WO2024056291A1 - Aktorsystem für ein fahrwerk für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben eines aktorsystems - Google Patents

Aktorsystem für ein fahrwerk für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben eines aktorsystems Download PDF

Info

Publication number
WO2024056291A1
WO2024056291A1 PCT/EP2023/072353 EP2023072353W WO2024056291A1 WO 2024056291 A1 WO2024056291 A1 WO 2024056291A1 EP 2023072353 W EP2023072353 W EP 2023072353W WO 2024056291 A1 WO2024056291 A1 WO 2024056291A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
actuator
designed
central control
control device
connection device
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/072353
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Haevescher
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 WO2024056291A1 publication Critical patent/WO2024056291A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0195—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the regulation being combined with other vehicle control systems
    • 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
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • 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 present approach relates to an actuator system for a chassis for a vehicle and a method for operating an actuator system.
  • Document DE 10 2013 018 923 A1 discloses a method and a system for controlling at least one actuator of a chassis of a motor vehicle.
  • An actuator system for a chassis for a vehicle has at least one actuator, a central control device and a serial connection device.
  • the actuator is designed to carry out a chassis function of the chassis.
  • the central control device is arranged externally to the actuator and is designed to issue control commands for controlling the actuator.
  • the serial connection device is designed to connect the actuator to the central control device in order to enable serial communication between the central control device and the actuator.
  • chassis is the entirety of all parts of a land or aircraft that connect the chassis, also known as the “cass”, via the wheels to the road, rails or runway.
  • the actuator can be, for example, a steering device, braking device or a drive system of the vehicle.
  • the actuator itself does not have its own control device; for example, only so-called “low-level” functions and/or safety functions can be provided by the actuator be feasible yourself.
  • so-called “high-level” functions in which data with a high level of abstraction is accessed, for example output or read in formatted form, lower-level “low-level” functions are accessed at a deeper level worked.
  • the data is accessed, for example, as a sequence of unstructured bytes and thus offers the possibility of reading or outputting byte sequences of a specified length.
  • the control commands of the central control unit can be suitable for carrying out such “high-level” functions of the actuator.
  • the central control unit can be a so-called “domain ECU”.
  • the central control device can be used to centrally carry out complex controls in the chassis with at least one or more actuators.
  • the central control device can be the only control device within the actuator system with one or more actuators.
  • the connection device can be a data bus, for example a so-called “sync bus”, which can transmit data in a synchronized manner.
  • the serial connection device can be designed to transmit the control commands from the central control device to the actuator and/or data from the actuator to the central control device.
  • the actuator can further have a serializer/deserializer that is designed to serialize and/or deserialize information, wherein the serial connection device is designed to transmit the serialized or deserialized information.
  • serializer/deserializer that is designed to serialize and/or deserialize information
  • the serial connection device is designed to transmit the serialized or deserialized information.
  • the actuator system can have at least a second actuator for executing a second chassis function of the chassis, and have a second serial connection device which is designed to connect the second actuator to the central control device in order to enable serial communication between the central control device and the second To enable actuator, wherein the central control device is designed to issue control commands for controlling the second actuator.
  • the serial connection device and at least the second serial connection device can be connected in an actuator ring.
  • Ring-shaped communication can thus be implemented, for example a control command can be sent from the central control device via the serial connection device to the actuator and then via the second serial connection device to the second actuator and then, for example, via a further serial connection device between the second actuator and the central control device be transmitted to the central control unit.
  • serial connection device is designed as a peer-to-peer connection device according to one embodiment. This means that cross-communication can take place in both directions between the central control unit and the actuator.
  • the network participants for example the central control device and the actuator, can have equal rights and can both receive and send control commands.
  • the actuator can be connected to at least one motor and/or sensor.
  • the actuator can be operated by means of the motor and/or monitored using the sensor.
  • the actuator can have a decoder that is designed to decode at least one of the control commands. If control commands are transmitted in encrypted form by the central control device, they can be decrypted again by the decoder.
  • the central control device can have a serializer that is designed to serialize information, and the serial connection device can be designed to transmit the serialized information.
  • the serialized information can be output in the form of the control command and transmitted to the actuator via the connection device.
  • a deserializer of the actuator can then, for example, deserialize the serialized information again. This makes serial communication between the central control unit and the actuator practical.
  • the central control device can have a central processing unit.
  • the central processing unit can also be shortened as “CPU”. “central processing unit”.
  • the central processing unit can be designed as a so-called “system-on-a-chip”, or “SoC” for short.
  • the actuator has a “Serial Peripheral Interface” interface, wherein the connection device is designed to transmit information using the interface.
  • a “Serial Peripheral Interface” interface can implement a synchronous serial data bus with which the central control device and the actuator can be connected to one another.
  • the serial connection device can be designed to transmit separate signals, for example different control commands, at the same time and/or to transmit digital data differentially and/or to transmit digital data deterministically.
  • the separate signals and/or digital data can be transmitted using the control commands.
  • the separate signals and/or digital data can also be transmitted from the actuator to the central control device or another actuator.
  • deterministic transmission fixed repetition times and/or configured data lengths can be specified and/or the deterministic transmission can be constant at runtime.
  • a method for operating an actuator system in one of the variants described above has an output step, a transmitting step and a receiving step.
  • the issuing step at least one control command is issued using the central control device.
  • the transmitting step the control command is transmitted to the actuator via the serial connection device.
  • the receiving step the control command is received using the actuator.
  • This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit or a device.
  • the approach presented here also creates a device that is designed to carry out, control or implement the steps of the method presented here in appropriate devices.
  • This embodiment variant of the approach in the form of a device can also solve the task on which the approach is based quickly and efficiently.
  • a device can be an electrical device that processes electrical signals, for example sensor signals, and outputs control signals depending on them.
  • the device can have one or more suitable interfaces, which can be designed in hardware and/or software.
  • the interfaces can, for example, be part of an integrated circuit in which functions of the device are implemented.
  • the interfaces can also be their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
  • a computer program product with program code which can be stored on a machine-readable medium such as a semiconductor memory, a hard drive memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program is on a computer or a device is performed.
  • 1 shows a schematic representation of an actuator system according to an exemplary embodiment of a chassis for a vehicle
  • 2 shows a schematic representation of an actuator system according to an exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an actuator system according to an exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a flowchart of a method according to an exemplary embodiment for operating an actuator system.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an actuator system 100 according to an exemplary embodiment for a chassis 105 for a vehicle 110.
  • the actuator system 100 is accommodated on or in the chassis 105 of the vehicle 110.
  • the actuator system 100 has at least one actuator 120, a central control device 125 and a serial connection device 130.
  • the actuator 120 is designed to carry out a chassis function of the chassis 105.
  • the central control device 125 is arranged externally to the actuator 120 and is designed to issue control commands 135 for controlling the actuator 120.
  • the serial connection device 130 is designed to connect the actuator 120 to the central control device 125 in order to enable serial communication between the central control device 125 and the actuator 120.
  • the serial connection device 130 is designed according to this exemplary embodiment to transmit the control commands 135 from the central control device 125 to the actuator 120 and/or data 140 from the actuator 120 to the central control device 125.
  • connection device 130 is designed as a data bus, for example a so-called “sync bus” or so-called “serial sync”, which is designed to transmit data serially and synchronously.
  • the chassis 105 is to be understood as the entirety of all parts of the vehicle 110, which establish a connection between the chassis, also called “chassis”, via the wheels 145 of the vehicle 110 to the road.
  • the actuator 120 is designed, for example, as a steering device, braking device or a drive system of the vehicle 110.
  • the actuator 120 itself does not have its own control device and, according to this exemplary embodiment, is only designed to carry out so-called “low-level” functions and/or safety functions.
  • the control commands 135 of the central control device 125 are suitable for carrying out “high-level” functions.
  • the central control device 125 is designed as a “domain ECU”.
  • the central control device 125 is used to centrally carry out complex controls in the chassis with at least one or more actuators 120, see FIGS. 2 and 3.
  • the central control device 125 according to this exemplary embodiment is the only control device within the actuator system 100.
  • the actuator 120 has a serializer/deserializer 150, which is designed to serialize and/or deserialize information, with the serial connection device 130 being designed to transmit the serialized or deserialized information.
  • a serializer/deserializer 150 is a pair of a multiplexer and a demultiplexer that can be used for serial data transmission between two parallel end points.
  • the parallel data to be transmitted is converted in the serializer into a serial data stream with a high bit rate, transmitted serially via the connection device 130, and output in parallel again in the deserializer for further processing.
  • the advantage of a serializer/deserializer 150 is the smaller number of lines compared to parallel transmission and the avoidance of clock skew.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of an actuator system 100 according to one
  • Embodiment example This can be the actuator system described in FIG. 1 100 act, with the difference that the actuator system 100 according to this exemplary embodiment has a second actuator 200 and/or third actuator 205.
  • the second actuator 200 is designed to carry out a second chassis function of the chassis, and a second serial connection device 210 is designed to connect the second actuator 200 to the central control device 125 in order to enable serial communication between the central control device 125 and the second actuator 200 enable, wherein the central control device 125 is designed to issue control commands for controlling the second actuator 200.
  • the third actuator 205 is designed to carry out a third chassis function of the chassis, and a third serial connection device 215 is designed to connect the third actuator 205 to the central control device 125 in order to enable serial communication between the central control device 125 and the third actuator 205 enable, wherein the central control device 125 is designed to issue control commands for controlling the third actuator 205.
  • the actuator 120 is connected to at least one motor M and/or sensor S. According to one exemplary embodiment, the actuator 120 can be operated by means of the motor M and/or monitored using the sensor S. According to this exemplary embodiment, the second actuator 200 is also or alternatively connected to at least one motor M and/or sensor S. According to one embodiment, the second actuator 200 can be operated by means of the motor M and/or monitored using the sensor S. According to this exemplary embodiment, the second actuator 200 has a serializer/deserializer 150, which is designed to serialize and/or deserialize information, wherein the second serial connection device 210 is designed to transmit the serialized or deserialized information.
  • the third actuator 205 has a serializer/deserializer 150, which is designed to serialize and/or deserialize information, wherein the third serial connection device 215 is designed to transmit the serialized or deserialized information.
  • the third actuator 205 according to this exemplary embodiment has a decoder 220, which is designed to have at least one to decode the control commands from the central control device 125. If control commands are transmitted in encrypted form by the central control device 125, they can be decrypted again by the decoder 220.
  • the actuator 120 and/or the second actuator 200 additionally or alternatively has such a decoder 220, which is designed accordingly to decode the control command.
  • the third actuator 205 has a motor driver logic 225, English. also called “Motordriver Logic”, a so-called “Powerstage” 230 and an M motor.
  • the power stage 230 is connected between the motor driver logic 225 and the motor M.
  • the third actuator 205 according to this exemplary embodiment has a sensor evaluation and/or conditioning device 235 and a sensor S connected to the sensor evaluation and/or conditioning device 235.
  • At least the serial connection device 130 and/or the second serial connection device 210 and/or the third serial connection device 215 is designed to transmit separate signals, for example different control commands, at the same time and/or to transmit digital data differentially and/or digital to transmit data deterministically.
  • the digital data is transmitted to the central control device 125 or one of the other actuators 120, 200, 205 by means of the control commands or from one of the actuators 120, 200, 205.
  • deterministic transmission according to one exemplary embodiment, fixed repetition times and/or configured data lengths are specified and/or according to one exemplary embodiment, the deterministic transmission is constant at runtime.
  • the actuator system 100 presented here implements an interface.
  • the actuator system 100 central control of the entire range of chassis actuators for, for example, mid-range cars is made possible. Eliminated Thanks to the actuator system, 100 problems arise due to the latencies of previous bus systems. Thanks to the actuator system, 100 simple smart actuators are made possible, which can be set up more cost-effectively. Thanks to the actuator system 100, software maintenance, or “SW” maintenance for short, is simplified.
  • the central control device 125 is designed as a so-called “vehicle motion control” control device.
  • Vehicle Motion Control or “VMC” for short, refers to all technologies that influence the longitudinal, lateral and vertical dynamics of a vehicle. This not only includes mechanical and mechatronic components such as steering, brakes, dampers and electronic control units, software is also increasingly playing a key role. This determines and controls the optimal driving strategy and the optimal interaction of all actuators/actuators 120, 200, 205 located in the vehicle in the interaction of all components.
  • the actuator system 100 presented here is suitable for the area of chassis systems with smart actuators and domain ECU architecture and represents a replacement for established SW and communication systems.
  • SW can be relocated to a central ECU in future motor vehicles, here z. B. on a domain architecture in the form of the central control unit 125.
  • Other distributed chassis systems with a large number of actuators such as steering, brake or drive are complex in SW maintenance, e.g. B. via “over-the-air” update “OTA”, and difficult to regulate using the existing data buses such as CAN.
  • OTA over-the-air update
  • SW components Due to the delay between the actuator and the central computer, in known chassis systems, many SW components have to remain with the actuators; the data transmission latencies are too high.
  • the approach presented here describes a concept for a sync bus for one or more smart actuators.
  • the actuator system 100 presented here combines the following advantages:
  • the actuator system 100 presented here enables:
  • low-latency or even latency-free and deterministic communication is the basis for the smart actuators 120, 200, 205.
  • Fig. 2 Shown in Fig. 2 is a concept for the serial synchronous data bus in the form of the serial connection devices 130, 210, 215.
  • serial connection devices 130, 210, 215 for example in the form of control commands:
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an actuator system 100 according to an exemplary embodiment. This can be an exemplary embodiment of the actuator system 100 described in FIG. 1 or 2.
  • the serial connection device 130 and the second serial connection device 210 and/or the third serial connection device 215 are connected in an actuator ring 300 according to an exemplary embodiment.
  • Ring-shaped communication can thus be implemented, for example a control command from the central control device 125 via the serial connection device 130 to the actuator 120 and then via the second serial connection device 210 to the second actuator 200 and then via the third serial connection device 215 to the third actuator 205 and then transmitted again to the central control device 125 via a further serial connection device between the third actuator 205 and the central control device 125.
  • the serial connection device(s) 130, 210, 215 is/are designed as a peer-to-peer connection device P2P. According to one exemplary embodiment, for example, equal cross-communication in both directions is made possible between the central control device 125 and the actuator(s) 120, 200, 205.
  • the central control device 125 has a serializer 305, which is designed to serialize information, and the serial connection device 130, 210, 215 is designed according to this exemplary embodiment to transmit the serialized information, for example as a control command .
  • the central control device 125 also has a central processing unit 310.
  • the central processing unit 310 can also be shortened as “CPU”. “central processing unit”.
  • the central processing unit 310 is designed as a so-called “system-on-a-chip”, or “SoC” for short.
  • the actuator 120, or all actuators 120, 200, 205 has a “Serial Peripheral Interface” interface 315, with the connection device(s) 130, 210, 215 is/are designed to transmit information using the interface 315.
  • a “Serial Peripheral Interface” interface implements a synchronous serial data bus with which the central control device 125 and the actuator(s) 120, 200, 205 are connected to one another.
  • the actuator 120, or all actuators 120, 200, 205 also has a pulse width modulation module 320, “PWM” for short.
  • the actuator 120 or all actuators 120, 200, 205 also have/have a serializer 305, which is designed to serialize information, and the serial connection device 130, 210, 215 is designed according to this exemplary embodiment to to transmit serialized information, for example as a command, to the central control device 125.
  • the serializer 305 of the actuator 120, the decoder 220 of the actuator 120, the serializer/deserializer 150 of the actuator 120, the “Serial Peripheral Interface” interface 315 and/or the pulse width modulation module 320 are on a system.
  • tem-on-a-chip 325 which can also be referred to as a “one-chip system”, is arranged.
  • the method 400 has a step 405 of outputting, a step 410 of transmitting and a step 415 of receiving.
  • step 405 of outputting at least one control command is issued using the central control device.
  • step 410 of transmission the control command is transmitted to the actuator via the serial connection device.
  • step 415 of receiving the control command is received using the actuator.
  • an exemplary embodiment includes an “and/or” link between a first feature and a second feature, this should be read as meaning that the exemplary embodiment has both the first feature and the second feature according to one embodiment and either only that according to a further embodiment first feature or only the second feature.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Information Transfer Systems (AREA)

Abstract

Der vorliegende Ansatz betrifft ein Aktorsystem (100) für ein Fahrwerk (105) für ein Fahrzeug (110). Das Aktorsystem (100) weist zumindest einen Aktor (120), ein Zentralsteuergerät (125) und eine serielle Verbindungseinrichtung (130) auf. Der Aktor (120) ist ausgebildet, um eine Fahrwerkfunktion des Fahrwerks (105) auszuführen. Das Zentralsteuergerät (125) ist extern von dem Aktor (120) angeordnet und ausgebildet, um Steuerbefehle (135) zum Steuern des Aktors (120) auszugeben. Die serielle Verbindungseinrichtung (130) ist ausgebildet, um den Aktor (120) mit dem Zentralsteuergerät (125) zu verbinden, um eine serielle Kommunikation zwischen dem Zentralsteuergerät (125) und dem Aktor (120) zu ermöglichen.

Description

Aktorsystem für ein Fahrwerk für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Aktorsystems
Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf ein Aktorsystem für ein Fahrwerk für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Aktorsystems.
Dokument DE 10 2013 018 923 A1 offenbart ein Verfahren und ein System zum Kontrollieren von mindestens einem Aktor eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs.
Vor diesem Hintergrund schafft der vorliegende Ansatz ein verbessertes Aktorsystem für ein Fahrwerk für ein Fahrzeug und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Aktorsystems gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass eine zentralisierte Steuerung von Aktoren eines Aktorsystems ermöglicht wird. So können innerhalb des Aktorsystems komplexe verteilte Software-Systeme vermieden werden und Software-Updates somit vereinfacht werden.
Ein Aktorsystem für ein Fahrwerk für ein Fahrzeug weist zumindest einen Aktor, ein Zentralsteuergerät und eine serielle Verbindungseinrichtung auf. Der Aktor ist ausgebildet, um eine Fahrwerkfunktion des Fahrwerks auszuführen. Das Zentralsteuergerät ist extern von dem Aktor angeordnet und ausgebildet, um Steuerbefehle zum Steuern des Aktors auszugeben. Die serielle Verbindungseinrichtung ist ausgebildet, um den Aktor mit dem Zentralsteuergerät zu verbinden, um eine serielle Kommunikation zwischen dem Zentralsteuergerät und dem Aktor zu ermöglichen.
Als Fahrwerk ist die Gesamtheit aller Teile eines Land- oder Luftfahrzeugs zu verstehen, die eine Verbindung des Fahrgestells, auch „Cassis“ genannt, über die Räder zu Fahrbahn, Schienen oder Rollbahn herstellen. Der Aktor kann beispielsweise eine Lenkeinrichtung, Bremseinrichtung oder ein Antriebssystem des Fahrzeugs sein. Der Aktor selbst hat kein eigenes Steuergerät, es können beispielsweise lediglich sogenannte „Low-Level“-Funktionen und/oder Absicherungsfunktionen von dem Aktor selbst durchführbar sein. Anders als bei Funktionen der höheren Ebene, sogenannten „High-Level“-Funktionen, bei denen auf Daten mit einem hohen Abstraktionsniveau zugegriffen wird, die beispielsweise formatiert ausgegeben oder eingelesen wurden, wird bei der niedrigeren Ebene „Low-Level“ auf einem tieferen Niveau gearbeitet. Der Zugriff auf die Daten findet beispielsweise als eine Folge von unstrukturierten Bytes statt und bietet somit die Möglichkeit, Bytesequenzen vorgegebener Länge einzulesen oder auszugeben. Die Steuerbefehle des Zentralsteuergeräts können zur Durchführung von derartigen „High-Level“-Funktionen des Aktors geeignet sein. Das Zentralsteuergerät kann eine sogenannte „Domain-ECU“ sein. Das Zentralsteuergerät kann dazu dienen, um komplexe Regelungen im Chassis mit zumindest einem oder auch mehreren Aktoren zentral auszuführen. Beispielsweise kann das Zentralsteuergerät das einzige Steuergerät innerhalb des Aktorsystems mit einem oder mehreren Aktoren sein. Die Verbindungseinrichtung kann ein Datenbus, beispielsweise ein sogenannter „Sync-Bus“ sein, der Daten synchronisiert übertragen kann. Die serielle Verbindungseinrichtung kann hierbei ausgebildet sein, um die Steuerbefehle von dem Zentralsteuergerät zu dem Aktor und/oder Daten von dem Aktor zu dem Zentralsteuergerät zu übermitteln.
Der Aktor kann ferner einen Serialisierer/Deserialisierer aufweisen, der ausgebildet ist, um eine Information zu serialisieren und/oder zu deserialisieren, wobei die serielle Verbindungseinrichtung ausgebildet ist, um die serialisierte oder deserialisierte Information zu übertragen. Durch das Serialisieren und/oder Deserialisieren können besonders viele Informationen/Daten schnell und einfach seriell übertragen werden, beispielsweise von dem Aktor zu dem Zentralsteuergerät oder einem weiteren Aktor.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Aktorsystem zumindest einen zweiten Aktor zum Ausführen einer zweiten Fahrwerkfunktion des Fahrwerks aufweisen, und eine zweite serielle Verbindungseinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um den zweiten Aktor mit dem Zentralsteuergerät zu verbinden, um eine serielle Kommunikation zwischen dem Zentralsteuergerät und dem zweiten Aktor zu ermöglichen, wobei das Zentralsteuergerät ausgebildet ist, um Steuerbefehle zum Steuern des zweiten Aktors auszugeben. So können mehrere Aktoren innerhalb des Aktorsystems von einem einzigen Zentralsteuergerät gesteuert werden. Die serielle Verbindungseinrichtung und zumindest die zweite serielle Verbindungseinrichtung können in einem Aktorenring verschaltet sein. So kann eine ringförmige Kommunikation realisierbar sein, beispielsweise kann ein Steuerbefehl von dem Zentralsteuergerät über die serielle Verbindungseinrichtung zu dem Aktor und dann über die zweite serielle Verbindungseinrichtung zu dem zweiten Aktor und dann beispielsweise über eine weitere serielle Verbindungseinrichtung zwischen dem zweiten Aktor und dem Zentralsteuergerät wieder zu dem Zentralsteuergerät übermittelt werden.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die serielle Verbindungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform als Peer-to-Peer-Verbindungseinrichtung ausgeformt ist. So kann eine Querkommunikation in beide Richtungen zwischen dem Zentralsteuergerät und dem Aktor erfolgen. In einem solchen Peer-to-Peer-Netz können die Netzteilnehmer, beispielsweise das Zentralsteuergerät und der Aktor, gleichberechtigt sein und sowohl Steuerbefehle empfangen als auch senden.
Der Aktor kann mit zumindest einem Motor und/oder Sensor verbunden sein. So kann der Aktor beispielsweise mittels des Motors betrieben und/oder unter Verwendung des Sensors überwacht werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Aktor einen Decoder aufweisen, der ausgebildet ist, um zumindest einen der Steuerbefehle zu entschlüsseln. Wenn Steuerbefehle von dem Zentralsteuergerät verschlüsselt übermittelt werden, können diese durch den Decoder wieder entschlüsselt werden.
Das Zentralsteuergerät kann einen Serialisierer aufweisen, der ausgebildet ist, um eine Information zu serialisieren, und die serielle Verbindungseinrichtung kann ausgebildet sein, um die serialisierte Information zu übertragen. Die serialisierte Information kann in Form des Steuerbefehls ausgegeben und über die Verbindungseinrichtung an den Aktor übertragen werden. Ein Deserialisierer des Aktors kann die serialisierte Information dann beispielsweise wieder deserialisieren. So ist die serielle Kommunikation zwischen dem Zentralsteuergerät und dem Aktor praktisch umsetzbar. Das Zentralsteuergerät kann eine zentrale Verarbeitungseinheit aufweisen. Die zentrale Verarbeitungseinheit kann auch kurz als „CPU“ für engl. „central processing unit“ bezeichnet werden. Die zentrale Verarbeitungseinheit kann als sogenanntes „Sys- tem-on-a-Chip“, kurz „SoC“ ausgeführt sein.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn der Aktor gemäß einer Ausführungsform eine „Serial Peripheral Interface“-Schnittstelle aufweist, wobei die Verbindungseinrichtung ausgebildet ist, um eine Information unter Verwendung der Schnittstelle zu übertragen. Eine solche „Serial Peripheral Interface“-Schnittstelle kann einen synchronen seriellen Datenbus realisieren, mit dem das Zentralsteuergerät und der Aktor miteinander verbunden werden/sein können.
Gemäß einer Ausführungsform kann die serielle Verbindungseinrichtung ausgebildet sein, um getrennte Signale, beispielsweise unterschiedliche Steuerbefehle, zeitgleich zu übertragen und/oder digitale Daten differentiell zu übertragen und/oder digitale Daten deterministisch zu übertragen. Die getrennten Signale und/oder digitalen Daten können mittels der Steuerbefehle übermittelt werden. Die getrennten Signale und/oder digitalen Daten können aber auch von dem Aktor zu dem Zentralsteuergerät oder einem weiteren Aktor übermittelt werden. Bei der deterministischen Übertragung können feste Wiederholungszeitpunkte und/oder konfigurierte Datenlängen vorgegeben sein und/oder die deterministische Übertragung kann konstant zur Laufzeit sein.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Aktorsystems in einer der vorangehend beschriebenen Varianten weist einen Schritt des Ausgebens, einen Schritt des Übermittelns und einen Schritt des Empfangens auf. Im Schritt des Ausgebens wird zumindest ein Steuerbefehl unter Verwendung des Zentralsteuergeräts ausgegeben. Im Schritt des Übermittelns wird der Steuerbefehl über die serielle Verbindungseinrichtung zu dem Aktor übermittelt. Im Schritt des Empfangens wird der Steuerbefehl unter Verwendung des Aktors empfangen. Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät oder einer Vorrichtung implementiert sein.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante des Ansatzes in Form einer Vorrichtung kann die dem Ansatz zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Eine Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt.
Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Aktorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein Fahrwerk für ein Fahrzeug; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Aktorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Aktorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Betreiben eines Aktorsystems.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Aktorsystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein Fahrwerk 105 für ein Fahrzeug 110.
Lediglich beispielhaft ist das Aktorsystem 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel an oder in dem Fahrwerk 105 des Fahrzeugs 110 aufgenommen.
Das Aktorsystem 100 weist zumindest einen Aktor 120, ein Zentralsteuergerät 125 und eine serielle Verbindungseinrichtung 130 auf. Der Aktor 120 ist ausgebildet, um eine Fahrwerkfunktion des Fahrwerks 105 auszuführen. Das Zentralsteuergerät 125 ist extern von dem Aktor 120 angeordnet und ausgebildet, um Steuerbefehle 135 zum Steuern des Aktors 120 auszugeben. Die serielle Verbindungseinrichtung 130 ist ausgebildet, um den Aktor 120 mit dem Zentralsteuergerät 125 zu verbinden, um eine serielle Kommunikation zwischen dem Zentralsteuergerät 125 und dem Aktor 120 zu ermöglichen. Die serielle Verbindungseinrichtung 130 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um die Steuerbefehle 135 von dem Zentralsteuergerät 125 zu dem Aktor 120 und/oder Daten 140 von dem Aktor 120 zu dem Zentralsteuergerät 125 zu übermitteln. Beispielsweise ist die Verbindungseinrichtung 130 gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein Datenbus, beispielsweise ein sogenannter „Sync-Bus“ oder sogenannter „Serial Sync“ ausgeformt, der ausgebildet ist, um Daten seriell und synchronisiert zu übertragen. Das Fahrwerk 105 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Gesamtheit aller Teile des Fahrzeugs 110 zu verstehen, die eine Verbindung des Fahrgestells, auch „Cassis“ genannt, über die Räder 145 des Fahrzeugs 110 zur Fahrbahn herstellen. Der Aktor 120 ist gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beispielsweise als eine Lenkeinrichtung, Bremseinrichtung oder ein Antriebssystem des Fahrzeugs 110 ausgeformt. Der Aktor 120 selbst weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel kein eigenes Steuergerät auf, und ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel lediglich zur Durchführung von sogenannten „Low-Level“-Funktionen und/oder Absicherungsfunktionen ausgebildet. Die Steuerbefehle 135 des Zentralsteuergeräts 125 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel zur Durchführung von „High-Level“-Funktionen geeignet. Das Zentralsteuergerät 125 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel als eine „Domain- ECU“ ausgeformt. Das Zentralsteuergerät 125 dient gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu, um komplexe Regelungen im Chassis mit zumindest dem einen oder auch mehreren Aktoren 120, siehe Fig. 2 und 3, zentral auszuführen. Beispielsweise ist das Zentralsteuergerät 125 gemäß diesem Ausführungsbeispiel das einzige Steuergerät innerhalb des Aktorsystems 100.
Der Aktor 120 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Serialisierer/Deseriali- sierer 150 auf, der ausgebildet ist, um eine Information zu serialisieren und/oder zu deserialisieren, wobei die serielle Verbindungseinrichtung 130 ausgebildet ist, um die serialisierte oder deserialisierte Information zu übertragen. Als Serialisierer/Deseriali- sierer 150 ist in der Digitaltechnik ein Paar aus einem Multiplexer und einem Demultiplexer zu verstehen, die zur seriellen Datenübertragung zwischen zwei parallelen Endpunkten nutzbar ist. Die zu übertragenden parallelen Daten werden gemäß einem Ausführungsbeispiel im Serialisierer in einen seriellen Datenstrom mit hoher Bitrate umgewandelt, seriell über die Verbindungseinrichtung 130 übertragen, und im Deserialisierer zur weiteren Verarbeitung wieder parallel ausgegeben. Der Vorteil eines Serialisierers/Deserialisierers 150 besteht in der geringeren Anzahl an Leitungen im Vergleich zu einer parallelen Übertragung, und das Vermeiden von Taktversatz.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Aktorsystems 100 gemäß einem
Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das in Fig. 1 beschriebene Aktorsystem 100 handeln, mit dem Unterschied, dass das Aktorsystem 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen zweiten Aktor 200 und/oder dritten Aktor 205 aufweist.
Der zweite Aktor 200 ist ausgebildet, um eine zweite Fahrwerkfunktion des Fahrwerks auszuführen, und eine zweite serielle Verbindungseinrichtung 210 ist ausgebildet, um den zweiten Aktor 200 mit dem Zentralsteuergerät 125 zu verbinden, um eine serielle Kommunikation zwischen dem Zentralsteuergerät 125 und dem zweiten Aktor 200 zu ermöglichen, wobei das Zentralsteuergerät 125 ausgebildet ist, um Steuerbefehle zum Steuern des zweiten Aktors 200 auszugeben.
Der dritte Aktor 205 ist ausgebildet, um eine dritte Fahrwerkfunktion des Fahrwerks auszuführen, und eine dritte serielle Verbindungseinrichtung 215 ist ausgebildet, um den dritten Aktor 205 mit dem Zentralsteuergerät 125 zu verbinden, um eine serielle Kommunikation zwischen dem Zentralsteuergerät 125 und dem dritten Aktor 205 zu ermöglichen, wobei das Zentralsteuergerät 125 ausgebildet ist, um Steuerbefehle zum Steuern des dritten Aktors 205 auszugeben.
Der Aktor 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit zumindest einem Motor M und/oder Sensor S verbunden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Aktor 120 mittels des Motors M betreibbar und/oder unter Verwendung des Sensors S überwachbar. Der zweite Aktor 200 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls oder alternativ mit zumindest einem Motor M und/oder Sensor S verbunden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der zweite Aktor 200 mittels des Motors M betreibbar und/oder unter Verwendung des Sensors S überwachbar. Der zweite Aktor 200 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Serialisierer/Deserialisierer 150 auf, der ausgebildet ist, um eine Information zu serialisieren und/oder zu deserialisieren, wobei die zweite serielle Verbindungseinrichtung 210 ausgebildet ist, um die serialisierte oder deserialisierte Information zu übertragen. Der dritte Aktor 205 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Serialisierer/Deserialisierer 150 auf, der ausgebildet ist, um eine Information zu serialisieren und/oder zu deserialisieren, wobei die dritte serielle Verbindungseinrichtung 215 ausgebildet ist, um die serialisierte oder deserialisierte Information zu übertragen. Ferner weist der dritte Aktor 205 gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Decoder 220 auf, der ausgebildet ist, um zumindest einen der Steuerbefehle von dem Zentralsteuergerät 125 zu entschlüsseln. Wenn Steuerbefehle von dem Zentralsteuergerät 125 verschlüsselt übermittelt werden, sind diese durch den Decoder 220 wieder entschlüsselbar. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist zusätzlich oder alternativ der Aktor 120 und/oder der zweite Aktor 200 einen solchen Decoder 220 auf, der entsprechend ausgebildet ist, um den Steuerbefehl zu entschlüsseln. Weiterhin weist der dritte Aktor 205 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Motortreiberlogik 225, engl. auch „Motordriver Logic“ genannt, eine sogenannte „Powerstage“ 230 und einen Motor M auf. Die Powerstage 230 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Motortreiberlogik 225 und dem Motor M geschaltet. Weiterhin weist der dritte Aktor 205 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Sensorauswerte- und/oder -konditionierungseinrichtung 235 und einen mit der Sensorauswerte- und/oder -konditionierungseinrichtung 235 verbundenen Sensor S auf.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist zumindest die serielle Verbindungseinrichtung 130 und/oder die zweite serielle Verbindungseinrichtung 210 und/oder die dritte serielle Verbindungseinrichtung 215 ausgebildet, um getrennte Signale, beispielsweise unterschiedliche Steuerbefehle, zeitgleich zu übertragen und/oder digitale Daten differentiell zu übertragen und/oder digitale Daten deterministisch zu übertragen. Die digitalen Daten werden gemäß einem Ausführungsbeispiel mittels der Steuerbefehle oder von einem der Aktoren 120, 200, 205 zu dem Zentralsteuergerät 125 oder einem der anderen Aktoren 120, 200, 205 übermittelt. Bei der deterministischen Übertragung sind gemäß einem Ausführungsbeispiel feste Wiederholungszeitpunkte und/oder konfigurierte Datenlängen vorgegeben und/oder die deterministische Übertragung ist gemäß einem Ausführungsbeispiel konstant zur Laufzeit.
Das hier vorgestellte Aktorsystem 100 realisiert eine Schnittstelle, engl. „Interface“, für Aktoren 120, 200, 205, die auch als „Smartaktoren“ oder „Chassis-Aktoren“ bezeichnet werden können, mit latenzarmer Kommunikation, um eine Software, kurz „SW“, für zentrale Regelungssysteme zu ermöglichen.
Ermöglicht wird dank des Aktorsystems 100 eine zentrale Regelung des gesamten Umfangs von Chassis-Aktoren für beispielsweise Mittelklassewagen. Beseitigt werden dank des Aktorsystems 100 Probleme durch Latenzen bisheriger Bussysteme. Ermöglicht werden hierbei dank des Aktorsystems 100 einfache Smartaktoren, die kostengünstiger aufgebaut werden können. Vereinfacht wird dank des Aktorsystems 100 eine Software-Wartung, kurz „SW“-Wartung.
Das Zentralsteuergerät 125 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel als sogenanntes „Vehicle Motion Control“-Steuergerät ausgeformt. Unter dem Begriff Vehicle Motion Control, kurz „VMC“, versteht man alle Technologien, die Einfluss auf die Längs-, Quer- und Vertikaldynamik eines Fahrzeugs haben. Dazu zählen nicht nur mechanische und mechatronische Komponenten wie Lenkung, Bremse, Dämpfer und elektronische Steuereinheiten, zunehmend spielt auch Software eine tragende Rolle. Diese ermittelt und steuert im Zusammenspiel aller Komponenten die optimale Fahrstrategie sowie die optimale Interaktion aller im Fahrzeug befindlichen Aktuatoren/Aktoren 120, 200, 205.
Das hier vorgestellte Aktorsystem 100 ist für den Bereich Fahrwerksysteme mit Smartaktoren und Domain-ECU-Architektur geeignet und stellt einen Ersatz für etablierte SW- und Kommunikationssysteme dar.
Unter Verwendung des Aktorsystems 100 ist SW in zukünftigen Kraftfahrzeugen auf eine zentrale ECU verlagerbar, hier z. B. auf eine Domain-Architektur in Form des Zentralsteuergeräts 125. Andere verteilte Chassis-System mit einer Vielzahl von Aktoren wie Lenkung, Bremse oder Antrieb sind komplex in der SW-Wartung, z. B. mittels „over-the-air“-Update „OTA“, und durch die bestehenden Datenbusse wie CAN nur schwer zu regeln. Aufgrund der Verzögerung zwischen Aktor und Zentralrechner müssen bei bekannten Chassis-Systemen viele SW-Anteile bei den Aktoren bleiben, die Latenzen der Datenübertragung sind zu hoch.
Durch Ersetzen bestehender Datenbusse durch die hier beschriebene serielle Ver- bindungseinrichtung/en 130, 210, 215 in Form eines synchronen maximal latenzarmen und deterministischen Datenbuses sind fast alle SW-Anteile, gegebenenfalls bis auf LowLevel-Treiber und Absicherungsfunktionen, auf das Zentralsteuergerät 125 beispielsweise in Form eines Zentralrechners verlagerbar und es können damit komplexe verteilte SW-Systeme vermieden werden.
Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt ein Konzept für einen Sync-Bus für einen oder mehrere Smart-Aktuatoren.
Anders als bei klassischen Aktoren in zentralistisch ausgerichteter Domain-Architektur, vereint das hier vorgestellte Aktorsystem 100 zusammengefasst folgende Vorteile:
- wesentliche SW-Anteile sind zentral und nicht auf den Aktoren 120, 200, 205 verteilt
- Funktionen aus den Aktoren 120, 200, 205 sind in das Zentralsteuergerät 125 verschoben
- SW-Updates, beispielsweise over-the-air, kurz „OTA“, für das Gesamtsystem sind vereinfacht
- einfache Regelungen im Chassis sind mit einer zentralen Aktor-Regelung und ohne viele verteilte Aktor-Regelungen realisiert
- Latenzarme Highlevel-Kommunikation erleichtert zentrale SW-Systeme für die Regelung
- wesentliche Kostenreduktionen sind möglich in den Aktoren 120, 200, 205 bei neuer Topologie
- Aktoren 120, 200, 205 benötigen keine komplexe pC-Struktur
In anderen Worten ausgedrückt ermöglicht das hier vorgestellte Aktorsystem 100:
- eine Anordnung aller/wesentlicher SW-Anteile auf einem zentralen Rechner, z. B. Domain-Architektur
- Nur Lowlevel-Funktionen für Aktoren 120, 200, 205 und/oder Sensoren S
- eine latenzarme, also verzögerungsarme, serielle Kommunikation
- ein Vereinfachen von SW-Updates in der Domaine
- ein zentrales Ausführen von komplexen Regelungen im Chassis mit vielen Aktoren 120, 200, 205 eine Reduzierung von Elektronik-Kosten in Smart Aktoren 120, 200, 205 einen Wegfall komplexer Mikrokontroller, kurz „pC“
Zusammengefasst ist eine latenzarme oder sogar latenzfreie und deterministische Kommunikation die Basis für die Smart-Aktoren 120, 200, 205.
Gezeigt ist in Fig. 2 ein Konzept für den seriellen synchronen Datenbus in Form der seriellen Verbindungseinrichtungen 130, 210, 215.
Folgende Information sind über die seriellen Verbindungseinrichtungen 130, 210, 215 übermittelbar, beispielsweise in Form von Steuerbefehlen:
• LowLevel Daten, beispielsweise:
• PWM Werte Motoren
• Rohwerte Sensoren
• Formatierung des Datenflusses
• Adr. (Typ)/ Daten
• Absicherung Security/Safety
• Zustandsautomat (Init, Work, ...)
Die Physik der seriellen Verbindungseinrichtungen 130, 210, 215 ermöglicht:
• getrennte Signale zu senden und/oder zu empfangen
• eine zeitgleiche Übertragung
• eine differentielle Übertragung digitale Daten
• eine deterministische Übertragung
• Feste Wiederholungszeitpunkte
• Konfigurierte Datenlängen, zur Laufzeit konstant
• Topologie (Safety relevant)
• In Ringform (Domain-Akt.1-Akto.2-Akt.3-Domain)
• Als Point to Point
Als Ergebnis ist eine zentrale Regelungssoftware mit fast latenzfrei angebundenen Aktoren 120, 200, 205 realisiert, wobei Latenzen < 10ps realistisch sind. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Aktorsystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 oder 2 beschriebenen Aktorsystems 100 handeln.
Die serielle Verbindungseinrichtung 130 und die zweite serielle Verbindungseinrichtung 210 und/oder die dritte serielle Verbindungseinrichtung 215 sind gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem Aktorenring 300 verschaltet. So ist eine ringförmige Kommunikation realisierbar, beispielsweise ist ein Steuerbefehl von dem Zentralsteuergerät 125 über die serielle Verbindungseinrichtung 130 zu dem Aktor 120 und dann über die zweite serielle Verbindungseinrichtung 210 zu dem zweiten Aktor 200 und dann über die dritte serielle Verbindungseinrichtung 215 zu dem dritten Aktor 205 und dann über eine weitere serielle Verbindungseinrichtung zwischen dem dritten Aktor 205 und dem Zentralsteuergerät 125 wieder zu dem Zentralsteuergerät 125 übermittelbar.
Die serielle/n Verbindungseinrichtung/en 130, 210, 215 ist/sind gemäß einem Ausführungsbeispiel als Peer-to-Peer-Verbindungseinrichtung P2P ausgeformt. So ist gemäß einem Ausführungsbeispiel eine beispielsweise gleichberechtigte Querkommunikation in beide Richtungen zwischen dem Zentralsteuergerät 125 und dem/den Aktor/en 120, 200, 205 ermöglicht.
Das Zentralsteuergerät 125 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Seriali- sierer 305 auf, der ausgebildet ist, um eine Information zu serialisieren, und die serielle Verbindungseinrichtung 130, 210, 215 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um die serialisierte Information, beispielsweise als Steuerbefehl, zu übertragen. Das Zentralsteuergerät 125 weist ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine zentrale Verarbeitungseinheit 310 auf. Die zentrale Verarbeitungseinheit 310 kann auch kurz als „CPU“ für engl. „central processing unit“ bezeichnet werden. Die zentrale Verarbeitungseinheit 310 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als sogenanntes „System-on-a-Chip“, kurz „SoC“ ausgeführt. Der Aktor 120, oder alle Aktoren 120, 200, 205, weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine „Serial Peripheral Interface“-Schnittstelle 315 auf, wobei die Verbindungseinrichtung/en 130, 210, 215 ausgebildet ist/sind, um eine Information unter Verwendung der Schnittstelle 315 zu übertragen. Eine solche „Serial Peripheral Interface“-Schnittstelle realisiert gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen synchronen seriellen Datenbus, mit dem das Zentralsteuergerät 125 und der/die Aktor/en 120, 200, 205 miteinander verbunden sind. Der Aktor 120, oder alle Aktoren 120, 200, 205, weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ferner ein Pulsweitenmodulations-Modul 320, kurz „PWM“ auf. Auch der Aktor 120 oder alle Aktoren 120, 200, 205 weist/weisen gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Serialisierer 305 auf, der ausgebildet ist, um eine Information zu serialisieren, und die serielle Verbindungseinrichtung 130, 210, 215 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um die serialisierte Information, beispielsweise als Befehl, an das Zentralsteuergerät 125 zu übertragen. Der Serialisierer 305 des Aktors 120, der Decoder 220 des Aktors 120, der Serialisierer/Deserialisierer 150 des Aktors 120, die „Serial Peripheral Interface“-Schnittstelle 315 und/oder das Pulswei- tenmodulations-Modul 320 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf einem Sys- tem-on-a-Chip 325, das auch als „Ein-Chip-System“ bezeichnet werden kann, angeordnet.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Betreiben eines Aktorsystems. Dabei kann es sich um das in Fig. 1 , 2 oder 3 beschriebene Aktorsystem handeln.
Das Verfahren 400 weist einen Schritt 405 des Ausgebens, einen Schritt 410 des Übermittelns und einen Schritt 415 des Empfangens auf. Im Schritt 405 des Ausgebens wird zumindest ein Steuerbefehl unter Verwendung des Zentralsteuergeräts ausgegeben. Im Schritt 410 des Übermittelns wird der Steuerbefehl über die serielle Verbindungseinrichtung zu dem Aktor übermittelt. Im Schritt 415 des Empfangens wird der Steuerbefehl unter Verwendung des Aktors empfangen.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ -Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
Bezugszeichen
M Motor
P2P Peer-to-Peer-Verbindungseinrichtung
S Sensor
100 Aktorsystem
105 Fahrwerk
110 Fahrzeug
120 Aktor
125 Zentralsteuergerät
130 serielle Verbindungseinrichtung
135 Steuerbefehl
140 Daten
145 Rad
150 Serialisierer/Deserialisierer
200 zweiter Aktor
205 dritter Aktor
210 zweite serielle Verbindungseinrichtung
215 dritte serielle Verbindungseinrichtung
220 Decoder
225 Motortreiberlogik
230 Powerstage
235 Sensorauswerte- und/oder -konditionierungseinrichtung
300 Aktoren ring
305 Serialisierer
310 zentrale Verarbeitungseinheit
315 „Serial Peripheral Interface“-Schnittstelle
320 Pulsweitenmodulations-Modul
325 System-on-a-Chip Verfahren zum Betreiben eines Aktorsystems
Schritt des Ausgebens
Schritt des Übermittelns
Schritt des Empfangens

Claims

Patentansprüche
1 . Aktorsystem (100) für ein Fahrwerk (105) für ein Fahrzeug (110), wobei das Aktorsystem (100) die folgenden Merkmale aufweist:
- zumindest einen Aktor (120) zum Ausführen einer Fahrwerkfunktion des Fahrwerks (105) des Fahrzeugs (110);
- ein extern von dem Aktor (120) angeordnetes Zentralsteuergerät (125), das ausgebildet ist, um Steuerbefehle (135) zum Steuern des Aktors (120) auszugeben; und
- eine serielle Verbindungseinrichtung (130), die ausgebildet ist, um den Aktor (120) mit dem Zentralsteuergerät (125) zu verbinden, um eine serielle Kommunikation zwischen dem Zentralsteuergerät (125) und dem Aktor (120) zu ermöglichen.
2. Aktorsystem (100) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (120) einen Serialisierer/Deserialisierer (150) aufweist, der ausgebildet ist, um eine Information zu serialisieren und/oder zu deserialisieren, wobei die serielle Verbindungseinrichtung (130) ausgebildet ist, um die serialisierte oder deserialisierte Information zu übertragen.
3. Aktorsystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen zweiten Aktor (200) zum Ausführen einer zweiten Fahrwerkfunktion des Fahrwerks (105), und eine zweite serielle Verbindungseinrichtung (210), die ausgebildet ist, um den zweiten Aktor (200) mit dem Zentralsteuergerät (125) zu verbinden, um eine serielle Kommunikation zwischen dem Zentralsteuergerät (125) und dem zweiten Aktor (200) zu ermöglichen, wobei das Zentralsteuergerät (125) ausgebildet ist, um Steuerbefehle (135) zum Steuern des zweiten Aktors (200) auszugeben.
4. Aktorsystem (100) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die serielle Verbindungseinrichtung (130) und zumindest die zweite serielle Verbindungseinrichtung (210) in einem Aktorenring (300) verschaltet sind.
5. Aktorsystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die serielle Verbindungseinrichtung (130) als Peer-to-Peer-Ver- bindungseinrichtung (P2P) ausgeformt ist.
6. Aktorsystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (120) mit zumindest einem Motor (M) und/oder Sensor (S) verbunden ist.
7. Aktorsystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (120) einen Decoder (220) aufweist, der ausgebildet ist, um zumindest einen der Steuerbefehle (135) zu entschlüsseln.
8. Aktorsystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralsteuergerät (125) einen Serialisierer (305) aufweist, der ausgebildet ist, um eine Information zu serialisieren, und die serielle Verbindungseinrichtung (130) ausgebildet ist, um die serialisierte Information zu übertragen.
9. Aktorsystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralsteuergerät (125) eine zentrale Verarbeitungseinheit (310) aufweist.
10. Aktorsystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (120) eine „Serial Peripheral Interface“-Schnitt- stelle (315) aufweist, wobei die Verbindungseinrichtung (130) ausgebildet ist, um eine Information unter Verwendung der Schnittstelle (315) zu übertragen.
11. Aktorsystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die serielle Verbindungseinrichtung (130) ausgebildet ist, um getrennte Signale zeitgleich zu übertragen und/oder digitale Daten differentiell zu übertragen und/oder digitale Daten deterministisch zu übertragen.
12. Verfahren (400) zum Betreiben eines Aktorsystems (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren (400) die folgenden Schritte aufweist:
Ausgeben (405) zumindest eines Steuerbefehls (135) unter Verwendung des Zentralsteuergeräts (125);
Übermitteln (410) des Steuerbefehls (135) über die serielle Verbindungseinrichtung (130) zu dem Aktor (120); und
Empfangen (415) des Steuerbefehls (135) unter Verwendung des Aktors (120).
13. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte (405, 410, 415) des Verfahrens (400) gemäß Anspruch 12 auszuführen und/oder anzusteuern.
14. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist.
PCT/EP2023/072353 2022-09-14 2023-08-14 Aktorsystem für ein fahrwerk für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben eines aktorsystems WO2024056291A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022209621.5A DE102022209621A1 (de) 2022-09-14 2022-09-14 Aktorsystem für ein Fahrwerk für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Aktorsystems
DE102022209621.5 2022-09-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024056291A1 true WO2024056291A1 (de) 2024-03-21

Family

ID=87762523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/072353 WO2024056291A1 (de) 2022-09-14 2023-08-14 Aktorsystem für ein fahrwerk für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben eines aktorsystems

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022209621A1 (de)
WO (1) WO2024056291A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2289749A1 (de) * 2000-09-04 2011-03-02 Hitachi Ltd. Kraftfahrzeugsteuerungssystem
EP2765325A1 (de) * 2013-02-08 2014-08-13 Torque and More (TAM) GmbH Luftfeder mit von einem Schrittmotor angetriebenem Druckluftventil
DE102013018923A1 (de) 2013-11-13 2015-05-13 Audi Ag Verfahren zum Kontrollieren eines Aktors
DE102018219841A1 (de) * 2018-11-20 2020-05-20 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuerungseinheit für eine Radarsensorarchitektur

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2289749A1 (de) * 2000-09-04 2011-03-02 Hitachi Ltd. Kraftfahrzeugsteuerungssystem
EP2765325A1 (de) * 2013-02-08 2014-08-13 Torque and More (TAM) GmbH Luftfeder mit von einem Schrittmotor angetriebenem Druckluftventil
DE102013018923A1 (de) 2013-11-13 2015-05-13 Audi Ag Verfahren zum Kontrollieren eines Aktors
DE102018219841A1 (de) * 2018-11-20 2020-05-20 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuerungseinheit für eine Radarsensorarchitektur

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022209621A1 (de) 2024-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006000943A1 (de) HiL-System und -Verfahren zum Testen von Steuergeräten eines Steuersystems
DE19828620B4 (de) Während des Betriebs aufteilbarer Computerbus für einen verbesserten Betrieb mit sich ändernden Bustaktfrequenzen
DE102007028002A1 (de) Verfahren zum Übertragen von Messdaten und Sensoreinrichtung
EP0848520A1 (de) Bussystem und Verfahren zur Datenübertragung
DE10142511B4 (de) Fehlerbehandlung von Softwaremodulen
DE102013002648B3 (de) Master-Busgerät für einen Fahrzeugkommunikationsbus eines Kraftwagens
EP1700211A1 (de) Laden von software-modulen
EP4003823B1 (de) Verfahren zum initialisieren eines kraftfahrzeugs
WO2024056291A1 (de) Aktorsystem für ein fahrwerk für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben eines aktorsystems
DE102021104420A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes, Bordnetz, und Steuergerät
DE102019219663B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Verarbeiten von Videosignalen und Steuern von Kameras in einem autonomen oder teilautonomen Fahrzeug
EP3688940B1 (de) Verteilvorrichtung und verfahren zum verteilen von datenströmen für ein steuergerät für ein hochautomatisiert fahrbares fahrzeug
DE10036643B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Auswahl von Peripherieelementen
DE102016203966A1 (de) Steuereinheit und Verfahren zur Ansteuerung von zumindest einem Aktuator eines Fahrzeugs
DE102011004360B4 (de) Kommunikationssystem mit einer durch eine Recheneinheit steuerbaren elektronischen Schaltung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
WO2023052333A1 (de) Verfahren zur ansteuerung einer vielzahl von türen in einem fahrzeug
EP1399831B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur umsetzung einer diagnoseschnittstelle auf standard-spi
DE102018203968A1 (de) Zweiwege-Sensorsystem für Kraftfahrzeuge
DE102015211320A1 (de) Speichereinheit zum automatischen Multiplizieren des Inhalts einer Speicherstelle, und Datennetz mit Speichereinheit
DE10157874B4 (de) Vorrichtung zum Zuführen von Steuersignalen zu Speichereinheiten und dafür angepasste Speichereinheit
DE102022210909B3 (de) Gateway zur verbindung mit einem host-prozessor und mehreren slaves und verfahren zum betreiben des gateways
DE102022131564A1 (de) Steuervorrichtung für ein Zonensteuergerät, Zonensteuergerät und Verfahren zum Betreiben eines Zonensteuergeräts
DE102022125946A1 (de) Selbstkonfigurierende Aufzeichnungsvorrichtung für Bilddaten von einer bildgebenden Sensorvorrichtung
DE102004047663B4 (de) Speicherschaltung mit einer Initialisierungseinheit, sowie Verfahren zum Optimieren von Datenempfangsparametern in einem Speichercontroller
DE102019212359A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern autonomer Fahrfunktionen in einem Fahrzeug

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: 23758253

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1