WO2023094450A1 - Control system and method for a vehicle using powerline communication, plc. - Google Patents

Control system and method for a vehicle using powerline communication, plc. Download PDF

Info

Publication number
WO2023094450A1
WO2023094450A1 PCT/EP2022/082983 EP2022082983W WO2023094450A1 WO 2023094450 A1 WO2023094450 A1 WO 2023094450A1 EP 2022082983 W EP2022082983 W EP 2022082983W WO 2023094450 A1 WO2023094450 A1 WO 2023094450A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
time
critical
vehicle
sensor
control unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/082983
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Mohammad Alsharif
Istvan Hegedüs-Bite
Hubert Bichelmeier
Bastian Hubracht
Gowtham Perumalsamy
Ilker Bagci
Timm Muntel
Shruthi Reddy Morsu
Venkateswarlu Nadendla
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Publication of WO2023094450A1 publication Critical patent/WO2023094450A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/548—Systems for transmission via power distribution lines the power on the line being DC
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5462—Systems for power line communications
    • H04B2203/547—Systems for power line communications via DC power distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • the invention relates to a vehicle system, in particular for generating operating parameters for a vehicle. Furthermore, the invention relates to a vehicle and a method.
  • the processing of the sensor signals directly in the control units has disadvantages, especially with regard to a complex wiring harness and redundant processing in the control units and the associated computing times.
  • high computing power is required, which also leads to higher costs due to the larger number of processors.
  • the complexity increases due to the necessary interface layers and the increased need for cables.
  • the wiring harness models for the entire system become very unwieldy and inefficient when implementing such architectures.
  • the complex wiring system directly leads to problems such as high cost, installation difficulty, difficulty in troubleshooting, and wasted energy due to added weight.
  • DE 10 2012 211 041 A1 discloses a driver assistance system of a vehicle in which at least one control unit processes various sensor data and generates driving aids for a driver, with at least one mobile device being connected to the extended driver assistance system via an interface of the extended driver assistance system, with one or more Sensors of the mobile device are integrated into the driver assistance system via the interface and the sensors of these sensors of the mobile device are transmitted to the control unit and processed by the control unit and/or sensor data are transmitted from the control unit to the mobile device for processing by the mobile device.
  • a vehicle system with a number of onboard sensors for generating sensor signals inside the vehicle and a number of onboard actuators, the number of sensors being divided into time-critical sensors and time-uncritical sensors and the actuators being divided into time-critical actuators and time-uncritical actuators, further having at least one sensor module, the at least one sensor module is designed to receive the vehicle-internal sensor signals, and furthermore the at least one sensor module for generating sensor data is formed by evaluating and processing the vehicle-internal sensor signals, and the time-critical sensors are connected directly to the at least one sensor module for transmitting time-critical sensor signals to determining time-critical sensor data, at least one vehicle module being provided which is designed at least for processing transmitted sensor data, and the at least one vehicle module being designed to generate operating parameters for controlling time-critical actuators by evaluating and processing the vehicle-internal sensor data, and where at least one non-time-critical control unit is provided, which is connected directly to the non-time-critical sensors and non-time-critical actuators for bidirectional data transmission,
  • the sensors can be designed as sensors based on different measurement principles or as multiple sensors of the same type that are arranged in or on the vehicle.
  • Vehicle-internal sensor signals are signals that on the one hand detect signals in the vehicle or on the vehicle itself, such as unusual squeaking noises, abrasion noises, etc., but also signals that affect the environment, such as the environment as environmental data for object detection, obstacle detection, lane detection, etc.
  • the at least one time-critical control unit is a control unit dedicated to non-time-critical host functionalities and connected to all relevant non-critical sensors and non-critical actuators required to fulfill these functionalities. These functionalities are not sensitive to time delays or latencies and are not safety-related functions or safety-related sensors. Examples of these non-time-critical sensors are ambient light sensors, sensors to detect trunk status (open or closed), foot sensors for trunk opening, rain sensors, window sensors, tire pressure sensors, oil level sensors, sensors for hand sensors, etc.
  • the detection of rain via the rain sensor with 0.1 outputs and the automatic switching on of the wipers is a time-critical function that has no safety-critical effect due to small time delays and latencies.
  • Time-critical sensors are, for example, sensors for triggering the airbags, CA sensors, in particular front cameras, steering sensors and, for example, the actuators for adjusting the steering wheel. Furthermore, all sensors in the braking system are safety- and therefore time-critical, as are the corresponding actuators in the braking system.
  • the time-critical sensors and functionalities or actuators are coupled to the time-critical control unit and are managed by it.
  • the time-critical control unit on the forwarding of the time-critical Sensor signals decide. In this way, a decoupling and relief between the sensor and vehicle side as well as a prioritization of safety-critical functions can be achieved.
  • the PLC conversion allows non-time-critical data to be simulated as a data signal on the power line and thus transmitted bidirectionally from and to the time-critical control unit, for example for evaluation or for delayed transmission. This means that the non-critical data does not load a high-speed data transmission link, since it can be forwarded from the non-critical control unit to the non-critical actuators.
  • This transmission saves complex cable harnesses and thus reduces weight and costs.
  • relevant data can be quickly distributed between the sensor module and the vehicle module and the at least one time-sensitive control unit directly via the distribution gateway.
  • data for example requests for time-critical sensor data
  • the sensor module/vehicle module is transmitted by the sensor module/vehicle module to the time-uncritical control unit as high-speed data to the distribution gateway, which distributes this data to the at least one time-uncritical control unit.
  • the distribution gateway can also be designed as a control unit which, for example, transmits the high-speed data transmitted by the at least one time-critical control unit to the correct recipient, ie the sensor module or the vehicle module.
  • the distribution gateway itself may contain algorithms/evaluation functions and feedback that can be applied to transmitted time-sensitive and high-speed time-sensitive data.
  • time-sensitive sensor data is transmitted to and through the distribution gateway over a high-speed link to the vehicle module to generate time-sensitive operating parameters for the time-sensitive actuators.
  • the vehicle module transmits the time-critical, generated operating parameters, for example, directly to the connected time-critical actuators.
  • the time-sensitive sensor data can also be transmitted to the time-sensitive control unit via the distribution gateway. This can relieve the high-speed data transmission link. If time-critical sensor data is required to generate operating parameters of time-critical actuators, these can be transmitted from the distribution gateway to the vehicle control unit and/or simultaneously to the vehicle domain, if necessary.
  • the at least one non-time-critical control unit is designed to carry out a controlled, delayed transmission of non-time-critical sensor data generated at least by the time-critical sensors and/or time-critical actuators and/or the non-time-critical actuator data to the distribution gateway, with at least one high-speed transmission taking place by modular modulation.
  • the transmission of the data generated by the non-critical sensors and actuators within the vehicle system can thus be linked to the utilization and the flexibility and scalability of the sensor module and to the utilization and the Flexibility and scalability of the vehicle module can be adjusted.
  • new time-critical sensors and time-critical actuators and/or actuators and functionalities can easily be added to the time-critical control unit. Due to the control and regulation by the control unit with regard to the utilization, there are no/fewer overlaps and/or no/fewer failures and/or other difficulties for the at least one vehicle module and the at least one sensor module.
  • the at least one non-time-critical control unit can be designed to evaluate the non-time-critical sensor data for corresponding non-time-critical actuators and to generate non-time-critical operating parameters based on the at least evaluated sensor data and to transmit the non-time-critical operating parameters via the PLC interface to the corresponding non-time-critical actuators for processing.
  • Time-critical sensor data or evaluations transmitted through the distribution gateway can also be used to generate the time-critical transmission parameters.
  • the at least one non-time-critical control unit can be designed to evaluate the non-time-critical sensor data and to transform the evaluation into high-speed data and, if necessary, to the distributor gateway as high-speed data for use for at least one vehicle module and/or for at least one sensor module and/or to transmit the evaluation upon request by at least one vehicle module and/or the at least one sensor module to the distribution gateway as high-speed data for use in at least one vehicle module and/or at least one sensor module.
  • the at least one vehicle module includes at least one vehicle control unit and the at least one sensor module includes at least one sensor control unit.
  • Such vehicle control units can be used in several electronic areas in the automotive sector, for example for controlling and controlling vehicle areas/vehicle groups, for example the front and rear of a vehicle and individual vehicle components/vehicle modules such as the brake system or the front axle steering/steering system.
  • the vehicle control unit can generate operating parameters for controlling the vehicle, for example for the braking system.
  • the at least one vehicle module can include at least one vehicle domain and the at least one sensor module can include at least one sensor domain.
  • vehicle domains can also be referred to as functional zone control units.
  • the vehicle domain serves vehicle modules that form a functional unit and in which associated functions are generated.
  • the modules are examined in detail.
  • vehicle domains are electronic systems such as a steering wheel system of a vehicle in the drive train, a multimedia system and an infotainment system or, for example, the ADAS functions (driver assistance systems).
  • the vehicle domains can, for example, set one or more functions or one or more actuators of the respective vehicle modules.
  • the sensor domain or the sensor control unit is directly connected to the time-critical sensors in order to process the time-critical sensor signals as sensor data.
  • the at least one sensor module can be designed to transmit the time-critical sensor data as high-speed data to the distributor gateway, and the distributor gateway can be designed to transmit them to the at least one vehicle module, in particular for generating To distribute operating parameters, and in particular to the at least one time-critical control unit.
  • the distribution gateway can thus have rules for, for example, when this data is to be transmitted to the at least one time-critical control unit. This avoids unnecessary load on the high-speed connection.
  • one or more high-speed data transmission connections can be provided for transmitting the time-critical sensor signals to the sensor module. This enables quick control and/or transmission of time-critical sensors and subsequent evaluation.
  • a power supply of an electric vehicle can be provided with electrical lines, the electrical lines being designed as direct current supply lines.
  • the DC-DC bus has predictable noise and impedance characteristics that allow for high bandwidth.
  • the at least one high-speed data transmission connection is designed as a bus connection. This enables fast data transfer.
  • the at least one high-speed data transmission connection can preferably be designed as an Ethernet bus, CAN bus, A/C link or FlexRay bus. These are particularly suitable in vehicles with little space.
  • the PanelDisplay-Link (FPD-Link) bus can be particularly well suited for the transmission of sensor images.
  • a plurality of high-speed data transmission connections can preferably be provided between the distribution gateway and the at least one sensor module, the at least one vehicle module and the at least one time-critical control unit. As a result, multiple data can be transmitted and there is the possibility of redundant data transmission. This is particularly advantageous in the case of autonomously driving vehicles in order to increase driving safety.
  • the distributor gateway can preferably be designed as a control unit. This can have rules and algorithms for the targeted distribution of the data. Furthermore, the distribution gateway can only be designed as a software module on an already existing control unit.
  • the at least one vehicle module is designed to generate operating parameters on the basis of the transmitted time-critical and possibly transmitted time-non-critical sensor data for controlling time-critical actuators, and the at least one vehicle module for transmitting operating parameters is connected directly to the time-critical actuators, with one or several high-speed data transmission links are provided for transmitting the operating parameters to the corresponding time-critical actuators.
  • the fast high-speed data transmission connection enables fast transmission and control.
  • the object is achieved by a vehicle with a vehicle system as described above, the vehicle being designed as an autonomously driving vehicle.
  • the system is particularly suitable for an autonomously driving vehicle, since many sensors have to be installed here.
  • the vehicle according to the invention many additional cables and thus increased weight and increased costs can be dispensed with.
  • the vehicle can be an electric vehicle.
  • the object is also achieved by a method for operating a vehicle system, which includes the following steps:
  • the multiple sensors are divided into time-sensitive sensors and time-sensitive sensors and the actuators are divided into time-related actuators and time-sensitive actuators, and the time-related sensors are directly connected to the time-sensitive sensor data for transmitting the time-sensitive sensors are connected.
  • At least one time-critical control unit which is connected directly to the time-critical sensors and time-critical actuators for bidirectional data transmission, the time-critical sensors and time-critical actuators and the at least one time-critical control unit each having a PLC (power line communication) PLC with the time-critical Have data interface -PLC to the interface.
  • PLC power line communication
  • a distribution gateway which is connected to the at least one time-critical control unit, the at least one sensor module and the at least one vehicle module for bidirectional data transmission, each directly via a data transmission connection, each of which is designed as a high-speed data transmission connection, and wherein the distribution gateway transmits data as high-speed data between the distributed at least one sensor module and the at least one vehicle module for generating the operating parameters for controlling the time-critical actuators and the at least one time-critical high-control unit, and wherein - speed data interface, the PLC data transmitted by the time-uncritical sensors and time-uncritical actuators, if necessary, transformed into high-speed data and the high-speed data transferred to the distribution gateway.
  • FIG 1 A control unit according to the prior art
  • FIG 2 shows a first embodiment of a vehicle system according to the invention
  • FIG 3 shows a second embodiment of a vehicle system according to the invention.
  • the vehicle system 100 includes a control unit (ECU) 101 .
  • Vehicle system 100 also has a number of sensors 102a, 102b, 102c. These sensors 102a, 102b, 102c can be sensor systems, sensor arrays, individual sensors or lidar and radar sensors, camera sensors, etc.
  • the sensors 102a, 102b, 102c generate sensor signals, for example from vehicle-internal components or as an image of the surroundings, for example by a camera by recording an image of the surroundings.
  • the sensor signals are recorded and transmitted to the control units 101, 101a.
  • the respective control unit 101, 101a combines the sensor signals and processes them separately in order to generate operating parameters.
  • control unit 101, 101a If there are several control units 101, 101a, the relevant sensor signals are combined and evaluated in each control unit 101, 101a.
  • control units 101, 101a often process the same signals from sensors.
  • the sensor data processing is linked to functionalities and is located in the control unit 101, 101a, which are closely dependent on one another.
  • Each control unit 101, 101a combines and processes the sensor signals and data separately.
  • the evaluated serial signals are sent separately and partially by each control unit are transmitted twice, which leads to a high cabling effort.
  • the wiring harness models for the whole system are very expensive and inefficient for implementing such architectures.
  • the complex wiring system directly leads to problems such as high cost, installation difficulty, difficulty in troubleshooting, and wasted energy due to the added weight. This results in a higher degree of complexity, a high required computing power and a high complexity of the interface layers and cable harness models.
  • FIG. 2 shows a vehicle system 1 according to the invention.
  • the vehicle system 1 has a number of sensors for generating sensor signals.
  • the sensors measure and record various parameters and convert the measurement results into electrical signals.
  • the sensors are divided into time-critical sensors 2a, . . . , 2n, such as wheel speed sensors for detecting the wheel speeds, pressure sensors for detecting the brake pressure, temperature sensors for detecting the cooling water temperature, camshaft sensors, and brake wear sensors.
  • Time-critical sensors 3a, . . . , 3n are sensors that are insensitive to time-delayed detection or evaluation, or sensors that are not required for a time-critical system.
  • Such time-critical sensors 3a,..., 3n are, for example, sensors such as ambient light sensors, sensors for detecting the status of the trunk (open or closed), foot sensors for detecting the opening of the trunk, rain sensors, window sensors, tire pressure sensors, oil level sensors, etc.
  • the detection of rain via the rain sensor with 0.1 outputs and the automatic switching on of the wipers is a time-critical function that has no safety-critical effect due to small time delays and latencies.
  • a time-critical sensor module is also provided, which is designed as a sensor control unit 4, for example.
  • the time-critical sensors 2a,..., 2n are directly connected to the time-critical sensor control unit 4 via one or more high-speed data transmission links in order to transmit the time-critical sensor signals directly to the sensor control unit 4.
  • Such a high-speed data transmission connection can be a bus system, for example a CAN bus system or an Ethernet bus system.
  • the time-critical sensor control unit 4 is designed to convert the time-critical sensor signals into time-critical processed sensor data that are required for controlling the vehicle.
  • a distribution gateway 10 is also present. This can be a steering device, for example.
  • the distribution gateway 10 is designed to distribute the incoming data.
  • the distribution gateway 10 can have a controller/algorithms or an evaluation unit, for example, but does not need to have a control unit etc.
  • the time-critical conditioned sensor data is transmitted from the time-critical sensor control unit 4 directly to the distribution gateway 10 via one or more bidirectional high-speed data transmission links.
  • a time-critical vehicle module for example a time-critical vehicle control unit 5, is also provided, which is also bidirectionally connected to the distribution gateway 10 via a high-speed data transmission link.
  • time-critical processed sensor data from the distribution gateway 10 on the High-speed data transmission connection are transmitted directly to the time-critical vehicle control unit 5, which generates time-critical operating parameters based on the time-critical processed sensor data.
  • time-critical vehicle control unit 5 is connected to various time-critical actuators 6a,..., 6n and time-critical subsystems 7a,..., 7n via a high-speed data transmission link in order to transmit the time-critical operating parameters directly and quickly to the time-critical actuators 6a,..., 6n and time-critical systems.
  • the vehicle system 1 has at least one non-time-critical control unit 8, which is also connected to the distribution gateway 10 via a high-speed data transmission connection.
  • time-critical control unit 8 has a PLC (Power Line Communication) interface 12 for bidirectional data transmission via PLC, i. H. for transmitting data over electrical lines.
  • PLC Power Line Communication
  • the electrical power lines are preferably designed as DC lines. Unlike traditional AC communications, the DC-DC bus has predictable noise and impedance characteristics that allow for high bandwidth. By using the existing DC-DC bus line for data transmission, simple and cost-effective transmission via PLC is possible.
  • time-uncritical sensors 3a Furthermore, time-uncritical sensors 3a, .
  • time-critical actuators 9a,..., 9n and time-critical Subsystems 11a,..., 11n are provided, each of which also has a PLC interface and which is also connected to the time-critical control unit 8 via the PLC data transmission connection for PLC transmission of PLC data.
  • time-critical control unit 8 is designed to receive time-critical sensors 3a, . . . 3n and their non-time-critical sensor signals intended for example for the time-critical actuators 9a are to evaluate and generate non-time-critical operating parameters or time-critical sensor data and to generate these via the PLC connection to the non-time-critical actuators 9a,..., 9n and time-critical subsystems 11a,..., 11n as PLC data.
  • non-time-critical control unit 8 has a
  • High-speed data interface 14 which is designed to transform certain PLC data sent by the non-time-critical sensors 3a,...3n as time-critical sensor signals as high-speed data and to which transmission distribution gateways 10 as high-speed data.
  • the transmission takes place with a delay through the time-critical control unit 8 or directly to the distribution gateway 10.
  • the waiting bank for time-critical data which is designed as a time-critical control unit 8, can relieve the entire communication in the entire vehicle system 1.
  • this architecture facilitates the addition of time-critical sensors to an already existing vehicle system 1 where the time-critical (non-time-critical) sensor is only connected to the time-critical control unit 8 .
  • the time-critical control unit 8 Through the independent evaluation of the non-time-critical sensor signals of the time-critical sensors 3a, ... 3n by the time-critical control unit 8 as operating parameters for the time-critical actuators 9a, ..., 9n / time-uncritical subsystems 11a, ..., 11n and the transmission as high-speed transmission load data , the
  • the entire wiring harness required can be reduced, since the time-critical and time-critical data do not have to be transmitted synchronously/in parallel, but instead, for example, depending on the workload or during the transmission between time-critical sensors 3a,...3n and time-critical actuators 9a,..., 9n only as PLC data.
  • non-time-critical sensor signals i. H. the non-time-critical sensor data
  • the distribution gateway 10 This relieves the load on the sensor control unit 4 and the high-speed data transmission connection, for example.
  • time-critical sensor data can also be transmitted as high-speed data via the distribution gateway 10 to the time-critical control unit 8 .
  • time-critical sensor signals are generated during operation by the time-critical sensors 2a, .
  • This time-critical sensor data is transmitted from the time-critical sensor control unit 4 to the distribution gateway 10 and from there to the time-critical vehicle control unit 5 and possibly to the time-critical control unit 8 as high-speed data.
  • the time-critical vehicle control unit 5 generates time-critical operating parameters from the received time-critical sensor data and transmits these directly to the time-critical actuators 6a, . . . , 6n and the time-critical subsystems 7a, . . . , 7n. This transfer can be done as high speed data.
  • the time-critical operating parameters can be transmitted to the distribution gateway 10 as high-speed data if required.
  • the distributor gateway 10 can transmit the time-critical sensor data and the time-related operating parameters to the time-critical control unit 8 if required.
  • the time-critical sensor control unit 4 and the time-critical vehicle control unit 5 can also send requests/information queries to the time-critical control unit 8 via the time-critical sensors 3a, ... 3n/time-critical actuators 9a, ..., 9n via the distributor gateway 10 via the high-speed data transmission connection.
  • FIG 3 shows a second embodiment of the vehicle system 1a according to the invention.
  • the vehicle system 1a has the time-critical sensors 2a,..., 2n, and the time-related sensors 3a,..., 3n.
  • the vehicle system 1a has a sensor domain 13, which is connected directly to the high-speed data transmission connection to the time-critical sensors 2a, . . . , 2n for data transmission. There may also be multiple sensor errors.
  • the sensor domain 13 evaluates, for example, the time-critical sensor signals from the time-critical sensors 2a, . . . , 2n as sensor data.
  • the vehicle system 1a has the distribution gateway 10 .
  • the sensor domain 13 is connected to the distribution gateway 10 via, for example, two high-speed buses for rapid, redundant or separate transmission of sensor domain data.
  • the high-speed buses can be an Ethernet bus 17 and a CAN bus 16 here, for example.
  • Vehicle system 1a also has at least one vehicle domain 15 for forming operating parameters for controlling individual vehicle components and their vehicle functions based on time-critical actuators 6a,..., 6n and time-critical subsystems 7a,..., 7n.
  • the vehicle domain 15 serves vehicle modules that form a functional unit and are connected to one another. Examples of a vehicle domain are electronic systems such as a steering wheel system of a vehicle in the drive train, a multimedia system and an infotainment system or, for example, the ADAS functions (driver assistance systems).
  • a vehicle control unit 5 (FIG. 2), on the other hand, serves entire areas or higher-level systems, such as the brake system.
  • the vehicle domain 15 is also connected to the distribution gateway 10 via high-speed buses, such as an Ethernet bus 17a and a CAN bus 16a.
  • the time-critical control unit 8 is also provided, which is also connected to the distribution gateway 10 for bidirectional data transmission via, for example, two high-speed buses, here an Ethernet bus 17b and a CAN bus 16b.
  • the non-time-critical control unit 8 has the PLC interface 12 for bidirectional data transmission via PLC, i. H. for the bidirectional transmission of PLC data to the time-uncritical sensors 3a, ... 3n and to the time-uncritical actuators 9a, ..., 9n and time-uncritical subsystems 11n.
  • a faster or redundant bi-directional data transmission can be achieved by the presence of several such high-speed data transmission connections.
  • the wiring harness required can, or can, be reduced Space can be created for multiple high-speed data transmission links for safety-critical data.
  • Vehicle control unit a ..., 6n time-critical actuators a,..., 7n time-critical subsystems
  • Time-critical control unitsa ..., 9n Time-critical actuators 0 Distribution gateway 1a,..., 11n Time-critical subsystems 2 PLC (Power Line Communication) interface3 Sensor domain 4 High-speed data interface5 Vehicle domain 6, 16a, 16b CAN bus , 17a, 17b Ethernet bus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

The invention relates to a vehicle system, in particular for generating operating parameters for a vehicle, comprising at least one vehicle module and at least one sensor module and a time-critical control unit (8) and a high-speed data transmission link as well as a distribution gateway (10) for distributing the data. The invention also relates to a vehicle and driving. The invention also relates to a vehicle and to a method.

Description

STEUERUNGSSYSTEM UND VERFAHREN FÜR EIN FAHRZEUG UNTER VERWENDUNG VON POWERLINE COMMUNICATION, PLC. CONTROL SYSTEM AND PROCEDURE FOR A VEHICLE USING POWERLINE COMMUNICATION, PLC.
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsystem, insbesondere zur Erzeugung von Betriebsparametern für ein Fahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug und ein Verfahren. The invention relates to a vehicle system, in particular for generating operating parameters for a vehicle. Furthermore, the invention relates to a vehicle and a method.
In der heutigen Welt sind alle Sensordatenverarbeitungen und -funktionen einer einzigen Steuereinheit oder mehreren Steuereinheiten zugeordnet. Die Verarbeitung der Sensordaten ist mit Funktionalitäten verknüpft und befindet sich in der Steuereinheit, die eng voneinander abhängig sind. Die Sensorsignale werden daher direkt durch die Steuereinheit verarbeitet. In today's world, all sensor data processing and functions are dedicated to a single controller or multiple controllers. The processing of the sensor data is linked to functionalities and is located in the control unit, which are closely dependent on each other. The sensor signals are therefore processed directly by the control unit.
Die Verarbeitung der Sensorsignale direkt in den Steuereinheiten bringt Nachteile mit sich, vor allem im Hinblick auf einen aufwändigen Kabelbaum sowie redundante Verarbeitung in den Steuereinheiten und die damit einhergehenden Rechenzeiten. Außerdem ist eine hohe Rechenleistung erforderlich, die aufgrund der größeren Anzahl von Prozessoren auch zu höheren Kosten führt. Ferner steigt die Komplexität durch die notwendigen Schnittstellenschichten und den erhöhten Bedarf an Kabeln. The processing of the sensor signals directly in the control units has disadvantages, especially with regard to a complex wiring harness and redundant processing in the control units and the associated computing times. In addition, high computing power is required, which also leads to higher costs due to the larger number of processors. Furthermore, the complexity increases due to the necessary interface layers and the increased need for cables.
Die Kabelbaummodelle für das gesamte System werden bei der Implementierung solcher Architekturen sehr unhandlich und ineffizient. Das komplexe Verkabelungssystem führt unmittelbar zu Problemen wie hohen Kosten, Installationsschwierigkeiten, Schwierigkeiten bei der Fehlersuche und Energieverschwendung durch zusätzliches Gewicht. The wiring harness models for the entire system become very unwieldy and inefficient when implementing such architectures. The complex wiring system directly leads to problems such as high cost, installation difficulty, difficulty in troubleshooting, and wasted energy due to added weight.
Insbesondere bei elektrisch betriebenen und/oder autonom fahrenden Fahrzeugen sind die Anforderungen an ein zuverlässiges Kommunikationssystem in einer Fahrzeugumgebung hoch, vor allem im Hinblick auf den Datenaustausch, der für die kritischeren Systeme wie die Steuerung der elektrischen Aktuatoren erforderlich ist. DE 10 2012 211 041 A1 offenbart ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, bei dem mit mindestens einer Steuereinheit verschiedene Sensordaten verarbeitet und Fahrhilfen für einen Fahrer erzeugt werden, wobei mindestens eine Mobilvorrichtung über eine Schnittstelle des erweiterten Fahrerassistenzsystems mit dem erweiterten Fahrerassistenzsystem verbunden ist, wobei ein oder mehrere Sensoren der Mobilvorrichtung über die Schnittstelle in das Fahrerassistenzsystem eingebunden sind und die Sensoren dieser Sensoren der Mobilvorrichtung an die Steuereinheit übertragen und durch die Steuereinheit verarbeitet werden und/oder Sensordaten aus der Steuereinheit an die Mobilvorrichtung zum Verarbeiten durch die Mobilvorrichtung übertragen werden. Especially with electrically powered and/or autonomously driving vehicles, the requirements for a reliable communication system in a vehicle environment are high, especially with regard to the data exchange that is required for the more critical systems such as the control of the electric actuators. DE 10 2012 211 041 A1 discloses a driver assistance system of a vehicle in which at least one control unit processes various sensor data and generates driving aids for a driver, with at least one mobile device being connected to the extended driver assistance system via an interface of the extended driver assistance system, with one or more Sensors of the mobile device are integrated into the driver assistance system via the interface and the sensors of these sensors of the mobile device are transmitted to the control unit and processed by the control unit and/or sensor data are transmitted from the control unit to the mobile device for processing by the mobile device.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Fahrzeugsystem und ein verbessertes Fahrzeug sowie ein verbessertes Verfahren, insbesondere zum Erzeugen von Betriebsparametern für ein Fahrzeug, bereitzustellen. It is therefore an object of the invention to provide an improved vehicle system and an improved vehicle as well as an improved method, in particular for generating operating parameters for a vehicle.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeugsystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einem Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 14 und einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 15 gelöst. This object is achieved by a vehicle system having the features of claim 1 and a vehicle having the features of claim 14 and a method having the features of claim 15.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgeführt, die in geeigneter Weise kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen. Further advantageous measures are listed in the dependent claims, which can be combined in a suitable manner in order to achieve further advantages.
Die Aufgabe wird durch ein Fahrzeugsystem mit mehreren bordseitigen Sensoren zur Erzeugung fahrzeuginterner Sensorsignale und mehrerer bordseitiger Aktuatoren gelöst, wobei die mehreren Sensoren in zeitkritische Sensoren und zeitunkritische Sensoren und die Aktuatoren in zeitkritische Aktuatoren und zeitunkritische Aktuatoren unterteilt sind, ferner mit mindestens einem Sensormodul, wobei das mindestens eine Sensormodul dazu ausgelegt sind, die fahrzeuginternen Sensorsignale zu empfangen, und ferner das mindestens eine Sensormodul zum Erzeugen von Sensordaten durch Auswerten und Verarbeiten der fahrzeuginternen Sensorsignale gebildet wird, und wobei die zeitkritischen Sensoren direkt an das mindestens eine Sensormodul zum Übertragen zeitkritischer Sensorsignale zum Bestimmen zeitkritischer Sensordaten angebunden sind, wobei mindestens ein Fahrzeugmodul vorgesehen ist, das mindestens zum Verarbeiten von übertragenen Sensordaten ausgelegt ist, und wobei das mindestens eine Fahrzeugmodul zum Erzeugen von Betriebsparameters zum Steuern von zeitkritischen Aktuatoren durch Auswerten und Verarbeiten der fahrzeuginternen Sensordaten ausgelegt ist, und wobei mindestens eine zeitunkritische Steuereinheit vorgesehen ist, die direkt mit den zeitunkritischen Sensoren und zeitunkritischen Aktuatoren für eine bidirektionale Datenübertragung verbunden ist, und wobei die zeitunkritischen Sensoren und zeitkritischen Aktuatoren sowie die mindestens eine zeitunkritische Steuereinheit jeweils eine PLC(PowerLine Communication)-Schnittstelle aufweisen und für eine bidirektionale Datenübertragung als PLC-Datenübertragung über die PLC(Powerl_ine Communication)-Schnittstelle ausgelegt sind, wobei ein Verteilergateway vorgesehen ist, das zur bidirektionalen Datenübertragung mit der mindestens einen zeitkritischen Steuereinheit verwendet werden kann, wobei das mindestens eine Sensormodul und das mindestens eine Fahrzeugmodul jeweils direkt über eine Datenübertragungsverbindung verbunden sind; wobei die Datenübertragungsverbindung jeweils als Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung ausgelegt ist, und wobei die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit eine Hochgeschwindigkeitsdatenschnittstelle aufweist, und wobei die mindestens eine zeitunkritische Steuereinheit dazu ausgelegt ist, die durch die zeitunkritischen Sensoren und zeitkritischen Aktuatoren übertragenen PLC-Daten bei Bedarf mittels der Hochgeschwindigkeitsübertragungsdatenschnittstelle als Hochgeschwindigkeitsdaten an das Verteilergateway zu übertragen, wobei das Verteilergateway dazu ausgelegt ist, Daten als Hochgeschwindigkeitsdaten zwischen dem mindestens einen Sensormodul und dem mindestens einen Fahrzeugmodul zum Erzeugen des Betriebstaktaktuators zu übertragen. The object is achieved by a vehicle system with a number of onboard sensors for generating sensor signals inside the vehicle and a number of onboard actuators, the number of sensors being divided into time-critical sensors and time-uncritical sensors and the actuators being divided into time-critical actuators and time-uncritical actuators, further having at least one sensor module, the at least one sensor module is designed to receive the vehicle-internal sensor signals, and furthermore the at least one sensor module for generating sensor data is formed by evaluating and processing the vehicle-internal sensor signals, and the time-critical sensors are connected directly to the at least one sensor module for transmitting time-critical sensor signals to determining time-critical sensor data, at least one vehicle module being provided which is designed at least for processing transmitted sensor data, and the at least one vehicle module being designed to generate operating parameters for controlling time-critical actuators by evaluating and processing the vehicle-internal sensor data, and where at least one non-time-critical control unit is provided, which is connected directly to the non-time-critical sensors and non-time-critical actuators for bidirectional data transmission, and wherein the non-time-critical sensors and time-critical actuators and the at least one non-time-critical control unit each have a PLC (PowerLine Communication) interface and for one bidirectional data transmission is designed as PLC data transmission via the PLC (Powerline Communication) interface, with a distributor gateway being provided which can be used for bidirectional data transmission with the at least one time-critical control unit, with the at least one sensor module and the at least one vehicle module each directly are connected via a communications link; wherein the data transmission connection is in each case designed as a high-speed data transmission connection, and wherein the at least one time-critical control unit has a high-speed data interface, and wherein the at least one non-time-critical control unit is designed to transmit the PLC data transmitted by the non-time-critical sensors and time-critical actuators as high-speed data using the high-speed transmission data interface if necessary to the distribution gateway, wherein the distribution gateway is configured to transmit data as high-speed data between the at least one sensor module and the at least one vehicle module to generate the operational clock actuator.
Die Sensoren können als Sensoren basierend auf unterschiedlichen Messprinzipien oder als mehrere Sensoren derselben Art, die im oder am Fahrzeug angeordnet sind, ausgelegt sein. Fahrzeuginterne Sensorsignale sind Signale, die einerseits Signale im Fahrzeug oder am Fahrzeug selbst erfassen, beispielsweise ungewöhnliche Quietschgeräusche, Abriebgeräusche usw., aber auch Signale, die auf die Umgebung einwirken, wie beispielsweise die Umgebung als Umgebungsdaten zur Objekterkennung, Hinderniserkennung, Spurerkennung usw. The sensors can be designed as sensors based on different measurement principles or as multiple sensors of the same type that are arranged in or on the vehicle. Vehicle-internal sensor signals are signals that on the one hand detect signals in the vehicle or on the vehicle itself, such as unusual squeaking noises, abrasion noises, etc., but also signals that affect the environment, such as the environment as environmental data for object detection, obstacle detection, lane detection, etc.
Die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit ist eine Steuereinheit, die für zeitunkritische Host-Funktionalitäten vorgesehen ist und mit allen relevanten unkritischen Sensoren und unkritischen Aktuatoren verbunden ist, die zum Erfüllen dieser Funktionalitäten erforderlich sind. Diese Funktionalitäten sind unempfindlich gegenüber Zeitverzögerungen oder Latenzen und sind keine sicherheitsrelevanten Funktionen oder sicherheitsrelevanten Sensoren. Beispiele für diese zeitunkritischen Sensoren sind Umgebungslichtsensoren, Sensoren zur Erkennung des Kofferraumzustands (geöffnet oder geschlossen), Fußsensoren für die Kofferraumöffnung, Regensensoren, Fensterhebersensoren, Reifendrucksensoren, Ölstandssensoren, Sensoren für Handsensoren usw. The at least one time-critical control unit is a control unit dedicated to non-time-critical host functionalities and connected to all relevant non-critical sensors and non-critical actuators required to fulfill these functionalities. These functionalities are not sensitive to time delays or latencies and are not safety-related functions or safety-related sensors. Examples of these non-time-critical sensors are ambient light sensors, sensors to detect trunk status (open or closed), foot sensors for trunk opening, rain sensors, window sensors, tire pressure sensors, oil level sensors, sensors for hand sensors, etc.
So ist die Erkennung von Regen über den Regensensor mit 0,1 Ausgängen und das automatische Einschalten der Scheibenwischer eine zeitkritische Funktion, die aufgrund kleiner Zeitverzögerungen und Latenzen keine sicherheitskritische Wirkung hat. The detection of rain via the rain sensor with 0.1 outputs and the automatic switching on of the wipers is a time-critical function that has no safety-critical effect due to small time delays and latencies.
Zeitkritische Sensoren sind beispielsweise Sensoren zum Auslösen der Airbags, CA- Sensoren, insbesondere Frontkameras, Lenksensoren sowie beispielsweise die Aktuatoren zur Lenkradeinstellung. Ferner sind alle Sensoren des Bremssystems sicherheits- und damit zeitkritisch, ebenso wie die entsprechenden Aktuatoren des Bremssystems. Time-critical sensors are, for example, sensors for triggering the airbags, CA sensors, in particular front cameras, steering sensors and, for example, the actuators for adjusting the steering wheel. Furthermore, all sensors in the braking system are safety- and therefore time-critical, as are the corresponding actuators in the braking system.
Die zeitkritischen Sensoren und Funktionalitäten oder Aktuatoren sind mit der zeitkritischen Steuereinheit gekoppelt und werden durch diese verwaltet. Abhängig von der Auslastung des/der Sensormoduls/e und ggf. des/der Fahrzeugmoduls/e kann die zeitkritische Steuereinheit über das Weiterleiten der zeitkritischen Sensorsignale entscheiden. Dadurch kann eine Entkopplung und Entlastung zwischen Sensor- und Fahrzeugseite sowie eine Priorisierung von sicherheitskritischen Funktionen erreicht werden. The time-critical sensors and functionalities or actuators are coupled to the time-critical control unit and are managed by it. Depending on the utilization of the / the sensor module / s and possibly the / the vehicle module / s, the time-critical control unit on the forwarding of the time-critical Sensor signals decide. In this way, a decoupling and relief between the sensor and vehicle side as well as a prioritization of safety-critical functions can be achieved.
Durch die PLC-Konvertierung können zeitunkritische Daten als Datensignal auf der Stromleitung nachgebildet werden und somit bidirektional aus der und an die zeitkritische Steuereinheit übertragen werden, beispielsweise zur Auswertung oder zur verzögerten Übertragung. Das bedeutet, dass die unkritischen Daten keine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung belasten, da diese aus der unkritischen Steuereinheit an die unkritischen Aktuatoren weitergeleitet werden können. The PLC conversion allows non-time-critical data to be simulated as a data signal on the power line and thus transmitted bidirectionally from and to the time-critical control unit, for example for evaluation or for delayed transmission. This means that the non-critical data does not load a high-speed data transmission link, since it can be forwarded from the non-critical control unit to the non-critical actuators.
Diese Übertragung spart aufwändige Kabelbäume und reduziert damit Gewicht und Kosten. This transmission saves complex cable harnesses and thus reduces weight and costs.
Durch Konvertieren der PLC-Daten aus der mindestens einen zeitkritischen Steuereinheit in Hochgeschwindigkeitsdaten und Übertragen über eine Hochgeschwindigkeitsverbindung können relevante Daten zwischen dem Sensormodul und dem Fahrzeugmodul und der mindestens einen zeitkritischen Steuereinheit direkt über das Verteilungsgateway schnell verteilt werden. Dabei werden Daten, beispielsweise Anforderungen von zeitkritschen Sensordaten, durch das Sensormodul/Fahrzeugmodul an die zeitunkritische Steuereinheit als Hochgeschwindigkeitsdaten an das Verteilergateway übertragen, das diese Daten an die mindestens eine zeitunkritische Steuereinheit verteilt. By converting the PLC data from the at least one time-sensitive control unit into high-speed data and transmitting it over a high-speed connection, relevant data can be quickly distributed between the sensor module and the vehicle module and the at least one time-sensitive control unit directly via the distribution gateway. In this case, data, for example requests for time-critical sensor data, are transmitted by the sensor module/vehicle module to the time-uncritical control unit as high-speed data to the distribution gateway, which distributes this data to the at least one time-uncritical control unit.
Das Verteilergateway kann auch als Steuereinheit ausgelegt sein, die beispielsweise die durch die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit übertragenen Hochgeschwindigkeitsdaten an den richtigen Empfänger, d. h. das Sensormodul oder das Fahrzeugmodul, überträgt. Ferner kann das Verteilergateway selbst Algorithmen/Auswertungsfunktionen und Rückmeldungen enthalten, die auf übertragene zeitkritische und zeitkritische Hochgeschwindigkeitsdaten angewendet werden können. The distribution gateway can also be designed as a control unit which, for example, transmits the high-speed data transmitted by the at least one time-critical control unit to the correct recipient, ie the sensor module or the vehicle module. Furthermore, the distribution gateway itself may contain algorithms/evaluation functions and feedback that can be applied to transmitted time-sensitive and high-speed time-sensitive data.
So werden beispielsweise zeitkritische Sensordaten an und über das Verteilungsgateway über eine Hochgeschwindigkeitsverbindung an das Fahrzeugmodul übertragen, um zeitkritische Betriebsparameter für die zeitkritischen Aktuatoren zu erzeugen. Das Fahrzeugmodul überträgt die zeitkritischen, erzeugten Betriebsparameter beispielsweise direkt an die angeschlossenen zeitkritischen Aktuatoren. Die zeitkritischen Sensordaten können auch über das Verteilungsgateway an die zeitkritische Steuereinheit übertragen werden. Dies kann die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung entlasten. Werden zeitkritische Sensordaten zum Erzeugen von Betriebsparametern zeitkritischer Aktuatoren benötigt, können diese aus dem Verteilungsgateway an die Fahrzeugsteuereinheit und/oder nötigenfalls gleichzeitig an die Fahrzeugdomäne übertragen werden. For example, time-sensitive sensor data is transmitted to and through the distribution gateway over a high-speed link to the vehicle module to generate time-sensitive operating parameters for the time-sensitive actuators. The vehicle module transmits the time-critical, generated operating parameters, for example, directly to the connected time-critical actuators. The time-sensitive sensor data can also be transmitted to the time-sensitive control unit via the distribution gateway. This can relieve the high-speed data transmission link. If time-critical sensor data is required to generate operating parameters of time-critical actuators, these can be transmitted from the distribution gateway to the vehicle control unit and/or simultaneously to the vehicle domain, if necessary.
Ferner kann hier auf eine aufwändigere Verkabelung verzichtet werden, da die zeitbezogenen und zeitkritischen Daten nicht synchron/parallel, sondern beispielsweise auslastungsabhängig übertragen werden müssen. Furthermore, more complex cabling can be dispensed with here, since the time-related and time-critical data does not have to be transmitted synchronously/in parallel, but instead, for example, depending on the workload.
In weiterer Ausbildung ist die mindestens eine zeitunkritische Steuereinheit dazu ausgelegt, eine gesteuerte verzögerte Übertragung von mindestens durch die zeitkritischen Sensoren und/oder zeitkritischen Aktuatoren erzeugten zeitunkritischen Sensordaten und/oder der zeitunkritischen Aktuatordaten an das Verteilergateway vorzunehmen, wobei mindestens eine Hochgeschwindigkeitsübertragung durch modulare Modulation erfolgt. In a further embodiment, the at least one non-time-critical control unit is designed to carry out a controlled, delayed transmission of non-time-critical sensor data generated at least by the time-critical sensors and/or time-critical actuators and/or the non-time-critical actuator data to the distribution gateway, with at least one high-speed transmission taking place by modular modulation.
Die Übertragung der durch die unkritischen Sensoren und Aktuatoren erzeugten Daten innerhalb des Fahrzeugsystems kann somit an die Auslastung sowie die Flexibilität und Skalierbarkeit des Sensormoduls und an die Auslastung sowie die Flexibilität und Skalierbarkeit des Fahrzeugmoduls angepasst werden. Insbesondere durch die entkoppelte Architektur können neue zeitkritische Sensoren und zeitkritische Aktuatoren und/oder Aktuatoren und Funktionalitäten einfach zur zeitkritischen Steuereinheit hinzugefügt werden. Durch die Steuerung und Steuerung durch die Steuereinheit in Bezug auf die Auslastung kommt es zu keinen/weniger Überschneidungen oder/und zu keinen/weniger Ausfällen und/oder anderen Schwierigkeiten für das mindestens eine Fahrzeugmodul und das mindestens eine Sensormodul. The transmission of the data generated by the non-critical sensors and actuators within the vehicle system can thus be linked to the utilization and the flexibility and scalability of the sensor module and to the utilization and the Flexibility and scalability of the vehicle module can be adjusted. In particular, due to the decoupled architecture, new time-critical sensors and time-critical actuators and/or actuators and functionalities can easily be added to the time-critical control unit. Due to the control and regulation by the control unit with regard to the utilization, there are no/fewer overlaps and/or no/fewer failures and/or other difficulties for the at least one vehicle module and the at least one sensor module.
Ferner kann die mindestens eine zeitunkritische Steuereinheit dazu ausgelegt sein, die zeitunkritischen Sensordaten für entsprechende zeitunkritische Aktuatoren auszuwerten und basierend auf den mindestens ausgewerteten Sensordaten zeitunkritische Betriebsparameter zu erzeugen und die zeitunkritischen Betriebsparameter über die PLC-Schnittstelle an die entsprechenden zeitunkritischen Aktuatoren zur Verarbeitung zu übertragen. Zeitkritische Sensordaten oder Auswertungen, die durch das Verteilungsgateway übertragen werden, können ebenfalls zum Erzeugen der zeitkritischen Übertragungsparameter verwendet werden. Furthermore, the at least one non-time-critical control unit can be designed to evaluate the non-time-critical sensor data for corresponding non-time-critical actuators and to generate non-time-critical operating parameters based on the at least evaluated sensor data and to transmit the non-time-critical operating parameters via the PLC interface to the corresponding non-time-critical actuators for processing. Time-critical sensor data or evaluations transmitted through the distribution gateway can also be used to generate the time-critical transmission parameters.
Ferner kann die mindestens eine zeitunkritische Steuereinheit dazu ausgelegt sein, die zeitunkritischen Sensordaten auszuwerten und die Auswertung in Hochgeschwindigkeitsdaten zu transformieren und ggf. an das Verteilergateway als Hochgeschwindigkeitsdaten zur Verwendung für mindestens ein Fahrzeugmodul und/oder für mindestens ein Sensormodul zu übertragen und/oder die Auswertung auf Anforderung durch mindestens ein Fahrzeugmodul und/oder das mindestens eine Sensormodul an das Verteilergateway als Hochgeschwindigkeitsdaten zur Verwendung in mindestens einem Fahrzeugmodul und/oder mindestens einem Sensormodul zu übertragen. Furthermore, the at least one non-time-critical control unit can be designed to evaluate the non-time-critical sensor data and to transform the evaluation into high-speed data and, if necessary, to the distributor gateway as high-speed data for use for at least one vehicle module and/or for at least one sensor module and/or to transmit the evaluation upon request by at least one vehicle module and/or the at least one sensor module to the distribution gateway as high-speed data for use in at least one vehicle module and/or at least one sensor module.
Dies verhindert, dass die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung ausgelastet/überlastet wird. In einer weiteren Ausbaustufe umfasst das mindestens eine Fahrzeugmodul mindestens eine Fahrzeugsteuereinheit und das mindestens eine Sensormodul mindestens eine Sensorsteuereinheit. This prevents the high-speed data transmission link from becoming saturated/congested. In a further expansion stage, the at least one vehicle module includes at least one vehicle control unit and the at least one sensor module includes at least one sensor control unit.
Solche Fahrzeugsteuereinheiten können in mehreren elektronischen Bereichen im Automobilbereich eingesetzt werden, beispielsweise zum Steuern und Steuern von Fahrzeugbereichen/Fahrzeuggruppen, beispielsweise des Vorder- und Hinterwagens eines Fahrzeugs sowie einzelner Fahrzeugkomponenten/Fahrzeugmodule wie der Bremsanlage oder der Vorderachslenkung/Lenkanlage. Such vehicle control units can be used in several electronic areas in the automotive sector, for example for controlling and controlling vehicle areas/vehicle groups, for example the front and rear of a vehicle and individual vehicle components/vehicle modules such as the brake system or the front axle steering/steering system.
Die Fahrzeugsteuereinheit kann Betriebsparameter zum Steuern des Fahrzeugs, beispielsweise für das Bremssystem, erzeugen. The vehicle control unit can generate operating parameters for controlling the vehicle, for example for the braking system.
Alternativ oder zusätzlich kann das mindestens eine Fahrzeugmodul mindestens eine Fahrzeugdomäne und das mindestens eine Sensormodul mindestens eine Sensordomäne umfassen. Alternatively or additionally, the at least one vehicle module can include at least one vehicle domain and the at least one sensor module can include at least one sensor domain.
Diese Fahrzeugdomänen können auch als Funktionszonen-Steuergeräte bezeichnet werden. Die Fahrzeugdomäne bedient Fahrzeugmodule, die eine funktionale Einheit bilden und in denen zugehörige Funktionen erzeugt werden. Die Module werden im Detail untersucht. Beispiele für Fahrzeugdomänen sind elektronische Systeme wie ein Lenkradsystem eines Fahrzeugs im Antriebsstrang, ein Multimediasystem und ein Infotainmentsystem oder beispielsweise die ADAS-Funktionen (Fahrerassistenzsysteme). Die Fahrzeugdomänen können beispielsweise eine oder mehrere Funktionen oder einen oder mehrere Aktuatoren der jeweiligen Fahrzeugmodule einstellen. These vehicle domains can also be referred to as functional zone control units. The vehicle domain serves vehicle modules that form a functional unit and in which associated functions are generated. The modules are examined in detail. Examples of vehicle domains are electronic systems such as a steering wheel system of a vehicle in the drive train, a multimedia system and an infotainment system or, for example, the ADAS functions (driver assistance systems). The vehicle domains can, for example, set one or more functions or one or more actuators of the respective vehicle modules.
Die Sensordomäne oder die Sensorsteuereinheit ist direkt mit den zeitkritischen Sensoren verbunden, um die zeitkritischen Sensorsignale als Sensordaten zu verarbeiten. The sensor domain or the sensor control unit is directly connected to the time-critical sensors in order to process the time-critical sensor signals as sensor data.
Ferner kann das mindestens eine Sensormodul dazu ausgelegt sein, die zeitkritischen Sensordaten als Hochgeschwindigkeitsdaten an das Verteilergateway zu übertragen, und das Verteilergateway kann dazu ausgelegt sein, diese an das mindestens eine Fahrzeugmodul, insbesondere zum Erzeugen von Betriebsparametern, und insbesondere an die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit zu verteilen. Furthermore, the at least one sensor module can be designed to transmit the time-critical sensor data as high-speed data to the distributor gateway, and the distributor gateway can be designed to transmit them to the at least one vehicle module, in particular for generating To distribute operating parameters, and in particular to the at least one time-critical control unit.
So kann das Verteilungsgateway Regeln dafür aufweisen, beispielsweise wann diese Daten an die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit zu übertragen sind. Dadurch wird eine unnötige Auslastung der Hochgeschwindigkeitsverbindung vermieden. The distribution gateway can thus have rules for, for example, when this data is to be transmitted to the at least one time-critical control unit. This avoids unnecessary load on the high-speed connection.
Ferner können eine oder mehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen zum Übertragen der zeitkritischen Sensorsignale an das Sensormodul vorgesehen sein. Dies ermöglicht eine schnelle Steuerung und/oder Übertragung von zeitkritischen Sensoren und eine anschließende Auswertung. Furthermore, one or more high-speed data transmission connections can be provided for transmitting the time-critical sensor signals to the sensor module. This enables quick control and/or transmission of time-critical sensors and subsequent evaluation.
Ferner kann eine Stromversorgung eines Elektrofahrzeugs mit elektrischen Leitungen vorgesehen sein, wobei die elektrischen Leitungen als Gleichstromversorgungsleitungen ausgeführt sind. Im Gegensatz zur herkömmlichen Wechselstromkommunikation hat der Gleichstrom-Gleichstrom-Bus vorhersehbare Rausch- und Impedanzeigenschaften, die eine hohe Bandbreite ermöglichen. Durch Nutzung der vorhandenen Gleichstrom-Gleichstrom-Busleitung zur Datenübertragung ist eine einfache und kostengünstige Übertragung über PLC möglich. Furthermore, a power supply of an electric vehicle can be provided with electrical lines, the electrical lines being designed as direct current supply lines. Unlike traditional AC communications, the DC-DC bus has predictable noise and impedance characteristics that allow for high bandwidth. By using the existing DC-DC bus line for data transmission, simple and cost-effective transmission via PLC is possible.
In weiterer Ausbildung ist die mindestens eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung als Busverbindung ausgelegt. Dies ermöglicht eine schnelle Datenübertragung. In a further development, the at least one high-speed data transmission connection is designed as a bus connection. This enables fast data transfer.
Vorzugsweise kann die mindestens eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung als Ethernet-Bus, CAN-Bus, A/C-Link oder FlexRay-Bus ausgelegt sein. Diese eignen sich besonders in Fahrzeugen mit geringem Platzangebot. Dabei kann der PanelDisplay-Link(FPD- Link)-Bus besonders gut für die Übertragung von Sensorbildern geeignet sein. Vorzugsweise können mehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen zwischen dem Verteilergateway und dem mindestens einen Sensormodul, dem mindestens einen Fahrzeugmodul und der mindestens einen zeitkritischen Steuereinheit vorgesehen sein. Dadurch können mehrere Daten übertragen werden, und es besteht die Möglichkeit einer redundanten Datenübertragung. Dies ist insbesondere bei autonom fahrenden Fahrzeugen von Vorteil, um die Fahrsicherheit zu erhöhen. The at least one high-speed data transmission connection can preferably be designed as an Ethernet bus, CAN bus, A/C link or FlexRay bus. These are particularly suitable in vehicles with little space. The PanelDisplay-Link (FPD-Link) bus can be particularly well suited for the transmission of sensor images. A plurality of high-speed data transmission connections can preferably be provided between the distribution gateway and the at least one sensor module, the at least one vehicle module and the at least one time-critical control unit. As a result, multiple data can be transmitted and there is the possibility of redundant data transmission. This is particularly advantageous in the case of autonomously driving vehicles in order to increase driving safety.
Das Verteilergateway kann vorzugsweise als Steuereinheit ausgelegt sein. Diese kann Regeln und Algorithmen für die gezielte Verteilung der Daten aufweisen. Ferner kann das Verteilungsgateway nur als Softwaremodul auf einer bereits vorhandenen Steuereinheit auslegt sein. The distributor gateway can preferably be designed as a control unit. This can have rules and algorithms for the targeted distribution of the data. Furthermore, the distribution gateway can only be designed as a software module on an already existing control unit.
In einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine Fahrzeugmodul zum Erzeugen von Betriebsparametern auf Basis der übertragenen zeitkritischen und ggf. übertragenen zeitunkritischen Sensordaten zum Steuern zeitkritischer Aktuatoren ausgelegt, und wobei das mindestens eine Fahrzeugmodul zum Übertragen von Betriebsparametern direkt an die zeitkritischen Aktuatoren angebunden ist, wobei eine oder mehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen zum Übertragen der Betriebsparameter an die entsprechenden zeitkritischen Aktuatoren vorgesehen sind. In a further embodiment, the at least one vehicle module is designed to generate operating parameters on the basis of the transmitted time-critical and possibly transmitted time-non-critical sensor data for controlling time-critical actuators, and the at least one vehicle module for transmitting operating parameters is connected directly to the time-critical actuators, with one or several high-speed data transmission links are provided for transmitting the operating parameters to the corresponding time-critical actuators.
Die schnelle Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung ermöglicht eine schnelle Übertragung und Steuerung. The fast high-speed data transmission connection enables fast transmission and control.
Ferner wird die Aufgabe durch ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugsystem wie oben beschrieben gelöst, wobei das Fahrzeug als autonom fahrendes Fahrzeug ausgelegt ist. Das System ist insbesondere für ein autonom fahrendes Fahrzeug geeignet, da hier viele Sensoren installiert werden müssen. Durch das erfindungsgemäße Fahrzeug kann auf viele zusätzliche Kabel und damit auf ein erhöhtes Gewicht und erhöhte Kosten verzichtet werden. Insbesondere kann das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug sein. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugsystems gelöst, das die folgenden Schritte umfasst: Furthermore, the object is achieved by a vehicle with a vehicle system as described above, the vehicle being designed as an autonomously driving vehicle. The system is particularly suitable for an autonomously driving vehicle, since many sensors have to be installed here. With the vehicle according to the invention, many additional cables and thus increased weight and increased costs can be dispensed with. In particular, the vehicle can be an electric vehicle. The object is also achieved by a method for operating a vehicle system, which includes the following steps:
I Erzeugung von fahrzeuginternen Sensorsignalen durch mehrere bordseitige Sensoren und Bereitstellung von Aktuatoren, wobei die mehreren Sensoren in zeitkritische Sensoren und zeitkritische Sensoren und die Aktuatoren in zeitbezogene Aktuatoren und zeitkritische Aktuatoren unterteilt sind, und wobei die zeitbezogenen Sensoren direkt mit den zeitkritischen Sensordaten zum Übertragen der zeitkritischen Sensoren verbunden sind. I Generation of in-vehicle sensor signals by multiple onboard sensors and providing actuators, the multiple sensors are divided into time-sensitive sensors and time-sensitive sensors and the actuators are divided into time-related actuators and time-sensitive actuators, and the time-related sensors are directly connected to the time-sensitive sensor data for transmitting the time-sensitive sensors are connected.
I Bereitstellung mindestens eines Fahrzeugmoduls, das mindestens zum Verarbeiten von Sensordaten ausgelegt ist, I Provision of at least one vehicle module that is designed at least for processing sensor data,
I Bereitstellung mindestens einer zeitkritischen Steuereinheit, die direkt mit den zeitkritischen Sensoren und zeitkritischen Aktuatoren zur bidirektionalen Datenübertragung verbunden ist, wobei die zeitkritischen Sensoren und zeitkritischen Aktuatoren und die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit jeweils eine PLC(Power-Line-Communication)-PLC mit der zeitkritischen Datenschnittstelle -PLC zur Schnittstelle aufweisen. I Provision of at least one time-critical control unit, which is connected directly to the time-critical sensors and time-critical actuators for bidirectional data transmission, the time-critical sensors and time-critical actuators and the at least one time-critical control unit each having a PLC (power line communication) PLC with the time-critical Have data interface -PLC to the interface.
I Bereitstellung eines Verteilergateways, das zur bidirektionalen Datenübertragung sowohl mit der mindestens einen zeitkritischen Steuereinheit, dem mindestens einen Sensormodul und dem mindestens einen Fahrzeugmodul jeweils direkt über eine Datenübertragungsverbindung verbunden ist, die jeweils als Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung ausgelegt sind, und wobei das Verteilergateway Daten als Hochgeschwindigkeitsdaten zwischen dem mindestens einen Sensormodul und dem mindestens einen Fahrzeugmodul zum Erzeugen der Betriebsparameter zum Steuern der zeitkritischen Aktuatoren und der mindestens einen zeitkritischen Hochsteuereinheit verteilt, und wobei - Geschwindigkeitsdatenschnittstelle, die durch die zeitunkritischen Sensoren und zeitunkritischen Aktuatoren übertragenen PLC-Daten bei Bedarf in Hochgeschwindigkeitsdaten transformiert und die Hochgeschwindigkeitsdaten an das Verteilergateway überträgt. I Provision of a distribution gateway, which is connected to the at least one time-critical control unit, the at least one sensor module and the at least one vehicle module for bidirectional data transmission, each directly via a data transmission connection, each of which is designed as a high-speed data transmission connection, and wherein the distribution gateway transmits data as high-speed data between the distributed at least one sensor module and the at least one vehicle module for generating the operating parameters for controlling the time-critical actuators and the at least one time-critical high-control unit, and wherein - speed data interface, the PLC data transmitted by the time-uncritical sensors and time-uncritical actuators, if necessary, transformed into high-speed data and the high-speed data transferred to the distribution gateway.
Die Vorteile des Fahrzeugsystems können auch auf das Verfahren übertragen werden. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Die folgenden Diagramme zeigen: The advantages of the vehicle system can also be transferred to the method. Further features and advantages of the present invention result from the following description with reference to the attached figures. The following diagrams show:
FIG 1 : Eine Steuereinheit gemäß dem Stand der Technik und FIG 1: A control unit according to the prior art and
FIG 2: eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems, FIG 3: Eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems. 2 shows a first embodiment of a vehicle system according to the invention, FIG 3 shows a second embodiment of a vehicle system according to the invention.
Das Fahrzeugsystem 100 weist eine Steuereinheit (ECU) 101 auf. Ferner weist das Fahrzeugsystem 100 mehrere Sensoren 102a, 102b, 102c auf. Diese Sensoren 102a, 102b, 102c können Sensorsysteme, Sensorfelder, Einzelsensoren oder Lidar- und Radarsensoren, Kamerasensoren usw. sein. The vehicle system 100 includes a control unit (ECU) 101 . Vehicle system 100 also has a number of sensors 102a, 102b, 102c. These sensors 102a, 102b, 102c can be sensor systems, sensor arrays, individual sensors or lidar and radar sensors, camera sensors, etc.
Die Sensoren 102a, 102b, 102c erzeugen Sensorsignale, beispielsweise aus fahrzeuginternen Komponenten oder als Umgebungsbild beispielsweise durch eine Kamera durch Aufzeichnen eines Umgebungsbildes. The sensors 102a, 102b, 102c generate sensor signals, for example from vehicle-internal components or as an image of the surroundings, for example by a camera by recording an image of the surroundings.
Die Sensorsignale werden aufgezeichnet und an die Steuereinheiten 101 , 101a übertragen. The sensor signals are recorded and transmitted to the control units 101, 101a.
Das jeweilige Steuereinheit 101 , 101a führt die Sensorsignale zusammen und verarbeitet sie getrennt, um Betriebsparameter zu erzeugen. The respective control unit 101, 101a combines the sensor signals and processes them separately in order to generate operating parameters.
Sind also mehrere Steuereinheiten 101 , 101a vorhanden, werden die relevanten Sensorsignale in jeder Steuereinheit 101 , 101a zusammengeführt und ausgewertet. If there are several control units 101, 101a, the relevant sensor signals are combined and evaluated in each control unit 101, 101a.
Die meisten Steuereinheiten 101 , 101a gemäß dem Stand der Technik verarbeiten oft dieselben Signale aus Sensoren. Die Sensordatenverarbeitung ist mit Funktionalitäten verknüpft und befindet sich in der Steuereinheit 101 , 101a, die eng voneinander abhängig sind. Jede Steuereinheit 101 , 101a führt die Sensorsignale und -daten getrennt zusammen und verarbeitet sie. Dies hat zur Folge, dass die ausgewerteten seriellen Signale durch jede Steuereinheit separat und teilweise doppelt übertragen werden, was zu einem hohen Verkabelungsaufwand führt. Die Kabelbaummodelle für das gesamte System sind sehr aufwändig und ineffizient für die Implementierung solcher Architekturen. Das komplexe Verkabelungssystem führt unmittelbar zu Problemen wie hohen Kosten, Installationsschwierigkeiten, Schwierigkeiten bei der Fehlersuche und Energieverschwendung aufgrund des zusätzlichen Gewichts. Daraus ergeben sich ein höherer Komplexitätsgrad, eine hohe erforderliche Rechenleistung und eine hohe Komplexität der Schnittstellenschichten und Kabelbaummodelle. Most prior art control units 101, 101a often process the same signals from sensors. The sensor data processing is linked to functionalities and is located in the control unit 101, 101a, which are closely dependent on one another. Each control unit 101, 101a combines and processes the sensor signals and data separately. As a result, the evaluated serial signals are sent separately and partially by each control unit are transmitted twice, which leads to a high cabling effort. The wiring harness models for the whole system are very expensive and inefficient for implementing such architectures. The complex wiring system directly leads to problems such as high cost, installation difficulty, difficulty in troubleshooting, and wasted energy due to the added weight. This results in a higher degree of complexity, a high required computing power and a high complexity of the interface layers and cable harness models.
FIG. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsystem 1. FIG. 2 shows a vehicle system 1 according to the invention.
Das Fahrzeugsystem 1 weist mehrere Sensoren zum Erzeugen von Sensorsignalen auf. Die Sensoren messen und registrieren verschiedene Messgrößen und konvertieren die Messergebnisse in elektrische Signale. The vehicle system 1 has a number of sensors for generating sensor signals. The sensors measure and record various parameters and convert the measurement results into electrical signals.
Die Sensoren sind in zeitkritische Sensoren 2a,..., 2n, wie Raddrehzahlsensoren zum Erfassen der Raddrehzahlen, Drucksensoren zum Erfassen des Bremsdrucks, Temperatursensoren zum Erfassen der Kühlwassertemperatur, Nockenwellensensoren, Bremsverschleißsensoren, unterteilt. The sensors are divided into time-critical sensors 2a, . . . , 2n, such as wheel speed sensors for detecting the wheel speeds, pressure sensors for detecting the brake pressure, temperature sensors for detecting the cooling water temperature, camshaft sensors, and brake wear sensors.
Ferner sind die Sensoren in zeitkritische Sensoren 3a,..., 3n unterteilt. Zeitkritische Sensoren 3a,... 3n sind Sensoren, die für eine zeitverzögerte Erfassung oder Auswertung unempfindlich sind oder Sensoren, die für ein zeitkritisches System nicht benötigt werden. Solche zeitkritischen Sensoren 3a,..., 3n sind beispielsweise Sensoren wie Umgebungslichtsensoren, Sensoren zur Erkennung des Kofferraumzustands (offen oder geschlossen), Fußsensoren zur Erkennung der Kofferraumöffnung, Regensensoren, Fensterhebersensoren, Reifendrucksensoren, Ölstandssensoren usw. Furthermore, the sensors are divided into time-critical sensors 3a, . . . , 3n. Time-critical sensors 3a, . . . 3n are sensors that are insensitive to time-delayed detection or evaluation, or sensors that are not required for a time-critical system. Such time-critical sensors 3a,..., 3n are, for example, sensors such as ambient light sensors, sensors for detecting the status of the trunk (open or closed), foot sensors for detecting the opening of the trunk, rain sensors, window sensors, tire pressure sensors, oil level sensors, etc.
So ist die Erkennung von Regen über den Regensensor mit 0,1 Ausgängen und das automatische Einschalten der Scheibenwischer eine zeitkritische Funktion, die aufgrund kleiner Zeitverzögerungen und Latenzen keine sicherheitskritische Wirkung hat. The detection of rain via the rain sensor with 0.1 outputs and the automatic switching on of the wipers is a time-critical function that has no safety-critical effect due to small time delays and latencies.
Ferner ist ein zeitkritisches Sensormodul vorgesehen, das beispielsweise als Sensorsteuereinheit 4 ausgelegt ist. Die zeitkritischen Sensoren 2a,..., 2n sind über eine oder mehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen direkt mit der zeitkritischen Sensorsteuereinheit 4 verbunden, um die zeitkritischen Sensorsignale direkt an die Sensorsteuereinheit 4 zu übertragen. A time-critical sensor module is also provided, which is designed as a sensor control unit 4, for example. The time-critical sensors 2a,..., 2n are directly connected to the time-critical sensor control unit 4 via one or more high-speed data transmission links in order to transmit the time-critical sensor signals directly to the sensor control unit 4.
Eine solche Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung kann ein Bussystem, zum Beispiel ein CAN-Bussystem oder ein Ethernet-Bussystem, sein. Such a high-speed data transmission connection can be a bus system, for example a CAN bus system or an Ethernet bus system.
Die zeitkritische Sensorsteuereinheit 4 ist dazu ausgelegt, die zeitkritischen Sensorsignale in zeitkritische aufbereitete Sensordaten zu konvertieren, die zum Steuern des Fahrzeugs benötigt werden. The time-critical sensor control unit 4 is designed to convert the time-critical sensor signals into time-critical processed sensor data that are required for controlling the vehicle.
Ein Verteilungsgateway 10 ist ebenfalls vorhanden. Das kann zum Beispiel eine Lenkvorrichtung sein. Das Verteilungsgateway 10 ist für das Verteilen der eingehenden Daten ausgelegt. Dazu kann das Verteilungsgateway 10 beispielsweise eine Steuerung/Algorithmen oder auch eine Auswerteeinheit aufweisen, braucht jedoch keine Steuereinheit usw. aufzuweisen. A distribution gateway 10 is also present. This can be a steering device, for example. The distribution gateway 10 is designed to distribute the incoming data. For this purpose, the distribution gateway 10 can have a controller/algorithms or an evaluation unit, for example, but does not need to have a control unit etc.
Die zeitkritischen aufbereiteten Sensordaten werden aus der zeitkritischen Sensorsteuereinheit 4 über eine oder mehrere bidirektionale Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen direkt an das Verteilergateway 10 übertragen. The time-critical conditioned sensor data is transmitted from the time-critical sensor control unit 4 directly to the distribution gateway 10 via one or more bidirectional high-speed data transmission links.
Ferner ist ein zeitkritisches Fahrzeugmodul, beispielsweise eine zeitkritische Fahrzeugsteuereinheit 5, vorgesehen, die ebenfalls über eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung bidirektional mit dem Verteilergateway 10 verbunden ist. A time-critical vehicle module, for example a time-critical vehicle control unit 5, is also provided, which is also bidirectionally connected to the distribution gateway 10 via a high-speed data transmission link.
So können die an das Verteilergateway 10 übertragenen zeitkritischen aufbereiteten Sensordaten aus dem Verteilergateway 10 über die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung direkt an die zeitkritische Fahrzeugsteuereinheit 5 übertragen werden, die basierend auf den zeitkritischen aufbereiteten Sensordaten zeitkritische Betriebsparameter erzeugt. So the transmitted to the distribution gateway 10 time-critical processed sensor data from the distribution gateway 10 on the High-speed data transmission connection are transmitted directly to the time-critical vehicle control unit 5, which generates time-critical operating parameters based on the time-critical processed sensor data.
Ferner ist die zeitkritische Fahrzeugsteuereinheit 5 mit verschiedenen zeitkritischen Aktuatoren 6a,..., 6n und zeitkritischen Teilsystemen 7a,..., 7n über eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung verbunden, um die zeitkritischen Betriebsparameter direkt und schnell an die zeitkritischen Aktuatoren 6a,..., 6n und zeitkritischen Systeme zu übertragen. Furthermore, the time-critical vehicle control unit 5 is connected to various time-critical actuators 6a,..., 6n and time-critical subsystems 7a,..., 7n via a high-speed data transmission link in order to transmit the time-critical operating parameters directly and quickly to the time-critical actuators 6a,..., 6n and time-critical systems.
Ferner weist das Fahrzeugsystem 1 mindestens eine zeitunkritische Steuereinheit 8 aus, die ebenfalls über eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung mit dem Verteilungsgateway 10 verbunden ist. Furthermore, the vehicle system 1 has at least one non-time-critical control unit 8, which is also connected to the distribution gateway 10 via a high-speed data transmission connection.
Ferner weist die zeitkritische Steuereinheit 8 eine PLC(Power Line Communication)- Schnittstelle 12 zur bidirektionalen Datenübertragung über PLC, d. h. zum Übertragen von Daten über elektrische Leitungen, auf. Furthermore, the time-critical control unit 8 has a PLC (Power Line Communication) interface 12 for bidirectional data transmission via PLC, i. H. for transmitting data over electrical lines.
Dabei sind die elektrischen Strom leitungen vorzugsweise als Gleichstromleitungen ausgelegt. Im Gegensatz zur herkömmlichen Wechselstromkommunikation hat der Gleichstrom-Gleichstrom-Bus vorhersehbare Rausch- und Impedanzeigenschaften, die eine hohe Bandbreite ermöglichen. Durch Nutzung der vorhandenen Gleichstrom-Gleichstrom-Busleitung zur Datenübertragung ist eine einfache und kostengünstige Übertragung über PLC möglich. The electrical power lines are preferably designed as DC lines. Unlike traditional AC communications, the DC-DC bus has predictable noise and impedance characteristics that allow for high bandwidth. By using the existing DC-DC bus line for data transmission, simple and cost-effective transmission via PLC is possible.
Ferner sind zeitunkritische Sensoren 3a,... 3n vorgesehen, die zeitunkritische Sensorsignale erzeugen und jeweils eine PLC-Schnittstelle aufweisen und bidirektional mit der zeitkritischen Steuereinheit 8 über die PLC- Datenübertragungsverbindung verbunden sind. Furthermore, time-uncritical sensors 3a, .
Ferner sind zeitkritische Aktuatoren 9a,..., 9n und zeitkritische Teilsysteme 11a,..., 11 n vorgesehen, die ebenfalls jeweils eine PLC-Schnittstelle aufweisen und die ebenfalls über die PLC-Datenübertragungsverbindung zur PLC- Übertragung von PLC-Daten mit der zeitkritischen Steuereinheit 8 verbunden ist. Furthermore, time-critical actuators 9a,..., 9n and time-critical Subsystems 11a,..., 11n are provided, each of which also has a PLC interface and which is also connected to the time-critical control unit 8 via the PLC data transmission connection for PLC transmission of PLC data.
Ferner ist die zeitkritische Steuereinheit 8 für die Aufnahme von zeitkritischen Sensoren 3a, ... 3n und deren zeitunkritische Sensorsignale ausgelegt, die beispielsweise für die zeitkritischen Aktuatoren 9a,..., 9n und zeitunkritischen Teilsysteme 11a,..., 11 n dazu bestimmt sind, zeitunkritische Betriebsparameter oder zeitkritische Sensordaten auszuwerten und zu erzeugen und diese über die PLC- Verbindung zu den zeitunkritischen Aktuatoren 9a,..., 9n und zeitkritischen Teilsystemen 11a,..., 11 n als PLC-Daten zu erzeugen. Furthermore, the time-critical control unit 8 is designed to receive time-critical sensors 3a, . . . 3n and their non-time-critical sensor signals intended for example for the time-critical actuators 9a are to evaluate and generate non-time-critical operating parameters or time-critical sensor data and to generate these via the PLC connection to the non-time-critical actuators 9a,..., 9n and time-critical subsystems 11a,..., 11n as PLC data.
Dies entlastet das Hochgeschwindigkeitsdatennetzwerk. This relieves the high-speed data network.
Ferner weist die zeitunkritische Steuereinheit 8 eineFurthermore, the non-time-critical control unit 8 has a
Hochgeschwindigkeitsdatenschnittstelle 14 auf, die dazu ausgelegt ist, bestimmte PLC-Daten zu transformieren, die durch die zeitunkritischen Sensoren 3a,... 3n als zeitkritische Sensorsignale als Hochgeschwindigkeitsdaten und zu denen Übertragungsverteilungsgateways 10 als Hochgeschwindigkeitsdaten. Dabei erfolgt die Übertragung abhängig von der Auslastung der Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung und/oder abhängig vom Empfänger der Sensorsteuereinheit 4 und/oder der Fahrzeugsteuereinheit 5 oder auch der Flexibilität oder der Dringlichkeit der Daten verzögert durch die zeitkritische Steuereinheit 8 oder direkt an das Verteilergateway 10. High-speed data interface 14, which is designed to transform certain PLC data sent by the non-time-critical sensors 3a,...3n as time-critical sensor signals as high-speed data and to which transmission distribution gateways 10 as high-speed data. Depending on the utilization of the high-speed data transmission connection and/or depending on the receiver of the sensor control unit 4 and/or the vehicle control unit 5 or also the flexibility or the urgency of the data, the transmission takes place with a delay through the time-critical control unit 8 or directly to the distribution gateway 10.
Die Wartebank für zeitkritische Daten, die als zeitkritische Steuereinheit 8 ausgelegt ist, kann die gesamte Kommunikation im gesamten Fahrzeugsystem 1 entlasten. The waiting bank for time-critical data, which is designed as a time-critical control unit 8, can relieve the entire communication in the entire vehicle system 1.
Ferner erleichtert diese Architektur das Hinzufügen zeitkritischer Sensoren zu einem bereits bestehenden Fahrzeugsystem 1 , bei dem der zeitkritische (nicht zeitkritische) Sensor nur mit der zeitkritischen Steuereinheit 8 verbunden ist. Durch die unabhängige Auswertung der zeitunkritischen Sensorsignale der zeitkritischen Sensoren 3a,... 3n durch die zeitkritische Steuereinheit 8 als Betriebsparameter für die zeitkritischen Aktuatoren 9a,..., 9n/zeitunkritischen Teilsysteme 11a,..., 11 n und die Übertragung als Hochgeschwindigkeitsübertragungslastdaten, die Furthermore, this architecture facilitates the addition of time-critical sensors to an already existing vehicle system 1 where the time-critical (non-time-critical) sensor is only connected to the time-critical control unit 8 . Through the independent evaluation of the non-time-critical sensor signals of the time-critical sensors 3a, ... 3n by the time-critical control unit 8 as operating parameters for the time-critical actuators 9a, ..., 9n / time-uncritical subsystems 11a, ..., 11n and the transmission as high-speed transmission load data , the
Ferner kann der gesamte erforderliche Kabelbaum reduziert werden, da die zeitkritischen und zeitkritischen Daten nicht synchron/parallel übertragen werden müssen, sondern beispielsweise je nach Auslastung oder bei der Übertragung zwischen zeitkritischen Sensoren 3a,... 3n und zeitkritischen Aktuatoren 9a,..., 9n nur als PLC-Daten. Furthermore, the entire wiring harness required can be reduced, since the time-critical and time-critical data do not have to be transmitted synchronously/in parallel, but instead, for example, depending on the workload or during the transmission between time-critical sensors 3a,...3n and time-critical actuators 9a,..., 9n only as PLC data.
Ferner können bereits ausgewertete zeitunkritische Sensorsignale, d. h. die zeitunkritischen Sensordaten, als Hochgeschwindigkeitsdaten transformiert und als Hochgeschwindigkeitsdaten an das Verteilungsgateway 10 übertragen werden. Dies entlastet beispielsweise die Sensorsteuereinheit 4 sowie die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung. Furthermore, already evaluated non-time-critical sensor signals, i. H. the non-time-critical sensor data, are transformed as high-speed data and transmitted to the distribution gateway 10 as high-speed data. This relieves the load on the sensor control unit 4 and the high-speed data transmission connection, for example.
Ferner können beispielsweise zeitkritische Sensordaten auch als Hochgeschwindigkeitsdaten über das Verteilergateway 10 an die zeitkritische Steuereinheit 8 übertragen werden. Furthermore, for example, time-critical sensor data can also be transmitted as high-speed data via the distribution gateway 10 to the time-critical control unit 8 .
Werden während des Betriebs durch die zeitkritischen Sensoren 2a,..., 2n zeitkritische Sensorsignale erzeugt, werden diese über die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung an die zeitkritische Sensorsteuereinheit 4 übertragen und dort in zeitkritische Sensordaten ausgewertet. Diese zeitkritischen Sensordaten werden aus der zeitkritischen Sensorsteuereinheit 4 an das Verteilergateway 10 und von dort an die zeitkritische Fahrzeugsteuereinheit 5 und ggf. an die zeitkritische Steuereinheit 8 als Hochgeschwindigkeitsdaten übertragen. Die zeitkritische Fahrzeugsteuereinheit 5 erzeugt aus den empfangenen zeitkritischen Sensordaten zeitkritische Betriebsparameter und überträgt diese direkt an die zeitkritischen Aktuatoren 6a,..., 6n und die zeitkritischen Teilsysteme 7a,..., 7n. Diese Übertragung kann als Hochgeschwindigkeitsdaten erfolgen. Ferner können die zeitkritischen Betriebsparameter bei Bedarf als Hochgeschwindigkeitsdaten an das Verteilergateway 10 übertragen werden. If time-critical sensor signals are generated during operation by the time-critical sensors 2a, . This time-critical sensor data is transmitted from the time-critical sensor control unit 4 to the distribution gateway 10 and from there to the time-critical vehicle control unit 5 and possibly to the time-critical control unit 8 as high-speed data. The time-critical vehicle control unit 5 generates time-critical operating parameters from the received time-critical sensor data and transmits these directly to the time-critical actuators 6a, . . . , 6n and the time-critical subsystems 7a, . . . , 7n. This transfer can be done as high speed data. Furthermore, the time-critical operating parameters can be transmitted to the distribution gateway 10 as high-speed data if required.
Ferner kann das Verteilergateway 10 bei Bedarf die zeitkritischen Sensordaten und die zeitbezogenen Betriebsparameter an die zeitkritische Steuereinheit 8 übertragen. Die zeitkritische Sensorsteuereinheit 4 und die zeitkritische Fahrzeugsteuereinheit 5 können über die zeitkritischen Sensoren 3a,... 3n/zeitkritischen Aktoren 9a,..., 9n über das Verteilergateway 10 über die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung auch Anforderungen/Informationsabfragen an die zeitkritische Steuereinheit 8 senden. Furthermore, the distributor gateway 10 can transmit the time-critical sensor data and the time-related operating parameters to the time-critical control unit 8 if required. The time-critical sensor control unit 4 and the time-critical vehicle control unit 5 can also send requests/information queries to the time-critical control unit 8 via the time-critical sensors 3a, ... 3n/time-critical actuators 9a, ..., 9n via the distributor gateway 10 via the high-speed data transmission connection.
FIG 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems 1 a. 3 shows a second embodiment of the vehicle system 1a according to the invention.
Das Fahrzeugsystem 1 a verfügt über die zeitkritischen Sensoren 2a,..., 2n, und die zeitbezogenen Sensoren 3a,..., 3n. The vehicle system 1a has the time-critical sensors 2a,..., 2n, and the time-related sensors 3a,..., 3n.
Ferner weist das Fahrzeugsystem 1 a eine Sensordomäne 13 auf, die direkt mit der Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung zu den zeitkritischen Sensoren 2a,..., 2n zur Datenübertragung verbunden ist. Ferner können mehrere Sensorfehler vorhanden sein. Die Sensordomäne 13 wertet beispielsweise die zeitkritischen Sensorsignale der zeitkritischen Sensoren 2a,..., 2n als Sensordaten aus. Furthermore, the vehicle system 1a has a sensor domain 13, which is connected directly to the high-speed data transmission connection to the time-critical sensors 2a, . . . , 2n for data transmission. There may also be multiple sensor errors. The sensor domain 13 evaluates, for example, the time-critical sensor signals from the time-critical sensors 2a, . . . , 2n as sensor data.
Ferner weist das Fahrzeugsystem 1 a das Verteilergateway 10 auf. Furthermore, the vehicle system 1a has the distribution gateway 10 .
Hier ist die Sensordomäne 13 über beispielsweise zwei Hochgeschwindigkeitsbusse zur schnellen redundanten oder getrennten Übertragung von Sensordomänendaten mit dem Verteilergateway 10 verbunden. Die Hochgeschwindigkeitsbusse können hier zum Beispiel ein Ethernet-Bus 17 und ein CAN-Bus 16 sein. Ferner weist das Fahrzeugsystem 1a mindestens eine Fahrzeugdomäne 15 zur Bildung von Betriebsparametern für die Steuerung einzelner Fahrzeugkomponenten und deren Fahrzeugfunktionen basierend auf zeitkritischen Aktuatoren 6a,..., 6n und zeitkritischen Teilsystemen 7a,..., 7n auf. Die Fahrzeugdomäne 15 bedient Fahrzeugmodule, die eine funktionale Einheit bilden und miteinander verbunden sind. Beispiele für eine Fahrzeugdomäne sind elektronische Systeme wie ein Lenkradsystem eines Fahrzeugs im Antriebsstrang, ein Multimediasystem und ein Infotainmentsystem oder beispielsweise die ADAS-Funktionen (Fahrerassistenzsysteme). Here, the sensor domain 13 is connected to the distribution gateway 10 via, for example, two high-speed buses for rapid, redundant or separate transmission of sensor domain data. The high-speed buses can be an Ethernet bus 17 and a CAN bus 16 here, for example. Vehicle system 1a also has at least one vehicle domain 15 for forming operating parameters for controlling individual vehicle components and their vehicle functions based on time-critical actuators 6a,..., 6n and time-critical subsystems 7a,..., 7n. The vehicle domain 15 serves vehicle modules that form a functional unit and are connected to one another. Examples of a vehicle domain are electronic systems such as a steering wheel system of a vehicle in the drive train, a multimedia system and an infotainment system or, for example, the ADAS functions (driver assistance systems).
Eine Fahrzeugsteuereinheit 5 (FIG. 2) hingegen bedient ganze Bereiche oder übergeordnete Systeme, wie beispielsweise die Bremsanlage. A vehicle control unit 5 (FIG. 2), on the other hand, serves entire areas or higher-level systems, such as the brake system.
Die Fahrzeugdomäne 15 ist ebenfalls über Hochgeschwindigkeitsbusse, wie beispielsweise einen Ethernet-Bus 17a und einen CAN-Bus 16a, mit dem Verteilungsgateway 10 verbunden. The vehicle domain 15 is also connected to the distribution gateway 10 via high-speed buses, such as an Ethernet bus 17a and a CAN bus 16a.
Ferner ist die zeitkritische Steuereinheit 8 vorgesehen, die ebenfalls mit dem Verteilungsgateway 10 zur bidirektionalen Datenübertragung über beispielsweise zwei Hochgeschwindigkeitsbusse, hier einen Ethernet-Bus 17b und einen CAN-Bus 16b, verbunden ist. The time-critical control unit 8 is also provided, which is also connected to the distribution gateway 10 for bidirectional data transmission via, for example, two high-speed buses, here an Ethernet bus 17b and a CAN bus 16b.
Ferner weist die zeitunkritische Steuereinheit 8 die PLC-Schnittstelle 12 zur bidirektionalen Datenübertragung über PLC, d. h. zur bidirektionalen Übertragung von PLC-Daten an die zeitunkritischen Sensoren 3a,... 3n und zu den zeitunkritischen Aktuatoren 9a,..., 9n und zeitunkritischen Teilsystemen 11 n auf. Furthermore, the non-time-critical control unit 8 has the PLC interface 12 for bidirectional data transmission via PLC, i. H. for the bidirectional transmission of PLC data to the time-uncritical sensors 3a, ... 3n and to the time-uncritical actuators 9a, ..., 9n and time-uncritical subsystems 11n.
Durch das Vorhandensein mehrerer solcher Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen kann eine schnellere oder redundante bidirektionale Datenübertragung erreicht werden. A faster or redundant bi-directional data transmission can be achieved by the presence of several such high-speed data transmission connections.
Durch den Wegfall von Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen für unkritische Daten kann der erforderliche Kabelbaum reduziert werden, oder es kann Platz für mehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen für sicherheitskritische Daten geschaffen werden. By eliminating high-speed data transfer links for non-critical data, the wiring harness required can, or can, be reduced Space can be created for multiple high-speed data transmission links for safety-critical data.
Bezuqszeichenliste 00 Fahrzeugsystem (Stand der Technik)01.101a Steuereinheit (Stand der Technik) 03 Externer Server (Stand der Technik)04a,, 104n Fahrzeugmodule (Stand der Technik)05a,, 105n Aktuatoren (Stand der Technik) .1a Fahrzeugsystem a,..., 2n Zeitkritische Sensoren a,..., 3n Zeitkritische SensorenList of reference symbols 00 vehicle system (prior art) 01.101a control unit (prior art) 03 external server (prior art) 04a 104n vehicle modules (prior art) 05a 105n actuators (prior art) 1a vehicle system a . .., 2n time-critical sensors a,..., 3n time-critical sensors
Sensorsteuereinheit sensor control unit
Fahrzeugsteuereinheit a,..., 6n Zeitkritische Aktuatoren a,..., 7n Zeitkritische Teilsysteme Vehicle control unit a,..., 6n time-critical actuators a,..., 7n time-critical subsystems
Zeitkritische Steuereinheita,..., 9n Zeitkritische Aktuatoren 0 Verteilungsgateway 1a,..., 11n Zeitkritische Teilsysteme 2 PLC(Power Line Communication)-Schnittstelle3 Sensordomäne 4 Hochgeschwindigkeitsdatenschnittstelle5 Fahrzeugdomäne 6, 16a, 16b CAN-Bus , 17a, 17b Ethernet-Bus Time-critical control unitsa,..., 9n Time-critical actuators 0 Distribution gateway 1a,..., 11n Time-critical subsystems 2 PLC (Power Line Communication) interface3 Sensor domain 4 High-speed data interface5 Vehicle domain 6, 16a, 16b CAN bus , 17a, 17b Ethernet bus

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Fahrzeugsystem (1.1a) mit mehreren bordseitigen Sensoren zum Erzeugen von fahrzeuginternen Sensorsignalen und mehreren bordseitigen Aktuatoren, wobei die mehreren Sensoren in zeitkritische Sensoren (2a,..., 2n) und zeitkritische Sensoren (3a,..., 3n) und die Aktuatoren in zeitkritische Aktuatoren (6a,...6n) und zeitunkritische Aktuatoren (9a,..., 9n) integriert sind, ferner umfassend mindestens ein Sensormodul, wobei das mindestens eine Sensormodul zum Empfangen der fahrzeuginternen Sensorsignale ausgelegt ist, und wobei das mindestens eine Sensormodul zum Erzeugen von Sensorsignalen ebenfalls mittels Sensorverarbeitung und -auswertung gebildet wird, (2a,.., 2n) direkt zum Übertragen von zeitkritischen Sensorsignalen, an die mindestens ein Sensormodul zur Ermittlung von zeitkritischen Sensordaten angeschlossen ist, und wobei mindestens ein Fahrzeugmodul vorgesehen ist, das mindestens zum Verarbeiten von übertragenen Sensordaten ausgelegt ist, und wobei das mindestens eine Fahrzeugmodul mindestens zum Erzeugen von Betriebsparametern zum Steuern von zeitkritischen Aktuatoren durch Auswerten und Verarbeiten der fahrzeuginternen Sensordaten ausgelegt ist, und wobei mindestens eine zeitkritische Steuereinheit (8), die mit den zeitkritischen Sensoren (3a,.., 3n) und zeitkritischen Aktuatoren (9a,.., 9n) direkt an eine bidirektionale Datenübertragung angeschlossen ist und wobei die zeitkritischen Sensoren (3a,.., 3n) und zeitkritischen Aktuatoren (9a,..., 9n) sowie die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit (8) jeweils eine PLC(PowerLine-Communication)-Schnittstelle (12) aufweisen und zum Übertragen der bidirektionalen Daten als PLC-Datenübertragung mit der PLC(PowerLine-Communication)-Schnittstelle ausgelegt sind, wobei ein Verteilergateway (10) vorgesehen ist, das zur bidirektionalen Datenübertragung mit der mindestens einen zeitkritischen Steuereinheit (8) verwendet werden kann, das mindestens eine Sensormodul und das mindestens eine Fahrzeugmodul jeweils direkt über eine Datenübertragungsstrecke verbunden sind, wobei die Datenübertragungsstrecke jeweils als Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsstrecke ausgelegt ist, und wobei die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit (8) eine 1. Vehicle system (1.1a) with multiple onboard sensors for generating in-vehicle sensor signals and multiple onboard actuators, wherein the multiple sensors in time-critical sensors (2a, ..., 2n) and time-critical sensors (3a, ..., 3n) and the actuators are integrated into time-critical actuators (6a,...6n) and non-time-critical actuators (9a,..., 9n), further comprising at least one sensor module, wherein the at least one sensor module is designed to receive the sensor signals inside the vehicle, and wherein the at least one sensor module for generating sensor signals is also formed by means of sensor processing and evaluation, (2a, .., 2n) directly for transmitting time-critical sensor signals, to which at least one sensor module for determining time-critical sensor data is connected, and at least one vehicle module is provided which is designed at least for processing transmitted sensor data, and wherein the at least one vehicle module is designed at least for generating operating parameters for controlling time-critical actuators by evaluating and processing the vehicle-internal sensor data, and wherein at least one time-critical control unit (8) which is the time-critical sensors (3a,.., 3n) and time-critical actuators (9a,.., 9n) is directly connected to a bidirectional data transmission and wherein the time-critical sensors (3a,.., 3n) and time-critical actuators (9a,.. ., 9n) and the at least one time-critical control unit (8) each have a PLC (PowerLine Communication) interface (12) and are designed for transmitting the bidirectional data as PLC data transmission with the PLC (PowerLine Communication) interface, a distribution gateway (10) is provided, which can be used for bidirectional data transmission with the at least one time-critical control unit (8), the at least one sensor module and the at least one vehicle module are each connected directly via a data transmission path, the data transmission path being designed as a high-speed data transmission path is, and wherein the at least one time-critical control unit (8) a
22 Hochgeschwindigkeitsdatenschnittstelle (14) aufweist, und wobei die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit (8) dazu ausgelegt ist, die Sensoren (3a,. ., 3n) und zeitunkritischen Aktuatoren (9a,.., 9n) über die Hochgeschwindigkeitsdatenschnittstelle (14) PLC-Daten nach Bedarf als Hochgeschwindigkeitsdaten zu transformieren und an das Verteilergateway (10) als Hochgeschwindigkeitsdaten zu senden und wobei das Verteilergateway (10) dazu ausgelegt ist, Daten als Hochgeschwindigkeitsdaten zwischen dem mindestens einen Sensormodul und dem mindestens einen Fahrzeugmodul zum Erzeugen der Betriebsparameter zum Steuern der zeitkritischen Aktuatoren (6a,.., 6n) und der mindestens einen zeitkritischen Steuereinheit (8) zu erzeugen. 22 Has a high-speed data interface (14), and wherein the at least one time-critical control unit (8) is designed to transmit PLC data to the sensors (3a, .., 3n) and non-time-critical actuators (9a, .., 9n) via the high-speed data interface (14). to be transformed as high-speed data as required and to be sent to the distribution gateway (10) as high-speed data, and wherein the distribution gateway (10) is designed to transmit data as high-speed data between the at least one sensor module and the at least one vehicle module for generating the operating parameters for controlling the time-critical actuators (6a, .., 6n) and the at least one time-critical control unit (8).
2. Fahrzeugsystem (1.1a) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit (8) dazu ausgelegt ist, mindestens die durch die zeitkritischen Sensordaten (3a,..., 3n) und/oder zeitkritischen Aktuatordaten (9a,..., 9n) erzeugten zeitkritischen Sensordaten (3a,..., 3n) und/oder zeitkritischen Aktuatordaten (9a,..., 9n) an den Verteiler des mindestens einen zeitkritischen Sensors die zeitkritischen Aktuatordaten (10) gesteuert verzögert zu übertragen. 2. Vehicle system (1.1a) according to claim 1, characterized in that the at least one time-critical control unit (8) is designed to process at least the time-critical sensor data (3a, ..., 3n) and/or time-critical actuator data (9a, ..., 9n) generated time-critical sensor data (3a, ..., 3n) and / or time-critical actuator data (9a, ..., 9n) to the distributor of the at least one time-critical sensor to transmit the time-critical actuator data (10) with a controlled delay .
3. Fahrzeugsystem (1.1a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit (8) dazu ausgelegt ist, die zeitkritischen Sensordaten für entsprechende zeitkritische Aktuatoren (9a,..., 9n) auszuwerten und basierend auf den mindestens ausgewerteten Sensordaten an den zeitkritischen Aktuatoren (9a, 9n) die zeitkritischen Betriebsparameter zu erzeugen und die zeitrelevanten zeitkritischen Aktuatoren (9n) zu erzeugen. 3. Vehicle system (1.1a) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one time-critical control unit (8) is designed to evaluate the time-critical sensor data for corresponding time-critical actuators (9a, ..., 9n) and based on the at least evaluated sensor data on the time-critical actuators (9a, 9n) to generate the time-critical operating parameters and to generate the time-relevant time-critical actuators (9n).
4. Fahrzeugsystem (1.1a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit (8) dazu ausgelegt ist, die zeitunkritischen Sensordaten auszuwerten und die Auswertung als Hochgeschwindigkeitsdaten und ggf. an das Verteilungsgateway (10) als Hochgeschwindigkeitsdaten zum Verwenden für das mindestens eine Fahrzeugmodul und/oder für das mindestens eine Sensormodul zu transformieren oder die Auswertung auf Anforderung durch das mindestens eine Fahrzeugmodul und/oder das mindestens eine Sensormodul (10) als Hochgeschwindigkeitsdaten zur Verwendung in dem mindestens einen Fahrzeugmodul und/oder für das mindestens eine Sensormodul an das Verteilergateway zu senden. 4. Vehicle system (1.1a) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one time-critical control unit (8) is designed to evaluate the non-time-critical sensor data and to send the evaluation as high-speed data and, if necessary, to the distribution gateway (10) as high-speed data for To transform use for the at least one vehicle module and/or for the at least one sensor module or to send the evaluation to the distribution gateway upon request by the at least one vehicle module and/or the at least one sensor module (10) as high-speed data for use in the at least one vehicle module and/or for the at least one sensor module.
5. Fahrzeugsystem (1.1a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fahrzeugmodul mindestens eine Fahrzeugsteuereinheit (5) und das mindestens eine Sensormodul mindestens eine Sensorsteuereinheit (4) umfasst. 5. Vehicle system (1.1a) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one vehicle module comprises at least one vehicle control unit (5) and the at least one sensor module comprises at least one sensor control unit (4).
6. Fahrzeugsystem (1.1a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fahrzeugmodul mindestens eine Fahrzeugdomäne (15) und das mindestens eine Sensormodul mindestens eine Sensordomäne (13) umfasst. 6. Vehicle system (1.1a) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one vehicle module comprises at least one vehicle domain (15) and the at least one sensor module comprises at least one sensor domain (13).
7. Fahrzeugsystem (1.1a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sensormodul dazu ausgelegt ist, die zeitkritischen Sensordaten als Hochgeschwindigkeitsdaten an das Verteilergateway (10) zu übertragen, und das Verteilergateway (10) dazu ausgelegt ist, die Daten zeitabhängig an das mindestens eine Fahrzeugmodul zu verteilen und 7. Vehicle system (1.1a) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor module is designed to transmit the time-critical sensor data to the distribution gateway (10) as high-speed data, and the distribution gateway (10) is designed to transmit the Distribute data to the at least one vehicle module in a time-dependent manner and
8. Fahrzeugsystem (1.1a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen zum Übertragen der zeitkritischen Sensorsignale an das Sensormodul vorgesehen sind. 8. Vehicle system (1.1a) according to one of the preceding claims, characterized in that one or more high-speed data transmission connections are provided for transmitting the time-critical sensor signals to the sensor module.
9. Fahrzeugsystem (1.1a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung als Busverbindung ausgelegt ist. 9. Vehicle system (1.1a) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one high-speed data transmission connection is designed as a bus connection.
10. Fahrzeugsystem (1 , 1 a) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung als Ethernet-Bus (17, 17a, 17b), CAN-Bus (16, 16a, 16b), ZF-Link oder FlexRay-Bus ausgelegt ist. 10. Vehicle system (1, 1a) according to claim 9, characterized in that the high-speed data transmission connection is designed as an Ethernet bus (17, 17a, 17b), CAN bus (16, 16a, 16b), ZF link or FlexRay bus is.
11 . Fahrzeugsystem (1.1 a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen zwischen dem Verteilergateway (10) und dem mindestens einen Sensormodul sowie dem mindestens einen Fahrzeugmodul und der mindestens einen zeitkritischen Steuereinheit (8) vorgesehen sind. 11 . Vehicle system (1.1 a) according to one of the preceding claims 9 to 11, characterized in that several high-speed data transmission connections are provided between the distributor gateway (10) and the at least one sensor module and the at least one vehicle module and the at least one time-critical control unit (8).
12. Fahrzeugsystem (1.1 a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergateway (10) als Steuereinheit ausgelegt ist. 12. Vehicle system (1.1a) according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution gateway (10) is designed as a control unit.
13. Fahrzeugsystem (1.1 a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: das mindestens eine Fahrzeugmodul zum Erzeugen von Betriebsparametern unter Verwendung der übertragenen zeitkritischen und ggf. übertragenen zeitkritischen Sensordaten zum Steuern zeitkritischer Aktuatoren (6a,..., 6n) ausgelegt ist, und wobei das mindestens eine Fahrzeugmodul unmittelbar zum Übertragen von Betriebsparametern an die zeitkritischen Aktuatoren (6a,..., 6n) ausgelegt ist und wobei eine oder mehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen zum Übertragen der Betriebsparameter an die entsprechenden zeitkritischen Aktuatoren (6a,..., 6n) vorgesehen sind. 13. Vehicle system (1.1 a) according to one of the preceding claims, characterized in that: the at least one vehicle module for generating operating parameters using the transmitted time-critical and possibly transmitted time-critical sensor data for controlling time-critical actuators (6a, ..., 6n) is designed, and wherein the at least one vehicle module is designed directly for transmitting operating parameters to the time-critical actuators (6a,..., 6n) and wherein one or more high-speed data transmission links for transmitting the operating parameters to the corresponding time-critical actuators (6a,... , 6n) are provided.
14. Fahrzeug, umfassend ein Fahrzeugsystem (1.1a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug als autonom fahrendes Fahrzeug ausgelegt ist. 14. Vehicle comprising a vehicle system (1.1a) according to any one of the preceding claims, wherein the vehicle is designed as an autonomous vehicle.
15. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugsystems (1.1 a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: 15. A method for operating a vehicle system (1.1a) according to any one of the preceding claims, comprising the steps:
25 I Erzeugung von fahrzeuginternen Sensorsignalen durch mehrere bordseitige Sensoren und Bereitstellung von Aktuatoren, wobei die mehreren Sensoren in zeitkritische Sensoren (2a,..., 2n) und zeitunkritische Sensoren (3a,..., 3n) und die Aktuatoren in zeitkritische Aktuatoren (6a,.., 6n) und zeitunkritische Aktuatoren (9a,.., 9n) integriert sind und wobei die zeitkritischen Sensoren (2a,.., 2n) direkt mit mindestens einem Sensormodul verbunden sind, um zeitkritische Sensorsignale zum Bestimmen zeitkritischer Sensordaten zu übertragen, 25 I Generation of vehicle-internal sensor signals by several on-board sensors and provision of actuators, whereby the several sensors are divided into time-critical sensors (2a,..., 2n) and time-uncritical sensors (3a,..., 3n) and the actuators into time-critical actuators (6a ,.., 6n) and non-time-critical actuators (9a,.., 9n) are integrated and the time-critical sensors (2a,.., 2n) are connected directly to at least one sensor module in order to transmit time-critical sensor signals for determining time-critical sensor data,
I Bereitstellung mindestens eines Fahrzeugmoduls, das mindestens zum Verarbeiten von Sensordaten ausgelegt ist, I Provision of at least one vehicle module that is designed at least for processing sensor data,
I Bereitstellung mindestens einer zeitunkritischen Steuereinheit (8), die direkt mit mindestens den zeitunkritischen Sensoren (3a,..., 3n) und zeitunkritischen Aktuatoren (9a,..., 9n) zur bidirektionalen Datenübertragung verbunden ist, und wobei die zeitunkritischen Sensoren (3a,..., 3n) und zeitunkritischen Aktuatoren (9a,.. I Bereitstellung eines Verteilergateways (10), das zur bidirektionalen Datenübertragung mit mindestens einer zeitkritischen Steuereinheit (8), an das mindestens ein Sensormodul und mindestens ein Fahrzeugmodul direkt über eine Datenübertragungsverbindung angeschlossen sind, die jeweils als Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung ausgelegt ist, und wobei das Verteilergateway (10) Daten als Hochgeschwindigkeitsdaten zwischen dem mindestens einen Sensormodul und dem mindestens einen Fahrzeugmodul zum Erzeugen der Betriebsparameter zum Steuern der zeitkritischen Aktuatoren (6a,.., 6n) und der mindestens einen zeitkritischen Steuereinheit (8) überträgt, und wobei die mindestens eine zeitkritische Steuereinheit (8) eine Hochgeschwindigkeitsdatenschnittstelle (14) zum Transformieren der Sensoren aus den zeitunkritischen (3a,..., 3n) und zeitunkritischen Aktuatoren (9a,..., 9n) übertragenen PLC-Daten als Hochgeschwindigkeitsdaten und um die Hochgeschwindigkeitsdaten an das Verteilergateway (10) zu übertragen. I Provision of at least one non-time-critical control unit (8), which is connected directly to at least the non-time-critical sensors (3a,..., 3n) and non-time-critical actuators (9a,..., 9n) for bidirectional data transmission, and wherein the non-time-critical sensors ( 3a,..., 3n) and non-time-critical actuators (9a,...I provision of a distributor gateway (10) for bidirectional data transmission with at least one time-critical control unit (8), to which at least one sensor module and at least one vehicle module are connected directly via a data transmission connection are connected, each of which is designed as a high-speed data transmission connection, and wherein the distribution gateway (10) transmits data as high-speed data between the at least one sensor module and the at least one vehicle module for generating the operating parameters for controlling the time-critical actuators (6a, .., 6n) and the at least a time-critical control unit (8), and wherein the at least one time-critical control unit (8) has a high-speed data interface (14) for transforming the sensors from the non-time-critical (3a,..., 3n) and non-time-critical actuators (9a,..., 9n ) transmitted PLC data as high-speed data and to transmit the high-speed data to the distribution gateway (10).
26 26
PCT/EP2022/082983 2021-11-23 2022-11-23 Control system and method for a vehicle using powerline communication, plc. WO2023094450A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN202141053803 2021-11-23
IN202141053803 2021-11-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023094450A1 true WO2023094450A1 (en) 2023-06-01

Family

ID=84487806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/082983 WO2023094450A1 (en) 2021-11-23 2022-11-23 Control system and method for a vehicle using powerline communication, plc.

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022208576A1 (en)
WO (1) WO2023094450A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007045345A1 (en) * 2007-09-22 2009-04-02 Daimler Ag motor vehicle
DE102012211041A1 (en) 2012-06-27 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Method for operating driver assistance system of vehicle, involves using control unit to process sensor data of sensor of mobile device which is calibrated during initial integration into driver assistance system
WO2021039350A1 (en) * 2019-08-30 2021-03-04 マツダ株式会社 Vehicle onboard network system
DE102019129241A1 (en) * 2019-10-30 2021-05-06 HELLA GmbH & Co. KGaA Method, modem and network for communication between devices in a vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007045345A1 (en) * 2007-09-22 2009-04-02 Daimler Ag motor vehicle
DE102012211041A1 (en) 2012-06-27 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Method for operating driver assistance system of vehicle, involves using control unit to process sensor data of sensor of mobile device which is calibrated during initial integration into driver assistance system
WO2021039350A1 (en) * 2019-08-30 2021-03-04 マツダ株式会社 Vehicle onboard network system
EP4020894A1 (en) * 2019-08-30 2022-06-29 Mazda Motor Corporation Vehicle onboard network system
DE102019129241A1 (en) * 2019-10-30 2021-05-06 HELLA GmbH & Co. KGaA Method, modem and network for communication between devices in a vehicle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANONYMOUS: "Motorsteuerung - Wikipedia- Version vom 29. Januar 2020", 29 January 2020 (2020-01-29), XP055892310, Retrieved from the Internet <URL:https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Motorsteuerung&oldid=196318844> [retrieved on 20220216] *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022208576A1 (en) 2023-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1763454B1 (en) Redundant data bus system
EP0307344B1 (en) Wiring for motor vehicles, and process for operating it
DE19756976C2 (en) Brake device for vehicles
DE10032179A1 (en) Control system for a vehicle and method for controlling a vehicle
EP3528230A1 (en) Method for processing sensor data in a plurality of controllers, correspondingly adapted pre-processing unit and vehicle
DE102016104734B4 (en) Vehicle communication system and method for operating a vehicle communication system
DE4126449C2 (en) Control device for vehicles
DE4110372A1 (en) Multiplexed communication system for vehicle - uses network nodes and gateways to allow common control and system monitoring
EP3552062B1 (en) Method for providing sensor-based vehicle functions in a motor vehicle, and motor vehicle computing device and motor vehicle
EP1171332B1 (en) Steering and braking system for a motor vehicle
DE102013220526A1 (en) Fail-safe sensor architecture for driver assistance systems
DE10008455A1 (en) Device for performing control or regulating functions and method for controlling or regulating a vehicle
DE102018220605A1 (en) Motor vehicle network and method for operating a motor vehicle network
WO2023094450A1 (en) Control system and method for a vehicle using powerline communication, plc.
DE102021205913B3 (en) Vehicle system for generating operating parameters and methods
DE102016203966A1 (en) Control unit and method for controlling at least one actuator of a vehicle
DE102018218837B4 (en) Wheel speed sensor system, a vehicle including the wheel speed sensor system, and method for processing wheel speed signals
DE102019218082A1 (en) Device and method for creating a safe state in a vehicle
DE102021206272B4 (en) Vehicle system and vehicle for generating operating parameters
DE102022208575A1 (en) Vehicle system and vehicle, in particular for generating operating parameters
DE102022212471A1 (en) vehicle system and vehicle
Schäfer et al. Sustainable E/E architecture power supply and data transmission for autonomous driving
DE102021205912A1 (en) Vehicle system for generating operating parameters and methods
DE102022208250B3 (en) System for managing various vehicle components in an electric-electronic vehicle architecture and vehicle architecture
DE102022201219B3 (en) Vehicle system, in particular for an E/E (Electrical/Electronic) architecture and vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22821997

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1