Compact-Discs eine Compact-Disc zur Wiedergabe ausgewählt wird, und der als Ausgangssignal wiedergebbare Audiosignale zur Verfugung stellt, ein Funkgerat 26 m Form eines GSM-Mobilfunktelefons und eine Navigationseinheit 28, die m Abhängigkeit eines vorgegebenen Start- und Zielortes, der Daten einer digital gespeicherten Landkarte, und von Informationen über die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs, die beispielsweise mit Hilfe eines GPS- (Global Positionmg System) Empfangers, weiterhin der ABS-Radsensoren 17 und gegebenenfalls eines Kompasses die aktuelle Fahrzeugposition auf dem Kontext der digital gespeicherten Landkarte bestimmt und daraus
Führungsinformationen zur Führung des Kraftfahrzeugfuhrers bestimmt, und eine Anzeigeeinheit 25, die zum einen der Wiedergabe von kraftfahrzeugspezifischen Informationen, wie beispielsweise der gefahrenen Momentangeschwindigkeit, des Kilometerstandes, der Motordrehzahl, des Kraftstofftankmhalts , und ähnlicher Informationen, des weiteren beispielsweise der am Rundfunkempfänger 22 eingestellten aktuell empfangenen Rundfunksendefrequenz bzw. des empfangenen Rundfunkprogramms, der aktuell im
CD-Changer 24 ausgewählten Compact-Disc bzw. des aktuell abgespielten Titels von einer bestimmten Compact-Disc, von Funktionen des GSM-Telefons und gegebenenfalls zur Anzeige von FührungsInformationen der Navigationseinheit 28 dient. Der dritte Rechner 30 dient schließlich zur Verarbeitung von Informationen betreffend die sogenannte Bodyelektronik. Bei den an den vierten Bus 85 angeschlossenen weiteren Komponenten 31 bis 33 handelt es sich im einzelnen um eine Steuerung 31 für die Zentralverriegelung, eine Steuerung 32 für das elektrische Schiebedach des Fahrzeugs, die beispielsweise beim Abstellen des Motors automatisch ein geöffnetes Schiebedach schließt, und - eine Außen- und Innenspiegelverstellung 33, sowie eine elektrische Sitzverstellung zur Anpassung verschiedener anpassungsbedürftiger Funktionen bzw. Elemente an die individuellen Bedürfnisse des jeweiligen Kraftfahrzeugführers, wobei beim vorliegenden Beispiel vorgesehen ist, daß mittels der Steuerung 33 eine automatische Anpassung der diversen Funktionen und Elemente an den jeweiligen Fahrer nach dessen Identifizierung durch die Kraftfahrzeugrechneranordnung erfolgt .
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugrechneranordnung handelt es sich bei der beschriebenen Schnittstelle 90 um einen sogenannten Chipkartenleser, m den eine Informationen tragende Chipkarte, beispielsweise m Form der von Blaupunkt -
Autoradios bekannten Key-Card eingelegt werden kann. Nach Einlegen der Chipkarte m den Chipkartenieser 90 liest der zweite Rechner 20, an den beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Chipkartenleser 90 angeschlossen ist, von der Chipkarte Informationen und führt diese, im Beispiel der vorgenannten Key-Card der Rundfunkempfänger- Komponente 22 zur Identifizierung des Benutzers und gegebenenfalls zur Freischaltung des Rundfunkempfängers zur Benutzung zu. Außerdem werden die auf der Chipkarte abgelegten Informationen zur Identifizierung des Benutzers an den dritten Rechner 30 weitergeleitet, aus dessen Speicher benutzerspezifische Informationen für die Sitz- und Spiegelemstellung, die der identifizierte Benutzer beim Verlassen des Kraftfahrzeugs eingestellt hatte, ausgelesen und zur Einstellung des Sitzes und der Spiegel an die Sitz- und Spiegelverstellung 33 weitergeleitet
Ebenso ist es jedoch auch möglich, daß die benutzerspezifischen Informationen, wie die Sitz- und Spiegelemstellung, ein bevorzugt gehörtes Rundfunkprogramm oder eine personliche Telefonnummernliste für das GSM- Telefon nicht m dem zweiten und dritten Rechner bzw. den daran angeschlossenen Komponenten 22 bis 28 und 31 bis 33 abgespeichert werden, sondern daß diese beim Abstellen des Fahrzeugs einen Speicher der m den Chipkartenieser 90 eingelegten Chipkarte eingeschrieben werden, und bei erneuter Inbetriebnahme der Fahrzeugrechneranordnung aus der Chipkarte ausgelesen werden.
Bei einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel dient die den Chipkartenieser 90 eingelegte Chipkarte nicht nur der Identifizierung des Benutzers und gegebenenfalls der Speicherung benutzerspezifischer Daten, sondern darüber hinaus auch der Aktualisierung und/oder Ergänzung von Bestandteilen der Betriebsprogramme eines der Rechner 10, 20 ,30 und/oder anderen Teilen der Fahrzeugrechneranordnung oder von an einen der Rechner 10, 20, 30 angeschlossenen weiteren Komponenten 12, 13, 14, 15, 16, 17, 22, 24, 25, 26, 28, 31, 32, 33. Dazu ist es bei der erfmdungsgemaßen Fahrzeugrechneranordnug vorgesehen, daß der zweite Rechner, gegebenenfalls nach Prüfung der Berechtigung der den Chipkartenieser 90 eingesetzten Chipkarte Betπebsprogramm- Bestandteile von dieser ausliest und den betroffenen Teilen der Fahrzeugrechneranordnung oder weiteren Komponenten zur Aktualisierung und/oder Ergänzung deren Betriebsprogrammen zuführt .
Ebenso ist es vorgesehen, daß beispielsweise zum Zweck der Fehlerdiagnose m einer autorisierten Kraftfahrzeug- Werkstatt mittels der Schnittstelle 90 Informationen der Fahrzeugrechneranordnung aus derselben ausgelesen und weiter verarbeitet werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es dabei vorgesehen, daß die aus der Fahrzeugrechneranordnung ausgelesenen Informationen über den Chipkarten-Leser, der hier gleichzeitig auch als Chipkarten- Schreibgerat ausgeführt ist, m einen Speicher der den Chipkarten-Leser 90 eingelegten Chipkarte geschrieben werden.
Ebenso ist es beim vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß beispielsweise die letzte Sitz- und Spiegelemstellung, ebenso wie das zuletzt gehorte Hörfunkprogramm und ein persönliches Telefonbuch des Benutzers der Kraftfahrzeuganordnung bei bzw kurz vor Verlassen des Fahrzeugs, beispielsweise durch das Ausschalten der Zündung des Kraftfahrzeugs initiiert, den Speicher der den Chipkarten-Leser 90 eingelegten Chipkarte geschrieben werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugrechneranordnung ist die Schnittstelle 90 m Form eines Compact-Disc-Lesegerät ausgebildet, so daß durch Auswertung von auf einer m das Compact-Disc-Lesegerät 90 eingelegten Compact-Disc gespeicherten Daten das
Betriebsprogramm der Fahrzeugrechneranordnung, von Teilen der Fahrzeugrechneranordnung oder von an einen der Rechner 10, 20, 30 angeschlossenen weiteren Komponenten 12 bis 33 ganz oder teilweise austausch- oder aktualisierbar ist. Die Vorgehensweise zur Aktualisierung der Betriebsprogramme durch auf einer in das Compact-Disc-Lesegerät eingelegten CD-ROM abgespeicherte Daten erfolgt dabei in gleicher Weise, wie dies beispielsweise bei heutigen Personal -Computern üblich ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugrechneranordnung ist die Schnittstelle 90 in Form eines als weitere Komponente an einen der mindestens 2 Rechner angeschlossenen Funkgeräts 26, insbesondere eines GSM-Mobilfunktelefons 26, realisiert, wobei zur Änderung und/oder Aktualisierung von Teilen des Betriebsprogramms der Fahrzeugrechneranordnung, von Teilen der
Fahrzeugrechneranordnung oder von an einem der mindestens zwei Rechner angeschlossenen weiteren Komponenten 12 bis 31 nach Herstellung einer Funkverbindung zwischen dem Funkgerät 26 und einem externen Datenanbieter von dem Datenanbieter gesendete Daten von dem Funkgerät 26 empfangen werden. Dabei ist es vorgesehen, daß die Datenübertragung erst nach Anforderung durch die Fahrzeugrechneranordnung vom Datenanbieter zum Funkgerät und damit zur
Fahrzeugrechneranordnung erfolgt. Ebenso ist es jedoch auch möglich, daß eine Datenübertragung vom Datenanbieter zur Fahrzeugrechneranordnung durch den Datenanbieter, beispielsweise durch einen Kraftfahrzeughersteller, initiiert wird. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn der Kraftfahrzeughersteller nach Auslieferung einer bestimmten Gruppe von Fahrzeugrechneranordnungen in deren Betriebsprogrammen Fehler oder doch zumindest verbesserungsbedürftige Betriebsprogrammbestandteile aufgefunden hat, die er durch diese Maßnahme verbessern und/oder aktualisieren kann. Ebenso ist es jedoch auch möglich, über die Funkverbindung Funkgerät 26-Datenanbieter Fahrzeuginformationen an den Datenanbieter, in diesem Fall beispielsweise eine Kraftfahrzeugwerkstatt, weiterzuleiten, so daß auf einfache Weise während des Betriebs des Kraftfahrzeugs eine Ferndiagnose des Kraftfahrzeugs, beispielsweise anhand der durch die Sensorgruppe 14 und 17 ermittelten Fahrzeugdaten ermöglicht wird. Es kann dann beispielsweise beim Auftreten von Fehlfunktionen seitens der Kraftfahrzeugwerkstatt automatisch eine Warnung über die Funkverbindung Datenanbieter-Funkgerät 26 an die Fahrzeugrechneranordnung und mithin den Kraftfahrzeugführer gesendet werden, die diesen über mögliche Fehlfunktionen des Kraftfahrzeugs bzw. der Kraftfahrzeugrechneranordnung oder einen bevorstehenden Werkstattaufenthalt informiert .
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Fahrzeugrechneranordnung ist es vorgesehen, daß die Schnittstelle 90 durch einen als weitere Komponente an einen der Rechner der Fahrzeugrechneranordnung angeschlossenen Funkempfänger 22, insbesondere einen Rundfunkempfänger, realisiert ist, wobei zur Änderung und/oder Aktualisierung von Teilen des Betriebsprogramms der Fahrzeugrechneranordnung, von Teilen der Fahrzeugrechneranordnung oder von an einen der Rechner angeschlossenen weiteren Komponenten 12 bis 31 Daten als Funksignale von dem Funkgerät empfangen werden. Bei den von dem Funkempfänger 22 empfangenen Informationen handelt es sich beispielsweise um innerhalb des sogenannten Traffic Message Channel (TMC) des Radio-Daten-Systems (RDS) über eine Rundfunksendefrequenz übertragene, digital codierte Verkehrsfunkinformationen, die beispielsweise von der Navigationseinheit 28 bei der Routenplanung und der entsprechenden Führung des Kraftfahrzeugführers berücksichtigt werden können.
Bei der vorliegenden Fahrzeugrechneranordnung ist es vorzugsweise vorgesehen, daß die Rechner 10, 20, 30 der erfindungsgemäßen Fahrzeugrechneranordnung hinsichtlich ihrer Architektur Form von Standard-Personal -Computern ausgeführt sind, und daß weiterhin die
Informationsverarbeitung in den Rechnern 10, 20, 30, ebenso wie der Datenaustausch der Rechner 10, 20, 30 untereinander und mit den an die Rechner angeschlossenen weiteren Komponenten 12 bis 31 über ein Standard-Betriebssystem erfolgt. Neben einer besonders guten Verfügbarkeit der Bestandteile, insbesondere der Rechner für die Fahrzeugrechneranordnung bewirkt dies, daß für die Betriebsprogramme der Fahrzeugrechneranordnung ein weitverbreiteter und allgemein hin akzeptierter Standard vorhanden ist, so daß bei der Produktion der weiteren Komponenten 12 bis 33 ebenso wie der Erstellung der notwendigen Betriebsprogramme für die Fahrzeugrechneranordnung und/oder die an dieser angeschlossenen weiteren Komponenten 12 bis 33
Kraftfahrzeughersteller ebenso wie Zulieferer auf ein einheitliches Betriebssystem zurückgreifen können.
Alternativ dazu kann es jedoch auch vorgesehen sein, daß verschiedene Rechner der Fahrzeugrechneranordnung über andere als eine Standard-Personal -Computer- Rechnerarchitektur verfügen. Bei den in der Figur dargestellten Bussystemen 60, 70, 80, 85 handelt es sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei dem die Rechner 10, 20, 30 eine Standard-PC-Architektur aufweisen, um aus dem PC-Bereich bekannte Bussysteme vom Typ 1394, bei dem es sich um ein industrieübliches, breitbandiges , serielles Bussystem, das vorzugsweise in PC-Consumer-Geräten für Multimedia-Applikationen eingesetzt wird, handelt. Ein weiteres verwendetes Bussystem ist der USB (Universal Serial Bus) , ein ebenfalls aus der PC- Industrie stammender Standard für ein serielles Bussystem mit gegenüber 1394 geringerer Bandbreite. Ebenso ist es jedoch auch möglich, daß zumindest ein Teil der Rechner 10 bis 30 über einen aus der Kraftfahrzeugindustrie bekannten CAN- oder einen verwandten Bus miteinander verbunden sind.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugrechneranordnung ist es nun vorgesehen, daß zwischen dem ersten Rechner 10 und dem zweiten Rechner 20 eine erste Überprufungsschaltung 40 angeordnet ist, die prüft, ob für m dem ersten oder dem zweiten Rechner verarbeitete bzw. zu verarbeitende Daten ein Datenaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Rechner zugelassen ist, und die den
Datenaustausch für den Fall sperrt, daß dieser für die überprüften Daten nicht zugelassen ist. Eine entsprechende ÜberprüfungsSchaltung 50 ist auch zwischen dem ersten Rechner 10, bzw. den an den ersten Rechner 10 angeschlossenen weiteren Komponenten 12-17 und dem dritten Rechner 30 für die Bodyelektronik angeordnet Dem liegt die Überlegung zugrunde, daß die durch die verschiedenen Rechner verarbeiteten Informationen unterschiedlichen Sicherheitsanforderungen genügen müssen, so daß ein unkontrollierter Zugriff eines der Rechner 20 oder 30 auf die durch den ersten Rechner 10 verarbeiteten sicherheitskritischen Informationen wirkungsvoll verhindert wird.
So betreffen die m dem ersten Rechner 10 verarbeiteten Informationen sicherheitskritische Anforderungen, wie beispielsweise die Motorsteuerung 12 und die
Getriebesteuerung 13, ebenso wie die ABS-/ASR-Steuerung oder einen Gurtstrammer- und Airbagsteuerung, also sämtlich solche Informationen bzw. Funktionen, deren Ausfall oder unkontrollierte Manipulation die Sicherheit des Kraftfahrzeugs bzw. des Kraftfahrzeugführers beeinträchtigende Folgen haben kann. Es bewirken daher die Überprufungsschaltungen 40 und 50 der m Figur 1 dargestellten Fahrzeugrechneranordnung eine Abschirmung des sicherheitskritischen Bereichs (erster Rechner 10, weitere Komponenten 12 bis 17 und zweiter Bus 70) der erfindungsgemäßen Fahrzeugrechneranordnung gegenüber dem vor externen Zugriffen über die Schnittstelle 90 relativ offenen Bereich, umfassend den zweiten Rechner 20, den dritten
Rechner 30, die weiteren Komponenten 22 bis 28 und 31 bis 33 sowie den dritten Bus 80 und den vierten Bus 85.
Andererseits ist es jedoch auch erforderlich, daß eine kontrollierte Kommunikation zwischen dem sicherheitsrelevanten Bereich 100 und dem relativ frei zugänglichen Bereich 200 möglich ist. So werden beispielsweise aus dem sicherheitskπtischen Bereich 100 Informationen der Motor- oder Getriebesteuerung sowie der Sensorgruppen 14 und 17, ebenso beispielsweise wie
Informationen der Gurtstrammer- und Airbagsteuerung 16 an den zweiten Rechner 20 über die erste ÜberprüfungsSchaltung 40 übertragen. Ein Beispiel für solche Informationen sind beispielsweise die Sensorsignale der für die Gurtstrammer- /Airbagsteuerung 16 erforderlichen Informationen der Sensoren 17, die anzeigen, daß ein Aufprall des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis erfolgt ist bzw. Kürze bevorsteht. Diese Informationen werden im Falle eines Unfalls des betroffenen Kraftfahrzeugs beim vorliegenden Ausführungsbeispiel über den ersten Rechner 10, die erste ÜberprüfungsSchaltung 40 und den zweiten Rechner 20 an das Funkgerät 26 weitergeleitet , über das automatisch ein Notruf, beispielsweise bei der nächstgelegenen Polizeidienststelle eingeleitet wird. Ebenso werden beispielsweise auch Daten der Motorsteuerungs- und
Getriebesteuerungs -Sensoren 14, wie beispielsweise der gerade eingelegte Gang, die aktuelle Kühlmittel- oder Öltemperatur des Motors, der momentane Kraf stoffverbrauch oder ähnliche Informationen der an den zweiten Rechner 20 über den dritten Bus 80 angeschlossenen Anzeigeeinheit 25 zur Anzeige zugeführt.
Für die beschriebenen Anwendungsfälle reicht es zunächst aus, daß die beschriebenen Überprüfungsschaltungen 40 und 50 einen Datenaustausch von dem zweiten bzw. dritten Rechner zum ersten Rechner vollständig blockieren und vom ersten zum zweiten bzw. dritten Rechner zumindest für einen Teil der Informationen ermöglichen. Dies bedeutet, daß bei einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Fahrzeugrechneranordnung die Uberprüfungsschaltungen 40, 50 unidirektional selektiv durchlässig sein können. Die Forderung nach einer selektiven Durchlässigkeit der Uberprüfungsschaltungen ergibt sich beispielsweise daraus, daß das Auslesen von beispielsweise motorspezifischen
Kennlinienfeidern, wie eines Einspritzmengen- oder eines Zündzeitpunkt-Kennl ienfeldes durch einen unberechtigten Benutzer nicht möglich se n soll .
Um nun aber beispielsweise die Überarbeitung, einen
Austausch oder eine Ergänzung der m dem ersten Rechner 10 verarbeiteten sicherheitskritischen Betriebsprogramme durch beispielsweise den Kraftfahrzeughersteller zu ermöglichen, ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß die Uberprüfungsschaltungen 40 und 50 durch beispielsweise den Kraftfahrzeughersteller oder eine andere berechtigte Person oder Servicestelle abschaltbar sind, so daß auch eine Informationsübertragung von der Schnittstelle 90 über den zweiten Rechner 20 den ersten Bus 60 zum ersten Rechner 10 und ebenso über den dritten Rechner 30 und den zweiten Bus 70 zum ersten Rechner 10 erfolgen kann. Die Abschaltung der Überprüfungseinrichtungen 40 und 50 kann dabei, wie im vorliegenden Fall durch eine separate, an die Uberprüfungsschaltungen angeschlossene Steuerleitung realisiert werden, ebenso, wie beispielsweise durch eine softwaremäßige Lösung, also beispielsweise durch einen Codewortschutz . Im letzteren Fall würden beispielsweise die Uberprüfungsschaltungen nur für solche Daten durchlässig sein, denen ein bestimmter Header mit einem vorgegebenen Codewort vorangestellt ist.
Wie bereits angedeutet, ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erster geschützter Bereich 100 der Fahrzeugrechneranordnung zur Verarbeitung von sicherheitskritischen bzw. fahrzeugspezifischen Daten, vorzugsweise zur Steuerung von Funktionen und/oder Aggregaten des Kraftfahrzeugs und/oder zur Erfassung von fahrzeugspezifischen Informationen vorgesehen. Darüber hinaus ist ein weiterer Bereich, umfassend den zweiten Rechner 20, den dritten Bus 80 und den an diesen angeschlossenen weiteren Komponenten 22 bis 28 vorzugsweise zur Verarbeitung von Informationen multimedialer Anwendungen, insbesondere von Daten eines Rundfunkempfängers 22, weiterer Audiosignalquellen 24, eines Mobilfunktelefons 26 und eines Navigationsgeräts 28 vorgesehen. Schließlich ist ein dritter Rechner, der ebenfalls dem ungeschützten Bereich 200 zugeordnet ist, zur Verarbeitung von Informationen der Bodyelektronik, nämlich von in Form von weiteren Komponenten an den vierten Bus 85 angeschlossenen Steuergeräten für die Zentralverriegelung 31, das
Schiebedach 32 und die Sitz- und Spiegelverstellung 33 vorgesehen.
Damit wird eine Auftrennung des Betriebsprogramms für die Fahrzeugrechneranordnung dahingehend erreicht, daß ein erster Teil der Betriebsprogramme, nämlich die für den ersten geschützten Bereich 100 vorgesehenen
Betriebsprogramme nur für einen berechtigten Personenkreis, insbesondere den Kraftfahrzeughersteller, im Sinne einer Aktualisierung oder eines Auslesens der Betriebsprogramme zugänglich ist, wahrend em zweiter nicht oder nur partiell geschützter Bereich 200 auch für Zuliefer- oder Servicefirmen oder auch den Kraftfahrzeughalter zugänglich
Eine bevorzugte Auftrennung der Betriebsprogramme erfolgt dabei nach dem Kriterium sicherheitskritisch bzw. kraf fahrzeug-proprietar und nicht bzw bedingt sicherheitskπtisch, nicht kraftfahrzeug-proprietar , Multimedia- und FIS- (Fahrer-Informations-System) anwendungen. E Beispiel für letztgenannte Anwendungen waren beispielsweise em Termmplaner, Computerspiele, eine Textverarbeitung oder unter Umstanden auch ein Internet- Zugang .
Wahrend beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Auftrennung der Betriebsprogramme bzw der Fahrzeugrechneranordnung m einen ersten sicherheitskritischen und einen zweiten nicht bzw bedingt sicherheitskritischen Bereich vorgeschlagen wird, ist es jedoch auch möglich, eine Auftrennung der Fahrzeugrechneranordnung bzw. der Betriebsprogramme nach anderen Kriterien, beispielsweise echtzeit- und nicht echtzeitkritischen Anwendungen vorzunehmen
Obwohl in Figur 1 die erste und die zweite Uberprufungsschaltung 40 und 50 als separate Schaltungen dargestellt sind, sind diese beim vorliegenden Ausführungsbeispiel vorzugsweise den ersten Rechner 10 bzw. den dritten Rechner 30 integriert, und m diesen m Form von Software ausgeführt .

Claims

Ansprüche
1. Fahrzeugrechneranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, eine Bahn, ein Flugzeug oder Schiff, mit
- mindestens zwei Rechnern, und
- mindestens einem Datenbus, über den die mindestens zwei Rechner miteinander verbunden sind dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine
ÜberprüfungsSchaltung (40) zwischen einem ersten (10) und einem zweiten (20) der mindestens zwei Rechner (10, 20) angeordnet ist, die prüft, ob für in dem ersten (10) oder dem zweiten Rechner (20) verarbeitete bzw. zu verarbeitende Daten ein Datenaustausch zwischen dem ersten (10) und dem zweiten Rechner (20) zugelassen ist, und die den Datenaustausch für den Fall sperrt, daß dieser für die überprüften Daten nicht zugelassen ist .
2. Fahrzeugrechneranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Rechner (10, 20, 30) über Datenbusse (60, 70, 80) derart miteinander verbunden, daß jeder der mehr als zwei Rechner (10, 20, 30) mit mindestens einem anderen der mehr als zwei Rechner (20, 30, 10) verbunden ist, und daß zumindest in einer Untermenge der Verbindungen zwischen den mehr als zwei Rechnern (10, 20, 30) Uberprüfungsschaltungen (40, 50) zur Prüfung und gegebenenfalls Unterbindung des Datenaustausche zwischen den miteinander verbundenen Rechnern (10, 20, 30) angeordnet sind.
3. Fahrzeugrechneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine
Überprüfungsschaltung (40) in einen der mindestens zwei miteinander verbundenen Rechner (10, 20) integriert ist.
4. Fahrzeugrechneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfungsschaltung (40) abschaltbar ist, so daß nach Abschaltung der Uberprüfungsschaltung (40) ein Datenaustausch zwischen dem ersten (10) und dem zweiten (20) der mindestens zwei Rechner (10, 20) auch für solche Daten möglich ist, die für den Austausch zwischen erstem Rechner (10) und zweitem Rechner (20) gesperrt sind.
5. Fahrzeugrechneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schnittstelle (90) zur Kommunikation der
Fahrzeugrechneranordnung mit externen Komponenten vorgesehen ist, und daß die oder eine weitere Uberprüfungsschaltung (40) zwischen der mindestens einen Schnittstelle (90) und mindestens einem der mindenstens zwei Rechner (10, 20) angeordnet ist.
6. Fahrzeugrechneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein erster der mindestens zwei Rechner (10, 20) zur Verarbeitung von fahrzeugspezifischen Daten, vorzugsweise zur Steuerung von Funktionen und/oder Aggregaten des Fahrzeugs und/oder zur
Erfassung von fahrzeugspezifischen Informationen, vorgesehen ist.
7. Fahrzeugrechneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein erster der mindestens zwei Rechner (10, 20) zur Verarbeitung von fahrzeugspezifischen Daten vorgesehen ist, und daß an den mindestens ersten Rechner (10) weitere Komponenten (12, 13, 15, 16), vorzugsweise Steuergeräte zur Steuerung von Funktionen und/oder Aggregaten des Fahrzeugs, Fühler (14, 17) zur Erfassung fahrzeugspezifischer Informationen und/oder Anzeigeinstrumente (25) zur Darstellung von Betriebsdaten des Fahrzeugs, angeschlossen sind.
8. Fahrzeugrechneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zweiter Rechner (20) der mindestens zwei Rechner (10, 20) zur
Verarbeitung von Daten multimedialer Anwendungen, insbesondere von Daten eines Rundfunkempfängers (22), weiterer Audiosignalquellen (24), eines Mobilfunktelefons (26), und eines Navigationsgeräts (28), vorgesehen ist.
9. Fahrzeugrechneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der mindestens zwei Rechner (10, 20) ein Standard-Personal -Computer ist, und daß mindestens eine Teilmenge der mindestens zwei Rechner (10, 20) mittels eines für einen Standard-Personal - Computer vorgesehenen Standard-Betriebssystems untereinander und/oder mit den weiteren Komponenten (12, 13, 14, 15, 16, 17, 22, 24, 25, 26, 28, 31, 32, 33) kommunizieren.
10. Fahrzeugrechneranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (90) in Form eines Compact-Disc-Lesegeräts ausgebildet ist, und daß durch Auswertung von auf einer in das Compact-Disc-Lesegerät (90) eingelegten Compact-Disc gespeicherten Daten das Betriebsprogramm der Fahrzeugrechneranordnung, von Teilen der Fahrzeugrechneranordnung oder von an einen der Rechner (10, 20) angeschlossenen weiteren Komponenten (12, 13, 14, 15, 16, 17, 22, 24, 25, 26, 28, 31, 32, 33) ganz oder teilweise austausch- oder aktualisierbar ist .
11. Fahrzeugrechneranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (90) durch ein als weitere Komponente an einen der mindestens zwei Rechner (10, 20) angeschlossenes Funkgerät (26) , inbesondere em GSM- Mobilfunktelefon, realisiert ist, und daß zur Änderung und/oder Aktualisierung von Teilen des Betriebsprogramms der Fahrzeugrechneranordnung, von Teilen der
Fahrzeugrechneranordnung oder von an einen der mindestens zwei Rechner (10, 20) angeschlossenen weiteren Komponenten (12, 13, 14, 15, 16, 17, 22, 24, 25, 26, 28, 31, 32, 33) nach Herstellung einer Funkverbindung zwischen dem Funkgerät (26) und einem Datenanbieter von dem Datenanbieter gesendete Daten von dem Funkgerät (26) empfangbar sind.
12. Fahrzeugrechneranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (90) durch einen als weitere Komponente an einen der mindestens zwei Rechner (10, 20) angeschlossenen Funkempfänger (22), insbesondere einen Rundfunkempfänger, realisiert ist, und daß zur Änderung und/oder Aktualisierung von Teilen des Betriebsprogramms der Fahrzeugrechneranordnung, von Teilen der Fahrzeugrechneranordnung oder von an einen der Rechner (10, 20) angeschlossenen weiteren Komponenten (12, 13, 14, 15, 16, 17, 22, 24, 25, 26, 28, 31, 32, 33) Daten als Funksignale von dem Funkempfänger empfangbar sind.
13. Fahrzeugrechneranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (90) durch einen Chipkartenleser realisiert ist, und daß zur Änderung und/oder Aktualisierung von Teilen des Betriebsprogramms der Fahrzeugrechneranordnung, von Teilen der
Fahrzeugrechneranordnung oder von an einen der Rechner (10, 20) angeschlossenen weiteren Komponenten (12, 13, 14, 15, 16, 17, 22, 24, 25, 26, 28, 31, 32, 33) Daten von einer in den Chipkartenleser eingelegten Chipkarte auswertbar sind.
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