WO2008006567A1 - Neuprogrammierung von elektronischen fahrzeug-steuereinheiten über eingebaute peripherien für austauschbare datenspeicher - Google Patents

Neuprogrammierung von elektronischen fahrzeug-steuereinheiten über eingebaute peripherien für austauschbare datenspeicher Download PDF

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Attila KOMLÓSI
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Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
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Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for updating software components of vehicle-mounted electronic control units via a device having a peripheral for accessing exchangeable data storage media.
  • setting up a diagnostic download mode, checking the vehicle condition, or initiating the download mode may be different in as few as two vehicles of the same manufacturer. Such differences must be handled by the multimedia device.
  • the multimedia device incorporated into the vehicle during manufacture of the vehicle also includes the diagnostic software module, then it may be difficult to handle the same type of multimedia devices with different diagnostic software modules. If the diagnostic Software module is loaded into the multimedia device during production of the vehicle, this requires additional time.
  • a further disadvantage of the known arrangement is that there is a considerable difference in that the communication networks are responsible for normal, function-related communication (for example, cooperation between two electronic control units to perform an ASR, speed control, etc.) and for diagnostic communication may be used in the vehicle independent (separate) networks with different physical layers, communication packets and / or communication messages and protocols.
  • the information for checking the vehicle state, sending messages to the driver, and so on may usually be detected by the normal interconnection network of the electronic control units, which is standardized by, for example, the well-known standard SAE J1939.
  • the networks used for diagnostic communication may be completely different, for example standardized by the SAE J1587 standard, a K-line, a LIN (Local Interconnect Network) bus and the like, which are mainly used in the automotive industry and special drivers for physical Require layers.
  • connection to the update operator is a one-way connection except for initiating the download mode, there is no reference to download the new configuration module compatible with the downloaded new code, and may be the download of new software for an electronic control unit
  • the invention is therefore based on the object to provide an apparatus and a method for updating software components of the built-in vehicle electronic control units, by means of which the aforementioned disadvantages and problems are solved.
  • the object of the invention is achieved by a device for reprogramming an electronic control unit of a vehicle, characterized by: - at least one function-oriented electronic
  • Control unit for controlling operating conditions and output / input devices of the vehicle
  • a first communication network for performing function-oriented communication in the vehicle, which ches the at least one function-oriented electronic control unit connects
  • An electronic update control unit for performing an update of software components of the at least one function-oriented control unit via a predetermined diagnostic protocol
  • a second communication network for performing a diagnostic communication with the vehicle and the electronic update control unit connecting the at least one function-oriented electronic control unit and the electronic update control unit;
  • an exchangeable data storage medium containing software components necessary for updating the at least one electronic control unit; wherein the update control unit is for updating a software component of an electronic target
  • Control means of the at least one electronic control device communicates with the device having the peripheral device for reading and / or writing to the exchangeable data storage medium and with the electronic target control unit.
  • a device in a vehicle for reprogramming an electronic control unit comprising means of the vehicle having an exchangeable data medium peripheral device usable for reading or writing removable data storage media, a communication network usable for diagnostic communication a communication network used for normal, function-oriented communication, wherein necessary information for determining a safe state of the vehicle can be found therein, messages can be sent to a device with an alphanumeric display, and responses from the vehicle operator. serviceable to an interchangeable portable data storage medium containing the downloadable software components and an electronic update control unit of the vehicle that manages the updating of software components via a diagnostic protocol, using an electronic data interchange memory device Device and communicates with an electronic destination control unit.
  • an instrument arrangement is connected to an alphanumeric display for performing an interactive communication with a vehicle operator with the at least one electronic control unit.
  • the electronic update control unit is connected to a GSM interface which provides a diagnostic remote connection via a GSM system.
  • the device connected to an interchangeable data storage peripheral device is fixedly mounted in the vehicle and one of the following:
  • an entertainment device using the peripheral device for removable data storage media to play and / or record multimedia data
  • an on-board computer providing a plurality of auxiliary functions with a removable data storage peripheral device capable of reading and / or describing the removable data storage media;
  • a data storage peripheral of a GPS system that is usable for accessing or updating its database.
  • the removable data storage medium is a Compact Disc (CD), a Digital Versatile Disc (DVD), a removable hard disk, a memory stick, a ZIP diskette, a videotape, a floppy disk or a USB plug-in drive connectable to a USB port. It is also preferred that the removable data storage medium include the downloadable software components and at least one of the following:
  • the electronic update control unit handling the updating of software components is one of the following:
  • - a multimedia device; a device providing GSM connections;
  • the second communication network designed for diagnostic communication can be used in the maintenance stations for diagnosis purposes; and a common diagnostic protocol is provided for communicating with all electronic control units in the vehicle.
  • the first communication network designed for the function-oriented communication
  • - Provides a communication medium for the at least one function-oriented electronic control unit for achieving vehicle functions that require cooperation of more than one electronic control unit;
  • the first and the second communication network are two physically independent networks.
  • the physically independent networks are wireless networks.
  • the first and the second communication network are physically one and the same network and therefore the diagnostic communication including the updating of software components and the function-oriented communication are performed on one and the same network.
  • the physically one and the same network is a wireless network.
  • an update method is proposed, which is used by the electronic update control unit is executed and includes the following steps:
  • the updating process itself is a stand-alone, platform-independent, customer-programmable software component that can be developed, debugged, tested, and downloaded by vehicle manufacturers into the electronic update control unit, thus providing them with the utmost in product sophistication Freedom to adapt and optimize the updating process.
  • the electronic update control unit which is connected to the communication network of the vehicle and thereby has a diagnostic connection and optionally a larger non-volatile memory, not only for purposes of software update, but also for other functions, such as the extraction of data from the GPS navigation system or the overall driver behavior and the like available.
  • This collected data may also be backed up to a writable multimedia storage if a device with a removable data storage peripheral supports such writing.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment of a vehicle network configured to update the software of an electronic control unit having a peripheral for accessing removable data storage media, indicating how the electronic control unit of an electronic update control device is connected to the vehicle network;
  • FIG. 2 is a flowchart of an update process according to an embodiment.
  • Downloadable software components such as the main operating software, the so-called boot loader, the device configuration and so on, are contained on a removable data medium or removable media and are downloaded to the embedded electronic control units via the same download or download protocol that is also included in the Customer service stations is used. Moreover, it is possible to collect data from the communication networks of the vehicle and to enable the data storage peripherals or the data storage peripherals to retrieve the obtained data such as error memories of the electronic control units, learned data, GPS route data Tachograph speed charts and so on write to a writable medium. With a GSM interface, a remote diagnosis session can then be made possible.
  • ECUs electronice control units
  • These electronic control units include a suitable microcontroller that executes configurable software that performs the required control functions.
  • This type of solution is used for, for example, controlling the fuel injection into the internal combustion engine, improves the conventional Brake functionally by ABS, ASR and the like, or controls a retarder and so on.
  • safety-critical equipment may include such software, but also less important equipment such as an air conditioner, a GPS system, a windshield wiper system, and the like.
  • These intelligent control units are usually connected to one another via a communication medium (mainly a CAN bus according to the SAE J1939 standard, but other solutions are also known). This makes it possible to increase the performance of the vehicle through inter-device communication (for example, ASR or cruise control).
  • a communication medium mainly a CAN bus according to the SAE J1939 standard, but other solutions are also known. This makes it possible to increase the performance of the vehicle through inter-device communication (for example, ASR or cruise control).
  • the software installed in the electronic control units of a vehicle becomes an ever more essential component of the vehicle, whose maintenance needs become more and more important.
  • the total amount of software can already be quantified in megabytes, so updating such a large amount of code requires a fast, reliable and cost-effective method of downloading code.
  • each electronic control unit may be accomplished by providing, ie installing, a special "ECU reprogramming control ECU", ie an electronic control unit that controls the reprogramming of another electronic control unit and hereafter referred to as "electronic update control unit". is referred to be performed.
  • ECU reprogramming control ECU an electronic control unit that controls the reprogramming of another electronic control unit and hereafter referred to as "electronic update control unit”.
  • the electronic update control unit controls the data storage peripherals via the communication network to which it is connected, can access the data on the removable data medium inserted in the data storage peripherals via the communication line, checks the vehicle state, determines whether the vehicle is in a secure state for the (relatively long) software download process, establishes diagnostic connections with the electronic control units to be updated, and downloads the necessary software modules, initiates specific post-upgrade operations, if needed, can use a remote diagnostic session of an optional GSM interface, and can perform simple, non-hazardous diagnostic queries on, for example, brake pad wear and the like, using its built-in diagnostic software module and basic instructions.
  • FIG. 1 shows, in simplified terms, a network including the electronic update control unit according to an exemplary embodiment.
  • the illustration shows a simple vehicle network, which consists of only one segment.
  • multiple network segments are present in a vehicle due to increased communication security.
  • the more safety-critical devices are interconnected to form a separate network segment, and other, less important devices are interconnected to other segments, so that in this way and A failure of an electronic control unit only its own segment, but can not block the entire bus.
  • the device 1 initially comprises electronic control units 2a to 2n. These "normal" control units 2a to 2n are responsible for a particular function in the vehicle by executing internal software whose software components may at some point require updating.
  • the electronic control units 2a to 2n are connected by means of a connection 4 or connections 4a to 4n to a communication network 6, which is used for normal, function-related communication between the electronic control units 2a to 2n.
  • the electronic control units 2a to 2n are connected by means of a connection 3 or connections 3a to 3n to a communication network 5 which is used for diagnostic communication between the electronic control units 2a to 2n.
  • An electronic update control unit 9 is connected to the communication network 6 by means of a connection 7 and to the communication network 5 by means of a connection 8.
  • the electronic update control unit 9 is connected by means of a connection 10 to a device 11 with a data storage peripheral in order to send commands or to request data from an exchangeable, portable data storage medium 13, which communicates via a connection 12 the device 11 is connected.
  • This logical connection 10 may assume the value "true" for the diagnostic bus, ie the communication network 5, or for the normal, function-oriented communication network 6, or may also be any other point-to-point connection such as RS232, I2C, USB and the like be.
  • the electronic update control unit 9 is connected by means of a connection 14 to a GSM interface 15 in order to open up a possibility for remote diagnosis sessions.
  • the communication network 5 is used for diagnostic communication in accordance with the diagnostic protocol KWP2000 (the International Standard ISO 14230-4 based KeyWord Protocol 2000).
  • This network can be a SAE J1939 CAN network, a SAE J1587 network, a K-line or a Local Area Network (LIN) bus connection.
  • KWP2000 the International Standard ISO 14230-4 based KeyWord Protocol 2000.
  • This network can be a SAE J1939 CAN network, a SAE J1587 network, a K-line or a Local Area Network (LIN) bus connection.
  • LIN Local Area Network
  • the communication network 6 is used for function-related data exchange, which is necessary for the normal operation of the vehicle.
  • This communication network or bus 6 is used by the electronic update ECU 9 to receive responses from the vehicle operator through an activity 16, which may consist of, for example, pressing a switch or a pedal, and the like, and to send commands and / or Ask the vehicle operator (driver) by sending commands to an electronic control unit 2a to 2n with an alphanumeric display 17 to display a message or by playing a sound if available and the like.
  • the interchangeable data storage peripheral device 11 in the embodiment described herein is a multimedia entertainment device (primarily a CD or DVD drive) which is also already part of the vehicle but does not have the electronic update control unit 9, and also others normal functions, such as playing audio CD 1 s, DVD's, or updating the database of a GPS system (not shown).
  • the replaceable data memory 13 is a high-capacity replaceable data medium, such as a CD or a DVD containing the downloadable software, which is insertable into the device 11.
  • This data medium contains the downloadable software modules, for example a code executable by a control unit or a controller or an electronic control unit configuration, for all electronic control units 2a to 2n present in the relevant vehicle, a list of version identifiers, which are contained on the update data medium, ie, the removable data storage medium 13, and a command file for the electronic update control unit 9, which describes what to update in accordance with an updating method (to be described later).
  • the removable data storage medium 13 may also include a new update method, such as a new update algorithm, or new software of the electronic update control unit 9 executing the update procedure.
  • the GSM interface 15 is a GSM interface known per se for establishing remote diagnostic connections to the electronic control units 2a to 2n.
  • FIG. 2 shows a flowchart of an updating process according to an exemplary embodiment.
  • the prefix "MESSAGE:” means an instruction to display a message sent to the electronic control unit with the alphanumeric display.
  • the prefix "HOLE:” means an activity for receiving a response from the vehicle operator (the driver).
  • the software of the electronic update control unit 9 consists of two parts.
  • the first part is a basic platform software including general functions as well as any kind of software modules, by customer, vehicle type, type of electronic multimedia control unit, vehicle network topology and the like are independent. This first part will not be further described herein.
  • the second part consists of ultimately programmable software components, such as configuration parameters of the electronic update control unit 9, such as active network connections, or external software components, i. the update method, and optionally updatable software components, such as data storage peripheral drivers, customer-specific implementations of the diagnostic protocol, alphanumeric display drivers, and the like.
  • configuration parameters of the electronic update control unit 9 such as active network connections, or external software components, i. the update method
  • optionally updatable software components such as data storage peripheral drivers, customer-specific implementations of the diagnostic protocol, alphanumeric display drivers, and the like.
  • the updating method 200 shown in FIG. 2 is merely an example of a fundamentally suitable updating algorithm that utilizes the key capabilities of the electronic update control unit 9. Since the update algorithm itself is usually vehicle-type does not need to mention that this example updating algorithm is merely a description of how an implementation of the electronic update control unit 9 operates.
  • a first block of the update algorithm begins with a step 201 in which the electronic update control unit 9 detects whether a removable data storage medium 13 is connected to the removable data storage peripheral device 11. This can be done, for example, by a status change indication message of the device 11 to the electronic update control unit 9 or by periodically polling the electronic update control unit 9 as to whether the media availability status has changed. This polling may be unconditionally or conditional depending on a particular condition of the vehicle.
  • a new removable data storage medium 13 is connected to the device 11, it must be decided whether or not the inserted data storage medium 13 is a suitable removable data storage medium 13 containing consistent data for updating software components in the vehicle. This is done by the electronic update control unit 9 by checking the contents of the removable data storage medium 13.
  • a second block of the update algorithm consists of steps 202-205.
  • This second block checks to see if the vehicle is in a safe state to perform a software component update. This is done by collecting a set of vehicle state parameters from the communications network 6, for example by checking whether the engine is stopped (step 202), and / or checking whether the parking brake is engaged (step 204) and / or checking whether the transmission shift lever is in the neutral position (not shown), and the like. If the result in step 202 is "No", the process branches to step 203, where a message is issued to the driver to stop the engine, and then rechecks in step 202. If the result in step 203 is "Yes ", the flow advances to step 204.
  • step 204 If the result in step 204 is "No", the flow branches to step 205 where a message is issued to the driver to activate the parking brake and then rechecks in step 204. If the result in step 204 is " Yes, the flow advances to step 206.
  • a third block of the update algorithm consists of steps 206-208. This block reads the update command file in step 206 and checks in step 207 if it is correct and executable. More specifically, it is checked whether the file is unusable or damaged or not, whether the software components to be updated are available, and whether the target electronic control units involved in the software update process are available in the vehicle and operate correctly for the download process.
  • step 208 a message is issued to the driver that the command file is unreadable, and the flow advances to step 214 where the updating process 200 is ended. If the result of the check in Step 207 is "Yes", the flow advances to Step 209.
  • a fourth block comprising steps 209 through 210 consists of automatically checking the versions of the current software component in the destination electronic control unit 2x and the corresponding new software component available on the removable data storage medium 13. With the two known version identifiers, the electronic update control unit 9 decides whether this software component is to be updated or not.
  • step 209 the next list item in the update command file on the removable data storage medium 13 is picked up, and it is checked in step 210 whether or not the software component corresponding to that list item in the target electronic control unit 2 x is to be updated. If the result of the check is "No", the flow returns to step 209 to pick up the next list item. If the result of the check is "Yes", the flow advances to a step 211.
  • a fifth block consisting of steps 211 through 212, in step 211 generates an inquiry to the vehicle operator as to whether the vehicle is ready to perform an approximately estimated, estimated time-consuming update of a software component, and requests a step 212 appropriate response from the driver.
  • step 212 If the answer in step 212 is yes, a sixth block is executed. If the answer is "No", the current entry in the update command file is skipped, the flow returns to step 209 and, starting from the fourth block, the process described above is executed again with the next item of the update command file.
  • the sixth block consisting of step 213, is the key activity of the electronic update control unit 9.
  • the diagnostic download session is set up with the target electronic control unit 2x, and the new software component is downloaded and checked.
  • the updating process 200 is ended and the target electronic control unit 2 is returned to normal operation.
  • the invention provides the following solutions and remedies to the disadvantages of known arrangements.
  • connection to the driver is an interactive connection so that therefore the vehicle operator can influence the operation of the electronic update control unit, respond to questions sent to him, handle random interruptions of the download, and so on.
  • Subsequent operations after downloading a new configuration of an electronic control unit may also be performed, and the driver may respond to whether the requested operation has occurred.
  • the software components of the electronic update control unit itself can also be extended and improved.
  • the electronic update control unit Since the electronic update control unit is connected to the normal communication line of the vehicle (refer to the element B in Fig. 1), it can be used for collecting certain data in accordance with optional specified items. After reaching a certain extent, these data can then be stored by means of a writable data medium or sent via the optionally connected GSM interface to a central database server.
  • the optionally connected GSM interface enables diagnostic connections or data transmissions.
  • test of the vehicle state that is safe for the download session taking into account the state of the service brakes and the parking brake, is carried out in a more detailed manner.

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Abstract

Vorgeschlagen werden eine Vorrichtung in einem Fahrzeug zum Neuprogrammieren einer elektronischen Steuereinheit, mit einer Einrichtung des Fahrzeugs mit einem Peripheriegerät für ein austauschbares Datenmedium, das zum Lesen oder Beschreiben von austauschbaren Datenspeichermedien verwendbar ist, einem Kommunikationsnetzwerk, das für eine diagnostische Kommunikation verwendbar ist, einem Kommunikationsnetzwerk, das für eine normale, funktionsorientierte Kommunikation verwendet wird, wobei notwendige Informationen zum Ermitteln eines sicheren Zustands des Fahrzeugs in dieser auffindbar sind, Nachrichten an eine Einrichtung mit einer alphanumerischen Anzeige sendbar sind, und Antworten von dem Fahrzeugbediener empfangbar sind, einem austauschbaren Datenspeichermedium, auf dem die herunterladbaren Softwarekomponenten enthalten sind, und einer elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit des Fahrzeugs, die die Aktualisierung von Softwarekomponenten über ein Diagnoseprotokoll handhabt, wobei sie mit einer das Peripheriegerät für austauschbare Datenspeicher aufweisenden elektronischen Einrichtung und mit einer elektronischen Ziel-Steuereinheit kommuniziert, sowie ein Verfahren für den Betrieb der Vorrichtung.

Description

Neuprogrammierung von elektronischen Fahrzeug-Steuereinheiten über eingebaute Peripherien für austauschbare Datenspeicher
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aktualisieren von Softwarekomponenten der in ein Fahrzeug eingebauten elektronischen Steuereinheiten über eine Einrichtung mit einer Peripherie zum Zugreifen auf austauschbare Datenspeichermedien .
Aus der US 2004/6823247B1 ist ein Neuprogrammieren von elektronischen Steuereinheiten (ECUs) über eigenständige Multimedia-Unterhaltungssysteme ohne Belegung von Wartungskapazitäten in einer autorisierten Kundendienststelle bekannt.
Die in dieser Druckschrift vorgeschlagene Lösung zur Aktuali- sierung des schnell wachsenden Umfangs von Software in elektronischen Steuereinheiten weist Nachteile dahingehend auf, dass die Handhabung oder Verwaltung der Aktualisierung von Softwaremodulen Aufgabe des Multimediageräts ist, so dass dies eine beträchtliche Softwareunterstützung in der Steuer- einrichtung des Multimediageräts erfordert, um ein diagnostisches Softwaremodul auszuführen. Dies ist jedoch keine der Aufgaben, für welche ein Multimediagerät ausgelegt ist.
Ferner kann die Einrichtung einer diagnostischen Herunterladebetriebsart bzw. Downloadsession, die Prüfung des Fahrzeug- zustands oder das Initiieren des Herunterlademodus sich in bereits nur zwei Fahrzeugen desselben Herstellers unterscheiden. Derartige Unterschiede müssen von dem Multimediagerät gehandhabt werden .
Darüber hinaus kann es dann, wenn das während der Herstellung des Fahrzeugs in dieses eingebaute Multimediagerät auch das diagnostische Softwaremodul enthält, schwierig sein, denselben Typ von Multimediageräten mit unterschiedlichen diagnostischen Softwaremodulen zu handhaben. Falls das diagnostische Softwaremodul während der Produktion des Fahrzeugs in das Multimediagerät geladen wird, erfordert dies zusätzliche Zeit.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht in einem beträchtlichen Unterschied dahingehend, dass die Kommunikationsnetzwerke, die zur normalen, funktionsbezogenen Kommunikation (beispielsweise einer Zusammenarbeit zweier elektronischer Steuereinheiten zur Durchführung einer Antischlupf- regelung (ASR) , einer Geschwindigkeitsregelung und so weiter) und zur diagnostischen Kommunikation verwendet werden, in dem Fahrzeug unabhängige (separate) Netzwerke mit unterschiedlichen physikalischen Schichten, Kommunikationspaketen und/oder Kommunikationsmeldungen und Protokollen sein können. Die Informationen zum Prüfen des Fahrzeugzustands, zum Senden von Meldungen an den Fahrer und so weiter können üblicherweise von dem normalen Zwischenverbindungsnetzwerk der elektronischen Steuereinheiten erfasst werden, das durch zum Beispiel die weit reichend bekannte Norm SAE J1939 standardisiert ist. Die zur diagnostischen Kommunikation verwendeten Netzwerke können jedoch vollkommen anders sein, zum Beispiel standardisiert durch die Norm SAE J1587, eine K-Leitung, ein LIN (Local Interconnect Network) -Bus und dergleichen, welche hauptsächlich in der Automobilindustrie verwendet werden und spezielle Treiber für physikalische Schichten erfordern.
Außerdem ist die Verbindung zu dem Aktualisierungsoperator eine Einweg-Verbindung mit Ausnahme des Initiierens des Herunterlademodus, gibt es keine Referenz zum Herunterladen des neuen Konfigurationsmoduls, das mit dem heruntergeladenen neuen Code kompatibel ist, und kann das Herunterladen einer neuen Software für eine elektronische Steuereinheit als
Nebeneffekt in einem Löschen von notwendigen fahrzeugspezifischen Informationen, beispielsweise vorangehend erfassten fahrzeugspezifischen Daten wie etwa den Versatz bzw. die Regelabweichung von elektromechanischen Sensoren (zum Bei- spiel Pedalen) , resultieren, weil solche Daten in der neuen Konfiguration einen Anfangswert haben können. Daher können einige spezielle Bedienvorgänge vor dem Beginn der normalen Benutzung des Fahrzeugs notwendig sein, wie beispielsweise das Drücken eines Pedals, um einen Installationsoffset eines Winkelsensors zu erfassen. Solche Wechselbeziehungen, oder Interaktionen, Anforderungen von dem Fahrer und Antworten des Fahrers werden, falls erforderlich, in der bekannten Anordnung nicht gehandhabt .
Schließlich gibt es keine Referenz betreffend eine "Selbstaktualisierung", d.h. das Aktualisieren des diagnostischen Softwaremoduls selbst, in der Einrichtung, die zum Aufbauen der diagnostischen Herunterladesitzung verwendet wird, gibt es keine Referenz zum Speichern irgendwelcher von dem Fahrzeug gesammelten Informationen durch beispielsweise Schreiben dieser Daten auf ein beschreibbares Medium, und ist eine dia- gnostische EchtZeitverbindung zu einer zentralen Datenbank oder Kundendienststelle nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aktualisieren von Softwarekomponenten der in ein Fahrzeug eingebauten elektronischen Steuer- einheiten zu schaffen, mittels der die vorgenannten Nachteile und Probleme gelöst werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Vorrichtungsanspruchs 1 sowie durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 14 gelöst .
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.
Somit wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zum Neuprogrammieren einer elektronischen Steuereinheit eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch: - zumindest eine funktionsorientierte elektronische
Steuereinheit zur Steuerung von Betriebszuständen und Ausgabe-/Eingabe-Einrichtungen des Fahrzeugs;
- ein erstes Kommunikationsnetzwerk zur Durchführung einer funktionsorientierten Kommunikation in dem Fahrzeug, wel- ches die zumindest eine funktionsorientierte elektronische Steuereinheit verbindet;
- eine elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit zur Durchführung einer Aktualisierung von Softwarekomponenten der zumindest einen funktionsorientierten Steuereinheit über ein vorbestimmtes Diagnoseprotokoll;
- ein zweites Kommunikationsnetzwerk zur Durchführung einer diagnostischen Kommunikation mit dem Fahrzeug und der elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit, welches die zu- mindest eine funktionsorientierte elektronische Steuereinheit und die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit verbindet;
- eine Einrichtung, die mit einem Peripheriegerät zum Lesen und/oder Beschreiben eines austauschbaren Datenspei- chermediums verbunden ist; und
- ein austauschbares Datenspeichermedium, auf dem zur Aktualisierung der zumindest einen elektronischen Steuereinheit notwendige Softwarekomponenten enthalten sind; wobei die Aktualisierungs-Steuereinheit zur Aktualisie- rung einer Softwarekomponente einer elektronischen Ziel-
Steuereinrichtung der zumindest einen elektronischen Steuereinrichtung mit der das Peripheriegerät zum Lesen und/oder Beschreiben des austauschbaren Datenspeichermediums aufweisenden Einrichtung und mit der elektronischen Ziel-Steuerein- heit kommuniziert.
Es wird somit eine Vorrichtung in einem Fahrzeug zum Neuprogrammieren einer elektronischen Steuereinheit vorgeschlagen mit einer Einrichtung des Fahrzeugs mit einem Peripheriegerät für ein austauschbares Datenmedium, das zum Lesen oder Be- schreiben von austauschbaren Datenspeichermedien verwendbar ist, einem Kommunikationsnetzwerk, das für eine diagnostische Kommunikation verwendbar ist, einem Kommunikationsnetzwerk, das für eine normale, funktionsorientierte Kommunikation verwendet wird, wobei notwendige Informationen zum Ermitteln eines sicheren Zustands des Fahrzeugs in dieser auffindbar sind, Nachrichten an eine Einrichtung mit einer alphanumerischen Anzeige sendbar sind, und Antworten von dem Fahrzeugbe- diener empfangbar sind, einem austauschbaren, portablen Datenspeichermedium, auf dem die herunterladbaren Softwarekomponenten enthalten sind, und einer elektronischer Aktuali- sierungs-Steuereinheit des Fahrzeugs, die die Aktualisierung von Softwarekomponenten über ein Diagnoseprotokoll handhabt, wobei sie mit einer das Peripheriegerät für austauschbare Datenspeicher aufweisenden elektronischen Einrichtung und mit einer elektronischen Ziel-Steuereinheit kommuniziert.
Bevorzugt ist eine Instrumentenanordnung mit einer alphanume- rischen Anzeige zur Durchführung einer interaktiven Kommunikation mit einem Fahrzeugbediener mit der zumindest einen elektronischen Steuereinheit verbunden.
Vorteilhaft ist die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit mit einer GSM-Schnittstelle verbunden, die eine diagnos- tische Fernverbindung über ein GSM-System bereitstellt.
Weiter bevorzugt ist die mit einem Peripheriegerät für austauschbare Datenspeichermedien verbundene Einrichtung fest in das Fahrzeug eingebaut und eine der nachstehenden:
- ein Unterhaltungsgerät, bei dem das Peripheriegerät für austauschbare Datenspeichermedien zum Abspielen und/oder Aufzeichnen von multimedialen Daten verwendet wird;
- ein Bordrechner, der eine Vielzahl von Hilfsfunktionen bereitstellt, mit einem Peripheriegerät für austauschbare Datenspeichermedien, das in der Lage ist, die austauschbaren Datenspeichermedien zu lesen und/oder zu beschreiben;
- eine Datenspeicherperipherie eines GPS-Systems, die zum Zugreifen auf oder Aktualisieren dessen Datenbank verwendbar ist .
Vorteilhaft ist das austauschbare Datenspeichermedium eine Compact Disc (CD) , eine Digital Versatile Disc (DVD) , eine austauschbare Festplatte, ein Speicherstift, eine ZIP- Diskette, ein Videoband, eine Diskette oder ein mit einem USB-Anschluß verbindbares USB-Stecklaufwerk. Auch bevorzugt wird, dass das austauschbare Datenspeichermedium die herunterladbaren Softwarekomponenten und zumindest eines der folgenden enthält :
- eine Liste von verfügbaren und aktuellen Softwarever- sionen;
- fahrzeugspezifische Informationen;
- eine Aktualisierungsbefehlsdatei.
Des weiteren bevorzugt wird, dass die die Aktualisierung von Softwarekomponenten handhabende elektronische Aktualisie- rungs-Steuereinheit eine der folgenden ist:
- eine separate elektronische Steuereinheit des Fahrzeugs ;
- ein Bordrechner;
- eine Multimedia-Einrichtung; - eine GSM-Verbindungen bereitstellende Einrichtung;
- eine elektronische Steuereinheit einer Instrumententafel;
- eine elektronische Steuereinheit eines CAN-Routers;
- eine GPS-Navigationseinrichtung.
Die Steuerung des gesamten Aktualisierungsprozesses kann hierbei nicht nur durch eine separate elektronische Steuereinheit durchgeführt werden, sondern kann ebenso in beliebige, in dem Netzwerk existierende elektronische Steuereinheiten integriert werden, um die Produktkosten zu optimieren. Eine derartige Integration kann insbesondere vorteilhaft sein, weil das zugrunde liegende Prinzip an sich und die es implementierende Software im Grunde Plattform-unabhängig sind, so dass eine Integration desselben zusammen mit anderen Funktionen in ein und dieselbe elektronische Steuereinheit die Netzwerkstruktur des Fahrzeugs vereinfacht und dadurch die Kosten verringert .
Vorteilhaft ist ferner, dass
- das für die diagnostische Kommunikation ausgelegte zweite Kommunikationsnetzwerk in den Wartungsstationen zu Di- agnosezwecken verwendbar ist; und - ein gemeinsames diagnostisches Protokoll zum Kommunizieren mit allen elektronischen Steuereinheiten in dem Fahrzeug bereitgestellt ist.
Darüber hinaus bevorzugt wird, dass das für die funktionsori- entierte Kommunikation ausgelegte erste Kommunikationsnetzwerk
- ein Kommunikationsmedium für die zumindest eine funk- tionsorientierte elektronische Steuereinheit zum Erzielen von Fahrzeugfunktionen bereitstellt, die eine Zusammenarbeit von mehr als einer elektronischen Steuereinheit erfordern;
- von den an der Zusammenarbeit beteiligten elektronischen Steuereinheiten in Übereinstimmung mit einem Normalbetrieb des Fahrzeugs Zustandsinformationen aufnimmt und an diese Befehle ausgibt; - notwendige Informationen zum Ermitteln, ob der Zustand des Fahrzeugs für einen Herunterlademodus von auf dem austauschbaren Datenspeichermedium enthaltenen Softwarekomponenten sicher ist, bereitstellt; und
- Antworten von dem Fahrzeugbediener entgegennimmt .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste und das zweite Kommunikationsnetzwerk zwei physikalisch unabhängige Netzwerke .
In diesem Fall ist es möglich, dass die physikalisch unabhängigen Netzwerke drahtlose Netzwerke sind.
In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste und das zweite Kommunikationsnetzwerk physikalisch ein und dasselbe Netzwerk und werden daher die die Aktualisierung von Softwarekomponenten einschließende diagnostische Kommunikation und die funktionsorientierte Kommunikation auf ein und demselben Netzwerk durchgeführt.
Auch in diesem Fall ist es möglich, dass das physikalisch ein und dasselbe Netzwerk ein drahtloses Netzwerk ist.
Zur Implementierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Aktualisierungsverfahren vorgeschlagen, das von der elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit ausgeführt wird und die folgenden Schritte umfasst:
- Prüfen des Zustands des Fahrzeugs dahingehend, ob der Zustand zum Durchführen eines Herunterladens von Software von dem austauschbaren Datenspeichermedium sicher ist;
- Aufbauen des Diagnosemodus;
- Anfordern von Daten von der Einrichtung mit der Datenspeicherperipherie ;
- Auffordern der elektronischen Ziel-Steuereinheit , sich selbst in den Herunterlademodus zu versetzen; und
- Überprüfen, ob der Herunterladevorgang erfolgreich war oder nicht .
Das Aktualisierungsverfahren selbst ist eine eigenständige, Plattform-unabhängige und von einem Kunden programmierbare Softwarekomponente, welche entwickelt, von Fehlern befreit, getestet und von Fahrzeugherstellern in die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit geladen bzw. heruntergeladen werden kann, und diesen somit ihrem Produkt entsprechend wei- testgehende Freiheit zur Anpassung und Optimierung des Aktua- lisierungsprozesses gibt.
Die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit, die mit dem Kommunikationsnetzwerk des Fahrzeugs verbunden ist und dabei eine diagnostische Verbindung sowie optional einen größeren nicht flüchtigen Speicher aufweist, kann nicht nur zu Zwecken der Softwareaktualisierung, sondern auch für andere Funktionen, wie beispielsweise die Gewinnung von Daten aus dem GPS- Navigationssystem oder das übergreifende Treiberverhalten und dergleichen nutzbar. Diese gesammelten Daten können auch auf einen beschreibbaren Multimedia-Speicher gesichert werden, falls eine Einrichtung mit einer Peripherie für einen austauschbaren Datenspeicher ein solches Schreiben unterstützt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugnetzwerks, das zur Aktualisierung der Software einer elektronischen Steuereinheit mit einer Peripherie zum Zugreifen auf austauschbare Datenspeichermedien ausgelegt ist, wobei angegeben ist, wie die elektronische Steuereinheit einer elektronischen Aktualisierungssteuereinrichtung mit dem Fahrzeugnetzwerk verbunden ist; und
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Aktualisierungsprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Zunächst werden einige Grundlagen der Erfindung beschrieben.
Herunterladbare Softwarekomponenten, wie beispielsweise die Haupt-Betriebssoftware, der so genannte Bootlader, die Gerätekonfiguration und so weiter, sind auf einem austauschbaren Datenmedium bzw. Wechseldatenträger enthalten und werden in die eingebundenen elektronischen Steuereinheiten über dasselbe Download- bzw. Herunterladeprotokoll heruntergeladen, das auch in den Kundendienststationen verwendet wird. Darüber hinaus ist es möglich, Daten von den Kommunikationsnetzwerken des Fahrzeugs zu sammeln und die Datenspeicherperipherie oder die Datenspeicher-Peripherieeinrichtungen in die Lage zu versetzen, die gewonnenen Daten, wie beispielsweise Fehlerspeicher der elektronischen Steuereinheiten, gelernte bzw. er- fasste Daten, GPS-Streckendaten, Fahrtenschreiber-Geschwindigkeitsdiagramme und so weiter, auf ein beschreibbares Medi- um zu schreiben. Mit einer GSM-Schnittstelle kann sodann eine Ferndiagnosesitzung ermöglicht werden.
Heutzutage werden mehr und mehr Funktionen in einem Fahrzeug mittels speziellen, funktionsorientierten, d.h. an Funktionen ausgerichteten, elektronischen Steuereinheiten (Electronic Control Units, ECUs) durchgeführt. Diese elektronischen Steuereinheiten enthalten einen geeigneten Microcontroller, welcher eine konfigurierbare Software ausführt, die die verlangten Steuerfunktionen durchführt. Diese Art einer Lösung wird zum beispielsweise Steuern der Kraftstoffeinspritzung in die Brennkraftmaschine verwendet, verbessert die konventionellen Bremsfunktionell mittels ABS, ASR und dergleichen, oder steuert einen Retarder und so weiter.
Nicht nur sicherheitskritische Einrichtungen können solche Software enthalten, sondern auch weniger wichtige Einrichtun- gen wie etwa eine Klimaanlage, ein GPS-System, eine Scheiben- wischanlage und dergleichen.
Diese intelligenten Steuereinheiten sind üblicherweise über ein Kommunikationsmedium (vorwiegend ein CAN-Bus gemäß der Norm SAE J1939, jedoch sind auch andere Lösungen bekannt) miteinander verbunden. Dies erlaubt es, das Leistungsvermögen des Fahrzeugs durch eine Kommunikation zwischen Einrichtungen (beispielsweise einer ASR oder einer Geschwindigkeitsregelung) zu steigern.
Um die Sicherheit zu erhöhen, sind dort physikalisch unabhän- gige Netzwerksegmente vorgesehen, wo die elektronischen Steuereinheiten derselben sicherheitskritischen Ebene miteinander verbunden sind. Dadurch wird ausgeschlossen, dass zum Beispiel ein Ausfall einer Einrichtung mit niedriger Wichtigkeit den Netzwerkbus blockieren kann und dadurch auch die Kommuni- kation zwischen sicherheitskritischen Einrichtungen oder Geräten unmöglich macht.
Obwohl derartige eingebettete, in den elektronischen Steuereinheiten ablaufende Software unter extrem strengen Bedingungen entwickelt und getestet wird, kann es dennoch vorkommen, dass sie Fehler enthält, welche erst nach dem Zusammenbau des Fahrzeugs gefunden oder entdeckt werden. Darüber hinaus kann es geschehen, dass Verbesserungen in die Software eingearbeitet werden, die derzeitiger Hardware weitere Funktionen verleiht.
Solche Gründe können einen Austausch einer Softwarekomponente in einem Fahrzeug erforderlich machen.
Dies erfolgt bislang durch Zurückrufen des Fahrzeugs in die Werkstatt, in der eine spezielle diagnostische Einrichtung bzw. ein spezielles Diagnosegerät mit der Kommunikationslei- tung der elektronischen Steuereinheit verbunden und sodann das erforderliche Softwaremodul in diese geladen wird.
Dies ist jedoch aufwendig und teuer, da das Fahrzeug, solange es in der Werkstatt steht, seine täglichen Aufgaben nicht er- füllen kann, welches in einem Verdienstausfall für den Eigentümer resultiert, und zudem die Werkstattbenutzung vergütet werden muss.
Die derzeitige Tendenz geht daher dahin, dass mehr und mehr Funktionen, die früher auf eine andere Art und Weise durchge- führt wurden, durch intelligente elektronische Steuereinheiten ersetzt werden, so dass es für die vorhandenen elektronischen Steuereinheiten immer schwieriger wird, ein besseres Leistungsvermögen zu bieten, ohne die Problematik und/oder die Komplexität mechanischer Komponenten zu vergrößern.
Dies führt dazu, dass die in den elektronischen Steuereinheiten eines Fahrzeugs installierte Software zu einer immer wesentlicheren Komponente des Fahrzeugs wird, deren Wartungsbedarf immer bedeutsamer wird. Der Gesamtumfang an Software kann bereits in Megabyte beziffert werden, so dass eine Aktu- alisierung einer derart großen Codemenge ein schnelles, verlässliches und kostenoptimiertes Verfahren zum Herunterladen von Code erfordert .
Üblicherweise enthalten zum Beispiel alle heutzutage gebauten Lastkraftwagen eine Art von Datenspeicherperipherie, welche dazu geeignet ist, auf ein austauschbares Datenmedium zuzugreifen (beispielsweise Multimediageräte, Bordrechner bzw. Bordcomputer und dergleichen) . Diese Einrichtungen sind für gewöhnlich mit einer Kommunikationsleitung des Lastkraftwagens verbunden. Falls dem so ist, wird eine Steuerung der Datenspeicherperipherie über die Kommunikationsleitung, mit der sie verbunden ist, möglich, um eine Datenübertragung (Anfordern eines Datenblocks, Suchen eines Sektors und so weiter) durchzuführen. Die Aktualisierung jeder elektronischen Steuereinheit kann durch Vorsehen, d.h. Einbauen, einer speziellen "ECU Neu- programmierungs-Steuerungs-ECU" , d.h. einer elektronischen Steuereinheit, die die Neuprogrammierung einer anderen elekt- ronischen Steuereinheit steuert und die nachstehend als "elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit" bezeichnet wird, durchgeführt werden.
Die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit steuert die Datenspeicherperipherie über das Kommunikationsnetzwerk, mit dem sie verbunden ist, kann auf die Daten auf dem austauschbaren Datenmedium, das in die Datenspeicherperipherie eingelegt ist, über die Kommunikationsleitung zugreifen, prüft den Fahrzeugzustand, ermittelt, ob sich das Fahrzeug in einem sicheren Zustand für den (relativ langen) Software-Herunterla- deprozess befindet, baut diagnostische Verbindungen mit den zu aktualisierenden elektronischen Steuereinheiten auf und lädt die notwendigen Softwaremodule herunter, initiiert spezielle Vorgänge nach der Aktualisierung, soweit diese erforderlich sind, kann eine Ferndiagnosesitzung unter Verwendung einer optionalen GSM-Schnittstelle aufbauen, und kann unter Verwendung ihres eingebauten diagnostischen Softwaremoduls und grundlegenden Befehlen einfache, ungefährliche diagnostische Abfragen über beispielsweise den Bremsbelagverschleiß und dergleichen durchführen.
Nachstehend wird nun die Zeichnung im Einzelnen beschrieben.
Fig. 1 zeigt vereinfacht ein die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit beinhaltendes Netzwerk gemäß einem Ausführungsbeispiel .
Die Darstellung zeigt ein einfaches Fahrzeugnetzwerk, das aus nur einem Segment besteht. In der Praxis sind aufgrund einer erhöhten Kommunikationssicherheit mehrere Netzwerksegmente in einem Fahrzeug vorhanden. Die sicherheitskritischeren Einrichtungen sind zu einem separaten Netzwerksegment zusammengeschaltet, und weitere, weniger wichtige Einrichtungen sind zu anderen Segmenten verschaltet, so dass auf diese Art und Weise ein Ausfall einer elektronischen Steuereinheit nur deren eigenes Segment, nicht jedoch den gesamten Bus blockieren kann.
Die Vorrichtung 1 umfasst zunächst elektronische Steuerein- heiten 2a bis 2n. Diese "normalen" bzw. regulären Steuereinheiten 2a bis 2n sind durch Ausführen einer internen Software, deren Softwarekomponenten irgendwann eine Aktualisierung erfordern könnten, für eine bestimmte Funktion in dem Fahrzeug verantwortlich. Die elektronischen Steuereinheiten 2a bis 2n sind mittels einer Verbindung 4 bzw. Verbindungen 4a bis 4n mit einem Kommunikationsnetzwerk 6 verbunden, welches zur normalen, funktionsbezogenen Kommunikation zwischen den elektronischen Steuereinheiten 2a bis 2n verwendet wird. Ferner sind die elektronischen Steuereinheiten 2a bis 2n mit- tels einer Verbindung 3 bzw. Verbindungen 3a bis 3n mit einem Kommunikationsnetzwerk 5 verbunden, welches zur diagnostischen Kommunikation zwischen den elektronischen Steuereinheiten 2a bis 2n verwendet wird. Eine elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit 9 ist mittels einer Verbindung 7 mit dem Kommunikationsnetzwerk 6 und mittels einer Verbindung 8 mit dem Kommunikationsnetzwerk 5 verbunden. Ferner ist die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit 9 mittels einer Verbindung 10 mit einer Einrichtung 11 mit einer Datenspeicherperipherie verbunden, um Befehle zu senden oder Daten von ei- nem austauschbaren, portablen Datenspeichermedium bzw. Wechseldatenträger 13 abzufragen, welches bzw. welcher mittels einer Verbindung 12 mit der Einrichtung 11 verbunden ist. Diese logische Verbindung 10 kann für den diagnostischen Bus, d.h. das Kommunikationsnetzwerk 5, oder für das normale, funktionsorientierte Kommunikationsnetzwerk 6 den Wert "Wahr" annehmen, oder kann ebenso eine beliebige andere Punkt- zuPunkt-Verbindung wie beispielsweise RS232, I2C, USB und dergleichen sein. Optional ist die elektronische Aktualisie- rungs-Steuereinheit 9 mittels einer Verbindung 14 mit einer GSM-Schnittstelle 15 verbunden, um eine Möglichkeit für Ferndiagnosesitzungen zu eröffnen. Das Kommunikationsnetzwerk 5 wird für eine diagnostische Kommunikation in Übereinstimmung mit dem Diagnoseprotokoll KWP2000 (dem auf dem internationalen Standard ISO 14230-4 basierenden KeyWord Protocol 2000) verwendet. Dieses Netzwerk kann ein CAN-Netzwerk gemäß der Norm SAE J1939, ein Netzwerk gemäß der Norm SAE J1587, eine K-Leitung oder eine LIN (Local Interconnect Network) -Busverbindung sein.
Das Kommunikationsnetzwerk 6 wird für einen funktionsbezoge- nen Datenaustausch verwendet , der für den normalen Betrieb des Fahrzeugs notwendig ist.
Dieses Kommunikationsnetzwerk bzw. dieser Bus 6 wird von der elektronischen Aktualisierungs-ECU 9 zum Erhalten von Antworten von dem Fahrzeugbediener durch eine Aktivität 16, welche beispielsweise aus dem Drücken eines Schalters oder eines Pedals und dergleichen bestehen kann, und zum Senden von Befehlen und/oder Fragen an den Fahrzeugbediener (Fahrer) mittels Senden von Befehlen an eine elektronische Steuereinheit 2a bis 2n mit einer alphanumerischen Anzeige 17 zum Anzeigen einer Meldung oder mittels Abspielen eines Klangs, falls ver- fügbar, und dergleichen verwendet.
Die Einrichtung 11 mit der austauschbaren Datenspeicherperipherie ist in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Multimedia-Unterhaltungsgerät (vorwiegend ein CD- oder DVD-Laufwerk), das ebenfalls bereits Teil des Fahrzeugs ist, jedoch die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit 9 nicht aufweist, und hat ebenso weitere normale Funktionen, wie beispielsweise das Abspielen von Audio-CD1 s, DVD 's, oder das Aktualisieren der Datenbank eines (nicht dargestellten) GPS-Systems.
Der austauschbare Datenspeicher 13 ist ein austauschbares Datenmedium hoher Kapazität, beispielsweise eine CD oder eine DVD, das die herunterladbare Software enthält und das in die Einrichtung 11 einlegbar ist. Dieses Datenmedium enthält die herunterladbaren Softwaremodu- Ie, beispielsweise einen von einer Steuereinheit bzw. einem Controller ausführbaren Code oder eine Konfiguration einer elektronischen Steuereinheit, für alle elektronischen Steuer- einheiten 2a bis 2n, die in dem betreffenden Fahrzeug vorhanden sind, eine Liste von Versionsidentifikatoren, die auf dem Aktualisierungs-Datenmedium, d.h. dem austauschbaren Datenspeichermedium 13, enthalten sind, und eine Befehlsdatei für die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit 9, welche be- schreibt, was in Übereinstimmung mit einem (noch zu beschreibenden) Aktualisierungsverfahren zu aktualisieren ist. Natürlich kann das austauschbare Datenspeichermedium 13 auch ein neues Aktualisierungsverfahren, etwa einen neuen Aktualisierungsalgorithmus, oder eine neue Software der das Aktualisie- rungsverfahren ausführenden elektronischen Aktualisierungs- Steuereinheit 9 enthalten.
Die GSM-Schnittstelle 15 ist eine an sich bekannte GSM- Schnittstelle zum Aufbauen von Ferndiagnoseverbindungen zu den elektronischen Steuereinheiten 2a bis 2n.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Aktualisierungsprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel .
Über den gesamten, beispielhaften Aktualisierungsalgorithmus hinweg bedeutet das Präfix "MELDUNG: " einen an die elektronische Steuereinheit mit der alphanumerischen Anzeige gesende- ten Befehl zum Anzeigen einer Meldung. Auf vergleichbare Art und Weise bedeutet das Präfix "HOLE:" eine Aktivität zum Erhalten einer Antwort von dem Fahrzeugbediener (dem Fahrer) .
Die Software der elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit 9 besteht aus zwei Teilen.
Der erste Teil ist eine grundlegende Plattformsoftware einschließlich allgemeiner Funktionen sowie jeder Art von Softwaremodulen, die von Kunden, Fahrzeugtyp, Typ der elektronischen Multimedia-Steuereinheit, Fahrzeug-Netzwerktopologie und dergleichen unabhängig sind. Dieser erste Teil wird hierin nicht näher beschrieben.
Der zweite Teil besteht aus letztendlich programmierbaren Softwarekomponenten wie etwa Konfigurationsparametern der elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit 9, beispielsweise aktiven Netzwerkverbindungen, oder externen Softwarekomponenten, d.h. dem Aktualisierungsverfahren bzw. Aktualisierungsalgorithmus, und optional aktualisierbaren Softwarekomponenten, wie zum Beispiel Treibern für die Datenspeicherpe- ripherie, kundenabhängigen Implementierungen des Diagnoseprotokolls, Treibern für die alphanumerische Anzeige und dergleichen.
Das von dem Hersteller des Fahrzeugs programmierbare Aktualisierungsverfahren 200 ist verantwortlich für das Ermitteln, ob sich das Fahrzeug in einem zum Durchführen der Aktualisierung von Softwarekomponenten, die in der Befehlsdatei auf dem austauschbaren Datenspeichermedium 13 aufgelistet sind, sicheren Zustand befindet, das korrekte Interpretieren der Befehlsdatei des austauschbaren Datenspeichermediums 13, das Aufbauen der diagnostischen Verbindung mit einer elektronischen Ziel-Steuereinheit 2x (wobei x = a, ..., n gemäß Fig. 1) , das Herunterladen der Daten in die elektronische Ziel- Steuereinheit 2x, das Beenden der Herunterladesitzung bzw. Herunterladebetriebsart und Veranlassen der elektronischen Ziel-Steuereinheit 2x, zum normalen Betrieb zurückzukehren, das Überprüfen, ob die neue Softwarekomponente in der elektronischen Ziel-Steuereinheit 2x identisch zu den Daten auf dem austauschbaren Datenspeichermedium 13 ist, das Senden von Befehlen und/oder Fragen an die Aktualisierungs-Bedienperson, und das Empfangen von Bedienerantworten von dem Aktualisie- rungsbediener .
Das in Fig. 2 gezeigte Aktualisierungsverfahren 200 stellt lediglich ein Beispiel eines grundlegend geeigneten Aktualisierungsalgorithmus dar, der die Schlüsselfähigkeiten der elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit 9 nutzt. Da der Aktualisierungsalgorithmus selbst üblicherweise Fahrzeugtyp- spezifische Elemente enthält, braucht nicht erwähnt zu werden, dass dieser beispielhafte Aktualisierungsalgorithmus lediglich eine Beschreibung zur Darstellung ist, wie eine Implementation der elektronischen Aktualisierungs-Steuer- einheit 9 arbeitet.
Ein erster Block des Aktualisierungsalgorithmus beginnt mit einem Schritt 201, in dem die elektronische Aktualisierungs- Steuereinheit 9 erkennt, ob ein austauschbares Datenspeichermedium 13 mit der die austauschbare Datenspeicherperipherie aufweisenden Einrichtung 11 verbunden ist. Dies kann etwa durch eine Zustandsänderungs-Anzeigemeldung der Einrichtung 11 an die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit 9 oder durch periodisches Abfragen der elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit 9 dahingehend, ob sich der Medienverfüg- barkeitszustand geändert hat, erfolgen. Dieses Abfragen kann in Abhängigkeit von einem bestimmten Zustand des Fahrzeugs unbedingt oder bedingt ablaufen.
Falls ein neues austauschbares Datenspeichermedium 13 mit der Einrichtung 11 verbunden ist, muss entschieden werden, ob das eingelegte Datenspeichermedium 13 ein geeignetes austauschbares Datenspeichermedium 13 ist, das widerspruchsfreie Daten zum Aktualisieren von Softwarekomponenten in dem Fahrzeug enthält, oder nicht. Dies erfolgt mittels der elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit 9 durch Prüfen des Inhalts des austauschbaren Datenspeichermediums 13.
Ein zweiter Block des Aktualisierungsalgorithmus besteht aus Schritten 202 bis 205. Dieser zweite Block prüft, ob sich das Fahrzeug in einem sicheren Zustand zum Durchführen einer Aktualisierung einer Softwarekomponente befindet. Dies erfolgt durch Sammeln eines Satzes von Fahrzeug-Zustandsparametern aus dem Kommunikationsnetzwerk 6, beispielsweise durch Prüfen, ob der Motor angehalten ist (Schritt 202) , und/oder Prüfen, ob die Parkbremse betätigt ist (Schritt 204) , und/oder Prüfen, ob sich der Getriebeschalthebel in der Neutral- bzw. LeerlaufStellung befindet (nicht gezeigt), und dergleichen. Lautet das Ergebnis in Schritt 202 "Nein", verzweigt der Ablauf zu Schritt 203, in dem an den Fahrer eine Meldung ausgegeben wird, den Motor anzuhalten, und erfolgt sodann eine erneute Prüfung daraufhin in Schritt 202. Lautet das Ergebnis in Schritt 203 "Ja", schreitet der Ablauf zu Schritt 204 fort.
Lautet das Ergebnis in Schritt 204 "Nein", verzweigt der Ablauf zu Schritt 205, in dem an den Fahrer eine Meldung ausgegeben wird, die Parkbremse zu aktivieren, und erfolgt sodann eine erneute Prüfung daraufhin in Schritt 204. Lautet das Ergebnis in Schritt 204 "Ja", schreitet der Ablauf zu Schritt 206 fort.
Ein dritter Block des Aktualisierungsalgorithmus besteht aus Schritten 206 bis 208. Dieser Block liest die Aktualisie- rungsbefehlsdatei in Schritt 206 und prüft in Schritt 207, ob diese korrekt und ausführbar ist. Im Einzelnen wird geprüft, ob die Datei unbrauchbar oder beschädigt ist oder nicht, ob die zu aktualisierenden Softwarekomponenten verfügbar sind, und ob die in den Software-Aktualisierungsprozess involvier- ten elektronischen Ziel-Steuereinheiten in dem Fahrzeug verfügbar sind und für den Herunterladevorgang korrekt arbeiten.
Lautet das Ergebnis der Prüfung in Schritt 207 "Nein", wird in Schritt 208 eine Meldung an den Fahrer dahingehend ausgegeben, dass die Befehlsdatei nicht lesbar ist, und schreitet der Ablauf zu einem Schritt 214 fort, in dem das Aktualisierungsverfahren 200 beendet wird. Lautet das Ergebnis der Prüfung in Schritt 207 "Ja", schreitet der Ablauf zu einem Schritt 209 fort.
Die nächsten drei Blöcke des Aktualisierungsalgorithmus, die wiederholt ausgeführt werden können und aus Schritten 209 bis
213 bestehen, führen die Aktualisierung einer Softwarekomponente in einer elektronischen Ziel-Steuereinheit 2x (einer der elektronischen Steuereinheiten 2a bis 2n) durch. Ein vierter Block mit den Schritten 209 bis 210 besteht aus einer automatischen Prüfung der Versionen der gegenwärtigen Softwarekomponente in der elektronischen Ziel-Steuereinheit 2x und der entsprechenden neuen, auf dem austauschbaren Da- tenspeichermedium 13 verfügbaren Softwarekomponente. Mit den beiden bekannten Versionsidentifikatoren entscheidet die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit 9, ob diese Softwarekomponente zu aktualisieren ist oder nicht. Im Einzelnen wird in Schritt 209 das jeweils nächste Listenelement in der Aktualisierungsbefehlsdatei auf dem austauschbaren Datenspeichermedium 13 aufgegriffen, und wird in Schritt 210 geprüft, ob die diesem Listenelement entsprechende Softwarekomponente in der elektronischen Ziel-Steuereinheit 2x zu aktualisieren ist oder nicht. Lautet das Ergebnis der Prüfung "Nein", kehrt der Ablauf zu Schritt 209 zurück, um das nächste Listenelement aufzugreifen. Lautet das Ergebnis der Prüfung "Ja", schreitet der Ablauf zu einem Schritt 211 fort.
Ein fünfter Block, der aus den Schritten 211 bis 212 besteht, erzeugt in Schritt 211 eine Abfrage an den Fahrzeugbediener, ob das Fahrzeug für die Durchführung einer in etwa die angezeigte, geschätzte Zeit dauernden Aktualisierung einer Softwarekomponente bereit ist, und fordert in Schritt 212 eine entsprechende Antwort von dem Fahrer an.
Falls die Antwort in Schritt 212 "Ja" lautet, wird ein sechs- ter Block ausgeführt. Falls die Antwort "Nein" lautet, wird der gegenwärtige Eintrag in der Aktualisierungsbefehlsdatei übersprungen, kehrt der Ablauf zu Schritt 209 zurück, und wird beginnend mit dem vierten Block erneut der vorstehend beschriebene Ablauf mit dem jeweils nächsten Element der Aktualisierungsbefehlsdatei ausgeführt.
Der sechste Block, bestehend aus dem Schritt 213, ist die Schlüsselaktivität der elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit 9. In Schritt 213 wird die diagnostische Herunterladesitzung mit der elektronischen Ziel -Steuereinheit 2x aufge- baut, und wird die neue Softwarekomponente heruntergeladen und überprüft . Schließlich wird in einem Schritt 214 das Aktualisierungsverfahren 200 beendet und die elektronische Ziel-Steuereinheit 2x in den normalen Betrieb zurückgeschaltet .
In Übereinstimmung mit der vorangehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels stellt die Erfindung die nachstehenden Lösungen und Abhilfen der Nachteile bekannter Anordnungen bereit .
Die Handhabung und Verwaltung des gesamten Softwarekomponenten-Aktualisierungsprozesses sowie sämtlicher nachfolgender Funktionen (Prüfen des Fahrzeugzustands, Schnittstelle zu dem Fahrzeugbediener und dergleichen) erfolgt durch eine separate elektronische Steuereinheit auf bzw. in dem Fahrzeug, so dass daher alle Probleme des Verschmelzens von Multimedia und von mit der Fahrzeugdiagnose verbundenen Softwarefunktionen sowie von Hardwarekomponenten in einer Einheit beseitigt sind.
Durch Nutzen des Vorteils einer separaten elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit ist es einfach, alle bekannten Schaltkreise für physikalische Schichten und deren Treibersoftware, die in der Fahrzeugindustrie verbreitet sind, wie beispielsweise CAN J1939, CAN ISO11992, SAE J1587, K-Leitung, LIN-Bus und dergleichen, in eine elektronische Steuereinheit zu integrieren.
Die Verbindung zu dem Fahrer ist eine interaktive Verbindung, so dass daher der Fahrzeugbediener den Betriebsablauf der elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit beeinflussen kann, auf an ihn gesendete Fragen antworten kann, zufällige Unterbrechungen des Herunterladens handhaben kann, und so weiter .
Es wird nicht nur die von einer elektronischen Steuereinheit ausgeführte Hauptbetriebssoftware bedient, sondern es können auch alle nachfolgenden, für deren Betrieb notwendigen Softwaremodule, wie beispielsweise die Konfiguration der elektronischen Steuereinheit, Software einer eingebauten, überwachenden Steuereinrichtung, der an den normalen Funktionen nicht Anteil nimmt, erfasste Daten und dergleichen, heruntergeladen werden.
Nachfolgende Betriebsabläufe nach dem Herunterladen einer neuen Konfiguration einer elektronischen Steuereinheit können ebenfalls durchgeführt werden, und der Fahrer kann darauf ansprechen, ob der angeforderte Betriebsablauf erfolgt ist.
Die Softwarekomponenten der elektronischen Aktualisierungs- Steuereinheit selbst können ebenfalls erweitert und verbessert werden.
Da die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit mit der normalen Kommunikationsleitung des Fahrzeugs (vgl. das Element B in Fig. 1) verbunden ist, kann sie zum Sammeln bestimmter Daten in Übereinstimmung mit wahlfrei spezifizierten Gesichtspunkten genutzt werden. Diese Daten können nach Erreichen eines bestimmten Umfangs sodann mittels einem beschreibbaren Datenmedium gespeichert oder über die optional angebundene GSM-Schnittstelle an einen zentralen Datenbank- Server gesendet werden .
Die optional angebundene GSM-Schnittstelle ermöglicht dia- gnostische Verbindungen oder Datenübertragungen.
Schließlich erfolgt die Prüfung des für die Herunterladesitzung sicheren Fahrzeugzustands unter Einbeziehung des Zu- stands der Betriebsbremsen und der Parkbremse auf detailliertere Art und Weise.
Die vorstehend beschriebene Anordnung zum Aktualisieren von Softwarekomponenten in einem Fahrzeug weist unabhängige Kommunikationsnetzwerke bzw. Kommunikationsbusse für die Diagnose und für andere Zwecke auf. Strukturelle Implementationen, die zu der detaillierten Beschreibung hierin ähnlich sind, sind nicht als Abweichen von dem Gegenstand der Erfindung zu werten. Bezugszeichenliste ( Fig . 1 )
1 Vorrichtung
2a bis 2n Ziel-ECU
3a bis 3n Verbindung
4a bis 4n Verbindung
5 Kommunikationsnetzwerk
6 Koπununikationsnetzwerk
7 Verbindung
8 Verbindung
9 Aktualisierungs-ECU
10 Verbindung
11 Einrichtung
12 Verbindung
13 austauschbares Datenspeichermedium
14 Verbindung
15 GSM-Schnittstelle
16 Aktivitätselement
17 Alphanumerische Anzeige
18 Verbindung
19 Verbindung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Neuprograminieren einer elektronischen
Steuereinheit eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch:
- zumindest eine funktionsorientierte elektronische Steuereinheit (2a bis 2n) zur Steuerung von Betriebszu- ständen und Ausgabe-/Eingabe-Einrichtungen des Fahrzeugs ; - ein erstes Kommunikationsnetzwerk (6) zur Durchführung einer funktionsorientierten Kommunikation in dem Fahrzeug, welches die zumindest eine funktionsorientierte elektronische Steuereinheit (2a bis 2n) verbindet;
- eine elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit (9) zur Durchführung einer Aktualisierung von Softwarekomponenten der zumindest einen funktionsorientierten Steuereinheit (2a bis 2n) über ein vorbestimmtes Diagnoseprotokoll ;
- ein zweites Kommunikationsnetzwerk (5) zur Durch- führung einer diagnostischen Kommunikation mit dem Fahrzeug und der elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit (9) , welches die zumindest eine funktionsorientierte elektronische Steuereinheit (2a bis 2n) und die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit (9) verbin- det;
- eine Einrichtung (11) , die mit einem Peripheriegerät zum Lesen und/oder Beschreiben eines austauschbaren Datenspeichermediums (13) verbunden ist; und
- ein austauschbares Datenspeichermedium (13), auf dem zur Aktualisierung der zumindest einen elektronischen Steuereinheit (2a bis 2n) notwendige Softwarekomponenten enthalten sind; wobei die Aktualisierungs-Steuereinheit (9) zur Aktualisierung einer Softwarekomponente einer elektroni- sehen Ziel-Steuereinrichtung (2x) der zumindest einen elektronischen Steuereinrichtung (2a bis 2n) mit der das Peripheriegerät zum Lesen und/oder Beschreiben des aus¬ tauschbaren Datenspeichermediums (13) aufweisenden Einrichtung (11) und mit der elektronischen Ziel-Steuereinheit (2x) kommuniziert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Instrumentenanordnung mit einer alphanumerischen Anzeige (17) zur Durchführung einer interaktiven Kommunikation mit einem Fahrzeugbediener mit der zumindest einen elektronischen Steuereinheit (2a bis 2n) ver- bunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit (9) mit einer GSM-Schnittstelle (14, 15) verbunden ist, die eine diagnostische Fernverbindung über ein GSM-System bereitstellt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem Peripheriegerät für austauschbare Datenspeichermedien (13) verbundene Einrichtung (11) fest in das Fahrzeug eingebaut und eine der nachstehenden ist:
- ein Unterhaltungsgerät, bei dem das Peripheriegerät für austauschbare Datenspeichermedien (13) zum Abspielen und/oder Aufzeichnen von multimedialen Daten verwendet wird; - ein Bordrechner, der eine Vielzahl von Hilfsfunk- tionen bereitstellt, mit einem Peripheriegerät für austauschbare Datenspeichermedien (13) , das in der Lage ist, die austauschbaren Datenspeichermedien (13) zu lesen und/oder zu beschreiben; - eine Datenspeicherperipherie eines GPS-Systems, die zum Zugreifen auf oder Aktualisieren dessen Datenbank verwendbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das austauschbare Datenspeichermedium (13) eine Compact Disc, eine Digital Versatile Disc, eine aus- tauschbare Festplatte, ein Speicherstift, eine ZIP- Diskette, ein Videoband, eine Diskette oder ein mit ei¬ nem USB-Anschluß verbindbares USB-Stecklaufwerk ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das austauschbare Datenspeichermedium (13) die herunterladbaren Softwarekomponenten und zumindest eines der folgenden enthält :
- eine Liste von verfügbaren und aktuellen Softwareversionen; - fahrzeugspezifische Informationen;
- eine Aktualisierungsbefehlsdatei.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Aktualisierung von Softwarekomponenten handhabende elektronische Aktualisierungs-Steuereinheit (9) eine der folgenden ist:
- eine separate elektronische Steuereinheit des Fahrzeugs;
- ein Bordrechner;
- eine Multimedia-Einrichtung; - eine GSM-Verbindungen bereitstellende Einrichtung;
- eine elektronische Steuereinheit einer Instrumententafel;
- eine elektronische Steuereinheit eines CAN- Routers ;
- eine GPS-Navigationseinrichtung.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- das für die diagnostische Kommunikation ausgeleg- te zweite Kommunikationsnetzwerk (5) in den Wartungsstationen zu Diagnosezwecken verwendbar ist; und
- ein gemeinsames diagnostisches Protokoll zum Kommunizieren mit allen elektronischen Steuereinheiten
(2a bis 2n, 9) in dem Fahrzeug bereitgestellt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das für die funktionsorientierte Kommunikation ausgelegte erste Kommunikationsnetzwerk (6)
- ein Kommunikationsmedium für die zumindest eine funktionsorientierte elektronische Steuereinheit (2a bis 2n) zum Erzielen von Fahrzeugfunktionen bereitstellt, die eine Zusammenarbeit von mehr als einer elektronischen Steuereinheit (2a bis 2n) erfordern;
- von den an der Zusammenarbeit beteiligten elekt- ronischen Steuereinheiten (2a bis 2n) in Übereinstimmung mit einem Normalbetrieb des Fahrzeugs Zustandsinformationen aufnimmt und an diese Befehle ausgibt;
- notwendige Informationen zum Ermitteln, ob der Zustand des Fahrzeugs für einen Herunterlademodus von auf dem austauschbaren Datenspeichermedium (13) enthaltenen Softwarekomponenten sicher ist, bereitstellt; und
- Antworten von dem Fahrzeugbediener entgegennimmt .
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Kommunikationsnetzwerk (6, 5) nach Anspruch 8 und 9 zwei physikalisch unabhängige Netzwerke sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalisch unabhängigen Netzwerke drahtlose Netzwerke sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Kommunikationsnetzwerk (6, 5) nach Anspruch 8 und 9 physikalisch ein und dasselbe Netzwerk sind und daher die die Aktualisierung von Softwarekomponenten einschließende diagnostische Kommu- nikation und die funktionsorientierte Kommunikation auf ein und demselben Netzwerk durchgeführt werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das physikalisch ein und dasselbe Netzwerk ein drahtloses Netzwerk ist.
14. Aktualisierungsverfahren für den Betrieb der Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren von der elektronischen Aktualisierungs-Steuereinheit (9) ausgeführt wird und die folgenden Schritte umfasst :
- Prüfen des Zustands des Fahrzeugs dahingehend, ob der Zustand zum Durchführen eines Herunterladens von Software von dem austauschbaren Datenspeichermedium (13) sicher ist; - Aufbauen des Diagnosemodus;
- Anfordern von Daten von der Einrichtung (11) mit der Datenspeicherperipherie;
- Auffordern der elektronischen Ziel-Steuereinheit (2x) , sich selbst in den Herunterlademodus zu versetzen; und
- Überprüfen, ob der Herunterladevorgang erfolgreich war oder nicht .
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