Steuereinheit und Fahrzeug

BESCHREIBUNG:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konfigurieren einer Steuereinheit. Die Steuereinheit kann Teil eines Fahrzeugs oder einer anderen Vorrichtung, beispielsweise einer Fertigungsvorrichtung, sein. Mit 'Steuereinheit' wird ein Steuergerät oder ein Teil eines Steuergeräts bezeichnet.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Steuereinheit. Darüberhinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug. Steuerungsfunktionen eines Fahrzeugs werden Funktionsgruppen zugeordnet. Diese Funktionsgruppen werden als Funktionsciuster bezeichnet. Typisch sind beispielsweise folgende Funktionsciuster: Antrieb, Fahrwerk, Sicherheit, Telematik, Mensch-Maschine-Schnittstelle, Karosserie- und Komfortfunktionen. Die Zuweisung (Zuordnung) eines Steuergeräts zu einem oder mehreren Funktionsciustern wird als Funktionsclusterzuweisung oder als Konfiguration bezeichnet. Bisher wird die Funktionsclusterzuweisung bei der Herstellung oder bei einer Erstinbetriebnahme des Steuergeräts in dem Programmcode des Steuergeräts festgelegt. In jeder Botschaft (PDU = packet data units), die zwischen den Steuergeräten ausgetauscht wird, sind maximal 64 Bit vorgesehen, mit denen die Datenquelle der Botschaft für die empfangenden Steuergeräte eine Zuweisung bzw. NichtZuweisung der Botschaft zu jedem von maximal 64 Funktionsciustern kennzeichnen kann. Dadurch ist die Anzahl der möglichen Funktionsciuster auf 64 Funktionsciuster begrenzt.

Obwohl der Adressraum von 64 Funktionsciustern zur Unterscheidung aller Funktionsciuster eines heutigen Fahrzeuge ausreicht, gibt es folgende weitere Entwicklungsanforderung, die mit der Begrenzung auf maximal 64 Funktionsciuster nicht ohne Weiteres verträglich ist. Im Fahrzeugbau wird insbe- sondere auch bei Steuereinheiten und deren Software ein Baukastenprinzip angewendet. Dies führt nicht nur dazu, dass eine Steuereinheit mit gleicher Software typischerweise in unterschiedlichen Fahrzeugtypen (Fahrzeugderivaten) verbaut wird, sondern dass dieselbe Steuereinheit in den unterschied- liehen Fahrzeugtypen auch mit unterschiedlichen Teilmengen von Funktions- clustern genutzt wird. Damit ist die in der Steuergerätesoftware zu konfigurierende Funktionsclusterzuweisung nicht nur von dem Steuergerätetyp, sondern auch von dem genauen Fahrzeugtyp (Fahrzeugderivat) abhängig. Weil die Funktionsclusterzuweisung nach dem Stand der Technik bei der Herstel- lung oder einer Erstinbetriebnahme des Steuergeräts in dem Programmcode des Steuergeräts festgelegt werden muss, führt dies in der Praxis zu fahr- zeugtypspezifischen Softwareständen, also zu einer Erhöhung der Anzahl von Softwareversionen für denselben Typ von Steuereinheit. Durch die Vielfalt von Softwareversionen erhöhen sich Softwarepflegeaufwand und Kosten je Steuergerät erheblich.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Konfigurieren einer Steuereinheit bereitzustellen, mit dem ein Softwarepflegeaufwand je Steuergerät verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 , durch eine Steuereinheit gemäß Patentanspruch 9 und ein Fahrzeug gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird zum Konfigurieren einer Steuereinheit ein Verfahren bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst: Übermitteln einer Funktionsclusterzuweisung von einer Datenquelle zu der Steuereinheit, wobei die Funktionsclusterzuweisung die Steuereinheit einer Auswahl von Funktions- Clustern zuordnet, Empfangen der Funktionsclusterzuweisung durch die Steuereinheit, Vorbereiten der Steuereinheit auf ein Verwenden der Funktionsclusterzuweisung, Gültigschalten der Funktionsclusterzuweisung in der Steuereinheit und Verwenden der Funktionsclusterzuweisung in der Steuereinheit.

Durch Bereitstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Funktionsclusterzuweisung in der Steuereinheit auch ohne fahrzeugtypspezifische Steuergerätesoftware fahrzeugtypspezifisch konfiguriert werden. Durch Nachladbarkeit der Funktionsclusterzuweisung in die Steuereinheit erübrigen sich fahrzeugtypspezifische Softwarestände und der damit verbundene Softwarepflegeaufwand.

In Bezug auf die Steuereinheit wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Steuereinheit dazu vorbereitet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.

In Bezug auf das Fahrzeug wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Fahrzeug mindestens eine erfindungsgemäße Steuereinheit umfasst.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Übermitteln der Funktionsciusterzuweisung über ein Datennetz und/oder über einen Datenbus erfolgt. Es kann zweckmäßig sein, wenn ein Übertragen eines Befehls zum Vorbereiten der Steuereinheit auf ein Verwenden der Funktionsciusterzuweisung über ein Datennetz und/oder über einen Datenbus erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann ein Übertragen eines Befehls zum Gültigschalten der Funktionsciusterzuweisung über ein Datennetz und/oder über einen Datenbus er- folgen.

Bevorzugt ist, wenn von einer Datensenke in einem weiteren Schritt eines Auslesens die Funktionsciusterzuweisung über ein Datennetz und/oder über einen Datenbus ausgelesen werden kann. Mittels jeder der vier vorgenann- ten Maßnahmen kann Aufwand für eine eigene Infrastruktur der genannten Übertragungsaufgaben vermieden werden, indem ein üblicherweise sowieso vorhandenes Datennetz oder, ein üblicherweise sowieso vorhandener Datenbus benutzt wird. Besonders bevorzugt ist, wenn der Datenbus ein CAN-Bus, ein LIN-Bus, ein MOST-Bus und/oder ein FlexRay-Bus ist. Hierdurch wird Übertragungstechnik angewendet, die im Fahrzeugwesen erprobt und eingeführt ist.

Zielführend ist, wenn das Übermitteln der Funktionsciusterzuweisung und/oder ein Übertragen eines Befehls zum Vorbereiten der Steuereinheit auf ein Verwenden der Funktionsciusterzuweisung und/oder ein Übertragen eines Befehls zum Gültigschalten der Funktionsciusterzuweisung mittels eines Diagnoseprotokolls, eines Netzwerkmanagementprotokolls, eines Überwachungsprotokolls oder eines Messprotokolls erfolgt. Hierdurch wird die Konfiguration einer Steuereinheit mit wartungsnahen oder anderen verwandten Mitteln unterstützt, die zu dieser Aufgabenstellung passen.

Vorteilhaft ist, wenn beim Übermitteln der Funktionsciusterzuweisung und/oder beim Vorbereiten der Steuereinheit auf ein Verwenden der Funktionsciusterzuweisung und/oder beim Gültigschalten der Funktionsciusterzuweisung eine andere ältere Funktionsciusterzuweisung in der Steuereinheit gelöscht wird. Durch jede dieser Maßnahmen kann eine Freigabe und/oder Bereinigung des Datenspeichers der Steuereinheit erreicht werden und eine Wahrscheinlichkeit für einen unbeabsichtigten Betrieb mit einer älteren Funktionsciusterzuweisung verringert werden.

Es bietet auch Vorteile, wenn beim Übermitteln der Funktionsciusterzuweisung die Funktionsciusterzuweisung gleichzeitig von mehreren Steuereinhei- ten empfangen wird und/oder wenn beim Vorbereiten der Steuereinheit auf ein Verwenden der Funktionsciusterzuweisung gleichzeitig mehrere Steuereinheiten das Verwenden der Funktionsciusterzuweisung vorbereiten und/oder wenn beim Gültigschalten der Funktionsciusterzuweisung die Funktionsciusterzuweisung in mehreren Steuereinheiten gleichzeitig gültiggeschaltet wird. Falls mehrere Steuereinheiten mit einer identischen Funktionsciusterzuweisung zu konfigurieren sind, kann hierdurch eine Zeit verkürzt werden, die zur Konfiguration mehrerer Steuereinheiten erforderlich ist. Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch eine einfache Funktionsciusterzuweisung für zwei unterschiedliche Fahrzeugtypen; und

Fig. 2 schematisch ein Nachrichtenaustauschdiagramm eines Verfahrens zum Konfigurieren einer Steuereinheit.

Die nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen bevor- zugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Bussystem 10 mit mehreren daran angeschlossenen Steuereinheiten SE1 , SE2, SE3. Außerdem zeigt die Figur eine Datenquelle DQ, die selbst eine Steuereinheit sein kann. Die Datenquelle DQ speist ihre Daten direkt in den Datenbus 10 oder über einen anderen Kommunikationsweg 12 (beispielsweise über einen Router oder eine Bridge) in den Datenbus 10 ein. Darüberhinaus zeigt die Figur eine optionale Datensenke DS, die mit einer Steuereinheit an dem Datenbus 10 oder mit der Da- tenquelle DQ identisch sein kann. Die Datenquelle DQ erhält ihre Daten direkt über den Datenbus 10 oder über einen anderen Kommunikationsweg 14 aus dem Datenbus 10 (beispielsweise über einen Router oder eine Bridge).

Typischerweise befinden sich die Steuereinheiten SE1 , SE2, SE3, die Da- tenquelle DQ und die Datensenke DS in einem selben Fahrzeug. Es ist aber auch eine Anordnung vorstellbar, in der sich eine Teilmenge oder jede dieser Einheiten SE1 , SE2, SE3, DQ, DS an einem anderen Ort oder in einem anderen Fahrzeug befindet und mittels Funkverbindungen und/oder ortsgebundenen Kommunikationswegen an den Datenbus 10 angebunden sind. Ein Anwendungsbeispiel hierfür ist beispielsweise ein Servicefahrzeug, in welchem sich nur eine Datenquelle DQ und eine Datensenke DS für beliebige instandzusetzende Fahrzeuge eines Fahrzeugherstellers befindet.

Darüberhinaus zeigt die Figur eine Funktionsclusterzuweisung z1 , z2, z3, z4 der Steuereinheiten SE1 , SE2, SE3, SE4 eines ersten Fahrzeugtyps FT1 und eines zweiten Fahrzeugtyps FT2. Einem Funktionscluster können mehrere Steuereinheiten zugeordnet sein. Beispielsweise sind dem Funktionscluster FC1 des Fahrzeugtyps FT1 die Steuereinheiten SE1 und SE2 zugeordnet. Eine selbe Steuereinheit kann mehreren Funktionsclustern zugeord- net sein. Beispielsweise ist die Steuereinheit SE2 des Fahrzeugtyps FT1 sowohl dem Funktionscluster FC1 als auch dem Funktionscluster FC2 zugeordnet. Die Funktionsclusterzuweisung für die beiden Fahrzeugtypen FT1 , FT2 ist sehr unterschiedlich. Beispielsweise ist bei dem Fahrzeugtyp FT1 die Steuereinheit SE2 beiden Funktionsclustern FC1 und FC2 zugeordnet, wäh- rend nur bei dem Fahrzeugtyp FT2 die Steuereinheit SE1 auch dem Funktionscluster FC2 und die Steuereinheit SE3 auch dem Funktionscluster FC1 zugeordnet ist.

Mit diesem (zur Erläuterung aus einer unendlichen Anzahl von Möglichkeiten willkürlich herausgegriffenen einfachen) Beispiel wird deutlich, dass die Summe der Funktionsclusterzuweisungen z1 , z2, z3, z4 der Steuereinheiten SE1 , SE2, SE3, SE4 zwischen dem ersten Fahrzeugtyp FT1 und dem zweiten Fahrzeugtyp FT2 trotz vieler Gemeinsamkeiten sehr unterschiedlich sein kann. Die Fig. 2 zeigt ein Nachrichtenaustauschdiagramm mit einem Ablauf eines Verfahrens 100 zum Konfigurieren einer Steuereinheit SEi. Das Verfahren 100 umfasst folgende Schritte. In einem ersten Schritt 110 wird eine Funkti- onsclusterzuweisung Zi = (z1 , z2, z3, z4) von einer Datenquelle DQ zu der Steuereinheit SEi übermittelt, wobei die Funktionsclusterzuweisung Zi eine Steuereinheit SEi einer Auswahl von Funktionsclustern FCj zuordnet. In einem zweiten Schritt 120 wird die Funktionsclusterzuweisung Zi durch die Steuereinheit SEi empfangen. In einem dritten Schritt 130 wird die Steuer- einheit SEi auf ein Verwenden der Funktionsclusterzuweisung Zi vorbereitet. In einem vierten Schritt 140 wird die Funktionsclusterzuweisung Zi in der Steuereinheit SEi gültiggeschaltet. In einem fünften Schritt 150 wird die Funktionsclusterzuweisung Zi in der Steuereinheit SEi verwendet. In einer optionalen Weiterentwicklung kann ein Befehl 230 zum Vorbereiten 130 der Steuereinheit SEi auf ein Verwenden 50 der Funktionsclusterzuweisung Zi übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Befehl 240 zum Gültigschalten 140 der Funktionsclusterzuweisung Zi über ein Datennetz übertragen werden und/oder über einen Datenbus 10 erfolgen.

Eine weitere Weiterbildung sieht vor, dass das Übermitteln 110 der Funktionsclusterzuweisung Zi und/oder das Übertragen eines oder mehrerer der obengenannten Befehlsarten 230, 240 mittels eines Diagnoseprotokolls erfolgt.

Insbesondere bevorzugt ist, wenn beim Übermitteln 110 der Funktionsclusterzuweisung Zi und/oder beim Vorbereiten 130 der Steuereinheit SEi auf ein Verwenden 150 der Funktionsclusterzuweisung Zi und/oder beim Gültigschalten 140 der Funktionsclusterzuweisung Zi eine andere ältere Funktionsclusterzuweisung in der Steuereinheit SEi gelöscht wird.

Falls mehrere gleich zu konfigurierende Steuereinheiten SEi vorhanden sind, kann ein Laden der Funktionsclusterzuweisung Zi in diese Steuereinheiten SEi dadurch beschleunigt werden, dass beim Übermitteln 110 der Funktions- clusterzuweisung Zi die Funktionsclusterzuweisung Zi gleichzeitig von mehreren gleichartigen Steuereinheiten SEi empfangen wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Verwenden 150 der Funktionsclusterzuweisung Zi auf mehrere Steuereinheiten SEi gleichzeitig vorbereitet werden. Von besonderem Vorteil ist, wenn beim Gültigschalten 140 der Funktions- clusterzuweisung Zi die Funktionsclusterzuweisung Zi in mehreren Steuereinheiten SEi gleichzeitig gültiggeschaltet wird. Hierdurch kann eine gleichzeitige Nutzung 150 von zueinander unverträglichen Funktionsclusterzuwei- sungen Zi in den Steuereinheiten SEi vermieden werden.

Durch die nachladbare Zuweisung Zi der Funktionscluster FCi können verschiedenste Fahrzeugderivate FTi mit ein und derselben Software verwirklicht werden. Die Funktionsclusterzuweisung Zi ist somit jederzeit änderbar. Dies kann direkt über einen Netzwerkmaster DQ oder ein externes Werkzeug erfolgen. Die Funktionsclusterzuweisung Zi wird dabei an alle im Netzwerk 0 angeschlossenen Steuereinheiten SEi verteilt. Die Funktionsclusterzuweisung Zi kann jederzeit geändert werden. Dadurch sind keine zusätzlichen Softwarestände für verschiedene Fahrzeugderivate FTi notwendig. Je- de Steuereinheit SEi im Fahrzeug wird immer auf den im Fahrzeug geltenden Stand der Funktionscluster FCi gebracht.

Im Folgenden wird näher erläutert, wie das vorgeschlagene Verfahren ausgeführt werden kann.

Über einen zuvor definierten Dienst kann ein Netzwerkmaster DQ eine neue Funktionsclusterzuweisung Zi übermitteln. Dies kann beispielsweise ein Diagnosetester oder eine andere Datenquelle DQ im Netzwerk 10 sein. Diese neue Funktionsclusterzuweisung Zi wird durch den Netwerkmaster DQ an- schließend im gesamten Netzwerk 10 verteilt. Dabei verwendet der Netzwerkmaster DQ beispielsweise das im Netzwerk 10 vorhandene Diagnoseprotokoll und baut somit eine Verbindung zu jeder einzelnen Steuereinheit SEi im Netzwerk 10 auf und überspielt die neue Funktionsclusterzuweisung Zi.

Ein externes Werkzeug DQ, welches einen direkten Zugriff auf das Netzwerk 10 hat, kann ebenfalls die neue Funktionsclusterzuweisung Zi an jede einzelne Steuereinheit SEi im Netzwerk 10 verteilen. Es kann hierbei beispielsweise ein sowieso vorhandenes Diagnoseprotokoll verwenden. Dabei wird ebenfalls jede einzelne Steuereinheit SEi im Netzwerk 10 angesprochen und die neue Zuweisung Zi übertragen.

Jede Steuereinheit SEi lädt anschließend die in der Steuereinheit SEi gespeicherte Zuweisung Zi der Funktionscluster FCi und konfiguriert alle betrdf- fenen Softwareschichten für die neue Funktionsciusterzuweisung Zi. Nach einem anschließenden Rücksetzen des Systems ist die neue Funktionsciusterzuweisung Zi im Netzwerk 10 gültig. Die einzelnen (in den Steuergeräten SEi hinterlegten) Funktionsciusterzuweisungen Zi können durch den Netz- werkmaster DQ jederzeit auslesbar sein.