Die Erfindung betriffteinFahrzeugsystem,insbesonderezurErzeugungvon Betriebsparameternfürein Fahrzeug.Fernerbetrifftdie Erfindungein Fahrzeug.

InderheutigenWeltsindalle Sensordatenverarbeitungenund -funktioneneiner einzigenSteuereinheitodermehrerenSteuereinheitenzugeordnet.D ieVerarbeitung derSensordaten istmitFunktionalitätenverknüpftund befindetsichinder Steuereinheit,die eng voneinanderabhängigsind.Die Sensorsignalewerdendaher direktdurchdie Steuereinheitverarbeitet.

DieVerarbeitungderSensorsignaledirektindenSteuereinheiten bringtNachteile mit sich,vorallem im HinblickaufeinenaufwändigenKabelbaum sowie redundante Verarbeitung indenSteuereinheiten unddie damiteinhergehenden Rechenzeiten. Außerdem isteine hohe Rechenleistung erforderlich,dieaufgrund dergrößeren Anzahlvon Prozessorenauchzu höheren Kostenführt.Fernersteigtdie Komplexität durchdie notwendigenSchnittstellenschichtenunddenerhöhten Bedarfan Kabeln.

Die Kabelbaummodellefürdasgesamte System werdenbeiderImplementierung solcherArchitekturensehrunhandlich und ineffizient.Daskomplexe Verkabelungssystem führtunmittelbarzu Problemenwie hohen Kosten, Installationsschwierigkeiten,SchwierigkeitenbeiderFehlersuch e und EnergieverschwendungdurchzusätzlichesGewicht.

Insbesondere beielektrisch betriebenen und/oderautonom fahrenden Fahrzeugen sind dieAnforderungenaneinzuverlässigesKommunikationssystem ineiner Fahrzeugumgebung hoch,vorallem im HinblickaufdenDatenaustausch,derfürdie kritischerenSystemewie die SteuerungderelektrischenAktuatorenerforderlichist. DE 102012211041A1offenbart ein Fahrerassistenzsystem einesFahrzeugs,bei dem mitmindestenseinerSteuereinheitverschiedeneSensordatenverarb eitetund Fahrhilfenfüreinen Fahrererzeugtwerden,wobeimindestenseine Mobilvorrichtung übereine Schnittstelle deserweitertenFahrerassistenzsystemsmitdem erweiterten Fahrerassistenzsystem verbundenist,wobeieinodermehrereSensorender Mobilvorrichtung überdie Schnittstelle indasFahrerassistenzsystem eingebunden sind unddie SensorendieserSensorenderMobilvorrichtungandieSteuereinheit übertragenund durchdie Steuereinheitverarbeitetwerdenund/oderSensordaten ausderSteuereinheitandie Mobilvorrichtungzum Verarbeitendurchdie Mobilvorrichtung übertragenwerden.

Es istdahereinZielderErfindung,einverbessertesFahrzeugsystem und ein verbessertesFahrzeug,insbesonderezum Erzeugenvon Betriebsparameternfürein Fahrzeug,bereitzustellen.

DieseAufgabewirddurchein Fahrzeugsystem mitden MerkmalendesAnspruchs 1 undeinem Fahrzeug mitden MerkmalendesAnspruchs 15gelöst.Inden Unteransprüchensindweiterevorteilhafte Maßnahmenaufgeführt,die ingeeigneter Weise miteinanderkombiniertwerden können,um weitereVorteilezuerzielen.

DieAufgabewird durchein Fahrzeugsystem mitmehreren bordseitigenSensoren zum ErzeugenvonfahrzeuginternenSensorsignalenund mehrerenbordseitigen Aktuatorengelöst,wobeidie mehrerenSensoreninzeitkritische Sensorenund zeitunkritischeSensorenunddieAktuatoreninzeitkritischeAktuat oren und zeitunkritischeAktuatorenunterteiltsind,fernermitmindestense iner Sensorsteuereinheitund mindestenseinerSensordomäne,wobeidie Sensorsteuereinheitunddie mindestenseine Sensordomänedazuausgelegtsind, diefahrzeuginternenSensorsignale zuempfangenund durchAuswertenund VerarbeitenderfahrzeuginternenSensorsignale Sensordatenzuerzeugen,und wobeidiezeitkritischenSensorendirektandie mindestenseineSensorsteuereinheit undan die mindestenseine Sensordomänezum Bestimmenzeitkritischer Sensordatenangebundensind,wobeiaußerdem mindestenseine Fahrzeugsteuereinheitund mindestenseine Fahrzeugdomänevorgesehensind,und wobeidie mindestenseine Fahrzeugsteuereinheitunddie mindestenseine Fahrzeugdomänedazuausgelegtsind,durchAuswertenundVerarbeite n mindestensvon Sensordaten Betriebsparameterzum Steuernzeitkritischer Aktuatorenzuerzeugen,undwobeimindestenseine zeitunkritische Steuereinheit vorgesehenist,die direktmitdenzeitunkritischenSensoren und zeitunkritischen Aktuatorenfüreine bidirektionale Datenübertragung verbunden ist,undwobeidie zeitunkritischenSensoren undzeitkritischenAktuatorensowiedie mindestenseine zeitunkritische Steuereinheitjeweilseine PLC(PowerLine Communication)- Schnittstelle aufweisenundfüreine bidirektionale DatenübertragungalsPLC- Datenübertragung überdie PLC(PowerLine Communication)-Schnittstelle ausgelegt sind,wobeieinVerteilergatewayvorgesehen ist,daszurbidirektionalen DatenübertragungsowohlmitdermindestenseinenzeitkritischenSt euereinheitals auchmitdermindestenseinenSensorsteuereinheitund dermindestenseinen Sensordomäne und mitdermindestenseinen Fahrzeugsteuereinheitund mitdem mindestenseinenFahrzeugübertragungsanschlussverbundenist,di ejeweilsals Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungausgelegtsin d,undwobeidie mindestenseinezeitkritische Steuereinheiteine Hochgeschwindigkeitsdatenschnitstelleaufweist,undwobeidie mindestenseine zeitunkritische Steuereinheitdazuausgelegtist,diedurchdiezeitunkritischen Sensoren undzeitkritischenAktuatorenübertragenenPLC-Daten beiBedarfmittels HochgeschwindigkeitstransformationderDatenschnittstelle als HochgeschwindigkeitsdatenzuverarbeitenundalsHochgeschwindigk eitsdatenan dasVerteilergatewayzuübertragen,wobeidasVerteilergatewaydaz uausgelegtist, DatenalsHochgeschwindigkeitsdatenzwischendermindestenseinen SensorsteuereinheitunddermindestenseinenSensordomäne unddermindestens einenFahrzeugsteuereinheitzum ErzeugenderBetriebsparameterzum Steuernder zeitkritischenAktuatorenunddermindestenseinen Fahrzeugdomänezum Erzeugen von Betriebsparameternzum SteuernderzeitkritischenAktuatoren undzum Steuern derzeitunkritischenAktuatorenzu übertragen. Die Sensoren könnenalsSensoren basierendaufunterschiedlichen Messprinzipien oderalsmehrereSensorenderselbenArt,die im oderam Fahrzeug angeordnetsind, ausgelegtsein.

Fahrzeuginterne Sensorsignalesind Signale,dieeinerseitsSignale im Fahrzeugoder am Fahrzeug selbsterfassen,beispielsweise ungewöhnlicheQuietschgeräusche, Abriebgeräuscheusw.,aberauchSignale,dieaufdie Umgebung einwirken,wie beispielsweisedie Umgebung alsUmgebungsdatenzurObjekterkennung, Hinderniserkennung,Spurerkennung usw.

Die mindestenseinezeitkritische SteuereinheitisteineSteuereinheit,diefür zeitunkritische Host-Funktionalitätenvorgesehenistund mitallenentsprechenden Sensoren undAktuatorenverbundenist,diezum ErfüllendieserFunktionalitäten erforderlichsind.Diese Funktionalitätensind unempfindlichgegenüber ZeitverzögerungenoderLatenzen undsind keine sicherheitsrelevanten Funktionen odersicherheitsrelevantenSensoren.Beispielefürdiese zeitkritischenSensorensind Umgebungslichtsensoren,SensorenzurErkennung desKofferraumzustands (geöffnetodergeschlossen),Fußsensorenfürdie Kofferraumöffnung, Regensensoren,Fensterhebersensoren,Reifendrucksensoren,Ölst andssensoren, Radiosensoren usw.

So istdie Erkennungvon Regen überden Regensensormit0,1Ausgängenund das automatische EinschaltenderScheibenwischereinezeitkritische Funktion,die aufgrund kleinerZeitverzögerungenund Latenzen keine sicherheitskritischeWirkung hat.

Zeitkritische Sensorensind beispielsweise Sensorenzum AuslösenderAirbags,CA- Sensoren,insbesondere Frontkameras,Lenksensorensowiebeispielsweisedie AktuatorenzurLenkradeinstellung.FernersindalleSensorendesBre mssystems sicherheits-und damitzeitkritisch,ebensowiedieentsprechendenAktuatorendes Bremssystems.

DiezeitkritischenSensorenund FunktionalitätenoderAktuatorensind mitder zeitkritischenSteuereinheitgekoppeltundwerdendurchdieseverwa ltet.Abhängig vonderAuslastungdes/derSensormoduls/e und ggf.des/derFahrzeugmoduls/e kanndiezeitkritische SteuereinheitüberdasWeiterleitenderzeitkritischen Sensorsignale entscheiden.Dadurchkanneine Entkopplung und Entlastung zwischenSensor-und Fahrzeugseitesowie eine Priorisierungvon sicherheitskritischen Funktionenerreichtwerden.

Durchdie PLC-Konvertierung könnenzeitunkritische DatenalsDatensignalaufder Stromleitung nachgebildetwerdenundsomitbidirektionalausderund andie Steuereinheitübertragenwerden,beispielsweisezurAuswertungod erzur verzögertenWeiterleitung.Dasbedeutet,dassdie unkritischenDaten keine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung belasten,da diese beispielsweise ausderSteuereinheitandie unkritischenAktuatorenweitergeleitet werden können.

Diese Übertragung spartaufwändige Kabelbäume und reduziertdamitGewichtund Kosten.

DurchausschließlichesÜbertragenderkritischen Daten überdasVerteilergateway unddie Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung könnenkritische SENS- Datenbeispielsweise nurinderSensorsteuereinheit(Sensordomäne)unddann gleichzeitigandie Sensorsteuereinheit(Sensorsteuereinheit)oderübernureine Last derHochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungandie Sensorsteuereinheit (Sensorsteuereinheit)ausgewertetwerden.

DiesspartÜbertragungskapazitäten.FerneristeineeinzigeAu swertung möglich; gleicheSensordaten müssen nichtparallelausgewertetwerden.

Werdenzeitkritische Sensordatenzum ErzeugenvonBetriebsparametern zeitkritischerAktuatorenbenötigt,könnendiese ausdem Verteilergatewayandie Fahrzeugsteuereinheitund/odernötigenfallsgleichzeitig andie Fahrzeugdomäne übertragenwerden.

DieVerteilung derHochgeschwindigkeitsdatensowieggf.derunkritischen Daten wirdvom Verteilungsgatewayübernommen.Diesermöglichtbeispielsweise eine schnelle Steuerungdurchdie durchdie Fahrzeugsteuereinheitunddie Fahrzeugdomänegesteuerten Elemente,wie beispielsweiseeine Bremse.

Dankdes gemeinsamenVerteilungsgatewaysisteine effizienteVerwaltunggroßer Mengen möglich,wie siedurchdie Sensorsteuereinheit/Sensordomäne und ggf.die zeitkritische Steuereinheitsowieggf.durchdie Fahrzeugsteuereinheitund die Fahrzeugdomäneerzeugtwerden,wiesolche,die im autonom fahrenden Fahrzeug auftreten.

FernergewährleisteteinsolchesgemeinsamesVerteilungsgatew ay,dassdie übertragenen undverwendetenDatenaufdem neuestenStand sind.

EinsolchesgemeinsamesVerteilungsgatewaykannauchmitspeziel lenAlgorithmen und HardwaregegenHackerangriffe geschütztwerden.

Ferneristesmöglich,weitere Systeme,diedie Datenbenötigen,invereinfachter Form andasgemeinsameVerteilungsgatewayoderunkritische Sensoren/Aktuatoren mitderunkritischenSteuereinheitzuverbinden.

InweitererAusbildung istdie mindestenseinezeitkritische Steuereinheitdazu ausgelegt,einegesteuerte verzögerte Übertragung mindestensderdurchdie zeitkritischenSensorenund/oderzeitunkritischenAktuatorenerze ugten zeitunkritischen Sensordatenund/oderzeitkritischenAktuatordatenandas Verteilergatewayals Hochgeschwindigkeitsdatendurchzuführen,wobeidie gesteuerteverzögerte FortsetzungzumindesteineraktuellenArbeitslast,abhängig vom EmpfangderDaten,dermindestenseinenSensorsteuereinheitund/ode rder mindestenseinenSensorsteuereinheitund/oderdermindestenseinen Fahrzeugsteuereinheitund/oderdermindestenseinen Fahrzeugdomäne.

Diese Konstellationgewährleistet,dasssicherheitskritische Datenzuerstverarbeitet werden.

Ferneristdie mindestenseinezeitunkritische Steuereinheitdazuausgelegt,die zeitunkritischenSensordatenfürentsprechendezeitunkritischeA ktuatoren auszuwertenundbasierend aufdenmindestensausgewerteten Sensordaten zeitunkritische Betriebsparameterzuerzeugenunddiezeitkritischen BetriebsparameterdenentsprechendenzeitunkritischenAktuatoren überdie PLC- SchnittstellezurVerarbeitungvorzugeben.Beim Erzeugenderzeitkritischen Betriebsparameterkönnenauchzeitkritische SensordatenoderAuswertungen,die ausdem Verteilungsgatewayübertragenwerden,verwendetwerden.

DiesezeitunkritischenSensordatenwerden überdie entsprechenden PLC- Schnittstellenandiezeitkritische Steuereinheitund dessenAuswertung/Steuerbefehl andieentsprechendenAktuatoren übertragen.Diesentlastetdas Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsnetzwerk.

Im Falte einerPLC-Übertragungüberdie Stromversorgung könnendie elektrischen StromleitungenalsGleichstromversorgungsleitungenausgelegtsei n.Im Gegensatz zurherkömmlichenWechselstromkommunikationhatderGleichstrom- Gleichstrom- Busvorhersehbare Rausch-und Impedanzeigenschaften,dieeine hohe Bandbreite ermöglichen.Durch Nutzung dervorhandenenGleichstrom-Gleichstrom-Busleitung zurDatenübertragung isteineeinfacheund kostengünstige Protokollierung mittels PLC möglich.

Fernerkanndie mindestenseinezeitunkritische Steuereinheitdazuausgelegtsein, diezeitunkritischenSensordatenauszuwertenund dieAuswertungals Hochgeschwindigkeitsdatenundggf.andasVerteilergatewayals HochgeschwindigkeitsdatenzurVerwendungfürmindestenseine Fahrzeugdomäne und/oderfürmindestenseine Fahrzeugsteuereinheitund/oderfürmindestenseine Sensordomäne und/oderfürmindestenseine Sensorsteuereinheitzutransformieren, oderzurAuswertung aufAnforderung durchdie mindestenseine Fahrzeugdomäne und/oderdurch mindestenseine Fahrzeugsteuereinheitund/oderdurchdie mindestenseine Sensorsteuereinheitund/oderdurchdie mindestenseine Sensordomäne und DatenzurVerwendung in mindestenseinerFahrzeugdomäne und/odermindestenseinerFahrzeugsteuereinheitund/odermindeste nseiner Sensordomäne und/odermindestenseinerSensorsteuereinheit. Dadurchkanndie Sensorsteuereinheitoderdie Sensordomäne im Hinblickaufeine Auswertung entlastetwerden.Fernerkönnenrechenintensive,aberunkritische AuswertungenaufderzeitkritischenSteuereinheitdurchgeführtwe rden.

Fernerkanndie mindestenseine Fahrzeugdomäne dermindestenseinen Fahrzeugsteuereinheituntergeordnetsein,unddie mindestenseine Sensordomäne kanndermindestenseinenSensorsteuereinheituntergeordnetsein.

Das Fahrzeugsteuerungssystem dominiertund koordiniertvorzugsweise als übergeordnetesSystem die mehreren Fahrzeugdomänen.Diese Fahrzeugdomänen könnenauchals Funktionszonen-Steuergeräte bezeichnetwerden.Solche Fahrzeugdomänensinddem Fahrzeugsteuerungssystem untergeordnet.Die Fahrzeugdomänenbedienen Fahrzeugmodule,die einefunktionale Einheitbilden und indenenaufeinanderbezogene Funktionenerzeugtwerden.Die Modulewerden im Detailuntersucht.BeispielefürFahrzeugdomänensindelektronis che Systemewie ein Lenkradsystem einesFahrzeugsim Antriebsstrangsowieein Multimediasystem undein Infotainmentsystem oderbeispielsweise dieADAS-Funktionssysteme (Fahrerassistenzsysteme).

Die Fahrzeugdomänenkönnenzum Beispieleine odermehrere Funktionenoder einenodermehrereAktuatoreneinstellen.DasFahrzeugsteuerungssy stem istals Masterausgelegt.DasFahrzeugsteuerungssystem kann Betriebsparameterzum SteuerndesFahrzeugs,beispielsweisefürdasBremssystem,erzeuge n.

Ebenso istdie mindestenseine SensorsteuereinheitalsübergeordnetesSystem ausgelegt,daszum Dominieren und KoordinierenderSensordomänenausgelegtist.

Fernerkanndie mindestenseine Fahrzeugdomänezurbidirektionalen Kommunikation mitdermindestenseinen Fahrzeugsteuereinheitüberdas Verteilungsgatewayüberdie mindestenseine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungausgebildets einund die mindestenseine Sensorsteuereinheitzurbidirektionalen Kommunikation mitder mindestenseinenSensordomäne überdasVerteilungsgatewayüberdie mindestens eine Hochgeschwindigkeitsdatenverbindung ausgebildetsein.Sowirddie bestehende Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung auchfürdie Kommunikationzwischendensensorbezogenen Modulenundden fahrzeugbezogenen Modulengenutzt.

Fernerkönneneineodermehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungenzum Übertragender zeitkritischenSensorsignaleandie mindestenseine Sensorsteuereinheitund/oder die mindestenseine Sensordomänevorgesehensein.

Ferneristdie mindestenseine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung alsBusverbindungausgelegt.Diesermöglichteine schnelle Datenübertragung.

Vorzugsweise kanndie mindestenseine HochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungalsEthernet- Bus,CAN-Bus, A/C-LinkoderFlexRay-Busausgelegtsein.Dieseeignensichbesonder sin Fahrzeugenmitgeringem Platzangebot.DabeikannderPanelDisplay-Link(FPD- Link)-Busbesondersgutfürdie Übertragungvon Sensorbilderngeeignetsein.

Fernerkönnenmehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungen zwischendem Verteilergatewayund dermindestenseinen Fahrzeugdomäneund der mindestenseinenFahrzeugsteuereinheitunddermindestenseinenSen sordomäne unddermindestenseinenSensorsteuereinheitund dermindestenseinen zeitbezogenenSteuereinheitvorgesehensein.

Diesermöglichtsowohlmehrere Datenübertragungenalsauchredundante Datenübertragung.Diesistinsbesondere beiautonom fahrenden Fahrzeugenvon Vorteil,um die Fahrsicherheitzuerhöhen. DasVerteilergatewaykannvorzugsweisealsSteuereinheitausgelegt sein.Diese kannRegeln undAlgorithmenfürdiegezielteVerteilung derDatenaufweisen.Ferner kanndasVerteilungsgatewaynuralsSoftwaremodulaufeinerbereitsv orhandenen Steuereinheitauslegtsein.

FernerkanndasVerteilergatewaymehrere RegelnoderAlgorithmenzum Verteilen derHochgeschwindigkeitsdatenandie mindestenseine Fahrzeugdomäne und/oder die mindestenseine Fahrzeugsteuereinheitund/oderdie mindestenseine Sensordomäne und/oderdie mindestenseineSensorsteuereinheitund/oderdie mindestenseinezeitunkritische Steuereinheitaufweisen.So kanndas Verteilungsgatewaybeispielsweise Regelndafüraufweisen,wanndiese Datenan die mindestenseinezeitunkritische Steuereinheitzu übertragensind.Dadurchwird eine unnötigeAuslastung derHochgeschwindigkeitsverbindungvermieden.

FernerkanndasVerteilergatewayim Falle einergestörten HochgeschwindigkeitsverbindungzudermindestenseinenSensordomà ¤ne und/oder dermindestenseinenSensorsteuereinheitNotfalldatenzurÃœbertra gung andie mindestenseine Fahrzeugdomäne und/oderdie mindestenseine Fahrzeugsteuereinheitaufweisen.So kannbeispielsweise beieinergestörten Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungzwischenderm indestenseinen Sensordomäne/Sensorsteuereinheitoderzwischendenzeitkritisch enSensorenund dermindestenseinenSensordomäne/Sensorsteuereinheitein Notfalldatensatzzum Erzeugenvon Betriebsparameternzum SteuernderkritischenAktuatorenandie Fahrzeugsteuereinheitgesendetwerden.Dieserhöhtdie Betriebssicherheit, insbesondere beieinem autonom fahrenden Fahrzeug.

Fernerkönnendie mindestenseine Fahrzeugsteuereinheitund die mindestenseine Fahrzeugdomänezum Erzeugenvon Betriebsparameternzum Steuern kritischer AktuatorenaufBasisderübertragenenzeitkritischenund ggf.zeitunkritischen Sensordatenausgelegtsein,undwobeidie mindestenseine Fahrzeugsteuereinheit unddie mindestenseine Fahrzeugdomänezum Übertragenvon Betriebsparametern direktandiezeitkritischenAktuatorenangebundensind,undwobeiei ne oder mehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsstreckenzum Übertragender Betriebsparameterandie entsprechendenkritischenAktuatorenvorgesehensind.

Die schnelle Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung ermöglichteine schnelle Übertragung und Steuerung.

FernerwirddieAufgabedurchein Fahrzeug miteinem Fahrzeugsystem wieoben beschriebengelöst,wobeidasFahrzeugalsautonom fahrendesFahrzeug ausgelegt ist.DasSystem istinsbesonderefüreinautonom fahrendesFahrzeug geeignet,da hierviele Sensoren installiertwerdenmüssen.

Die Erfindung ermöglichtes,aufvielezusätzliche Kabelunddamitauferhöhtes Gewichtunderhöhte Kostenzuverzichten.Insbesondere kanndasFahrzeug ein Elektrofahrzeug sein.

Weitere Merkmale undVorteiledervorliegenden Erfindungergebensichausder nachfolgenden Beschreibung unterBezugnahme aufdie beigefügtenFiguren.Die folgenden Diagrammezeigen:

FIG 1:EineSteuereinheitgemäß dem StandderTechnikund

FIG 2:eineersteAusführungsform eineserfindungsgemäßenFahrzeugsystems, FIG 3:EinezweiteAusführungsform eineserfindungsgemäßen Fahrzeugsystems.

Das Fahrzeugsystem 100weisteine Steuereinheit(ECU)101auf.Fernerweistdas Fahrzeugsystem 100 mehrere Sensoren 102a,102b,102cauf.Diese Sensoren 102a,102b,102ckönnenSensorsysteme,Sensorfelder,Einzelsensor enoderLidar- und Radarsensoren,Kamerasensorenusw.sein.

Die Sensoren 102a,102b,102cerzeugenSensorsignale,beispielsweise aus fahrzeuginternen KomponentenoderalsUmgebungsbild beispielsweise durcheine KameradurchAufzeichneneinesUmgebungsbildes. Die Sensorsignalewerdenaufgezeichnetundandie Steuereinheiten 101,101a übertragen.

Diejeweilige Steuereinheit101,101aführtdieSensorsignalezusammen und verarbeitetsiegetrennt,um Betriebsparameterzuerzeugen.

Sindalso mehrereSteuereinheiten 101,101avorhanden,werdendie relevanten Sensorsignale injederSteuereinheit101,101azusammengeführtund ausgewertet.

Die meistenSteuereinheiten 101,101agemäß dem Stand derTechnikverarbeiten oftdieselbenSignaleausSensoren.Die Sensordatenverarbeitung istmit Funktionalitätenverknüpft und befindetsich inderSteuereinheit101,101a,die eng voneinanderabhängig sind.Jede Steuereinheit101,101aführtdie Sensorsignale und-datengetrenntzusammen undverarbeitetsie.DieshatzurFolge,dassdie ausgewertetenseriellenSignaledurchjede Steuereinheitseparatundteilweise doppeltübertragenwerden,waszueinem hohenVerkabelungsaufwandführt.Die Kabelbaummodellefürdasgesamte System sindsehraufwändig und ineffizientfür die Implementierung solcherArchitekturen.DaskomplexeVerkabelungssystem führt unmittelbarzu Problemenwie hohen Kosten,Installationsschwierigkeiten, Schwierigkeiten beiderFehlersuche und Energieverschwendung aufgrunddes zusätzlichenGewichts.Darausergebensichein höhererKomplexitätsgrad,eine hohe erforderliche Rechenleistung undeine hohe Komplexitätder Schnittstellenschichtenund Kabelbaummodelle.

FIG.2 zeigteinerfindungsgemäßesFahrzeugsystem 1.DasFahrzeugsystem 1weist mehrere Sensorenzum ErzeugenvonSensorsignalenauf.Die Sensorenmessen und registriereneine großeVielfaltvon Messgrößenund konvertierendie Messergebnisse inelektrische Signale.

Die Sensorensind inzeitkritische Sensoren2a,...,2n,wie Raddrehzahlsensorenzum ErfassenderRaddrehzahlen,Drucksensorenzum ErfassendesBremsdrucks, Temperatursensorenzum ErfassenderKühlwassertemperatur, Nockenwellensensoren,Bremsverschleißsensoren,unterteilt.

Fernersinddie Sensoren inzeitkritische Sensoren3a,...,3n unterteilt.Zeitkritische Sensoren3a,...3nsindSensoren,diefüreinezeitverzögerte Erfassung oder Auswertung empfindlichsindoderSensoren,diefüreinzeitkritischesSystem nicht benötigtwerden.SolchezeitkritischenSensoren3a,...,3nsindbei spielsweise Sensorenwie Umgebungslichtsensoren,SensorenzurErkennung des Kofferraumzustands(offenodergeschlossen),FußsensorenzurErke nnung der Kofferraumöffnung,Regensensoren,Fensterhebersensoren,Reifen drucksensoren, Ölstandssensorenusw.

Fernersind mindestenseine Sensorsteuereinheit4 und mindestenseinSensorfehler 13vorgesehen.DiezeitkritischenSensoren2a,...,2nsind mitdermindestenseinen Sensorsteuereinheit4 unddermindestenseinenSensordomäne 13direktübereine odermehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungenverbunden, um diezeitkritischenSensorsignaledirektandieSensorsteuereinheit 4 und/oderdie Sensorsteuereinheit13zuübertragen.Einesolche Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung kanneinBussystem,zum BeispieleinCAN-Bussystem oderein Ethernet-Bussystem,sein.

FernerkönnenmehrereSensordomänen 13vorgesehensein,wobeidie Sensorsteuereinheit4 dazuausgelegtseinkann,eine odermehrere Sensordomänen 13zu steuernundzudominieren.

Diezeitkritische Sensorsteuereinheit4 unddie Sensordomäne 13sind dazu ausgelegt,diezeitkritischenSensorsignale inzeitkritische aufbereitete Sensordaten konvertieren,diezum SteuerndesFahrzeugsbenötigtwerden.

EinVerteilungsgateway 10 istebenfallsvorhanden.Daskannzum Beispieleine

Lenkvorrichtung sein.DasVerteilungsgateway 10 istfürdasVerteilender eingehenden Datenausgelegt.DazukanndasVerteilungsgateway 10 beispielsweise eine Steuerung/AlgorithmenoderaucheineAuswerteeinheitaufweisen,br aucht jedochkeineSteuereinheitusw.aufzuweisen.

Dabeiwerdendie durchdiezeitkritische Sensorsteuereinheit4 verarbeiteten SensordatendirektausderzeitkritischenSensorsteuereinheit4 überdie bidirektionale Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung andas Übertragungsgateway 10 übertragen.

Fernerwerdendiedurchdiezeitkritische Sensordomäne 13verarbeitetenSensoren überdie bidirektionale Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung direkt ausderSensordomäne 13andasVerteilergateway 10übertragen.

Fernersindeinezeitkritische Fahrzeugsteuereinheit5 und mindestenseine Fahrzeugdomäne 15zurBildungvon Betriebsparameternzum Steuerneinzelner Fahrzeugkomponentenund deren Fahrzeugfunktionenvorgesehen.

Dabeisind diezeitkritische Fahrzeugsteuereinheit5 und die mindestenseine zeitkritische Fahrzeugdomäne 15 bidirektionalübereine odermehrere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungendirektmitd em Verteilergateway10 verbunden,beispielsweisezum direktenEmpfang derdurchdas Verteilergateway 10 verteilten Daten,wie diezeitkritischen Sensordatenanforderungenoderbeispielsweise diezeitkritischenSensordaten.Die Datenübertragungsverbindung kanneinBussystem,beispielsweiseeinCAN- Bussystem oderein Ethernet-Bussystem,sein.

Fernersinddiezeitkritische Fahrzeugsteuereinheit5 unddie mindestenseine Fahrzeugdomäne 15 mitverschiedenenzeitkritischenAktuatoren6a,...,6nund zeitkritischenTeilsystemen7a,...,7nübereine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungzurdirektenu ndschnellen Übertragung derzeitkritischen Betriebsnormzählerund Steuerparameter,6a,usw. verbunden. Es könnenauchmehrere Fahrzeugdomänen 15vorgesehensein,wobeidie zeitkritische Fahrzeugsteuereinheit5dazuausgelegtist,die eine odermehreren Fahrzeugdomänen 15zusteuernundzudominieren.

FernerweistdasFahrzeugsystem 1mindestenseinezeitunkritische Steuereinheit8 aus,die ebenfallsübereine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsstrecke mit dem Verteilungsgateway 10verbundenist.

Fernerweistdiezeitkritische Steuereinheit8eine PLC(PowerLine Communication)- Schnittstelle 12zurbidirektionalen Datenübertragung überPLC,d.h.zum Übertragenvon Daten überelektrische Leitungen,auf.

Dabeisind dieelektrischenStromleitungenvorzugsweisealsGleichstromleitu ngen ausgelegt.Im GegensatzzurherkömmlichenWechselstromkommunikationhatder Gleichstrom-Gleichstrom-Busvorhersehbare Rausch-und Impedanzeigenschaften, dieeine hohe Bandbreite ermöglichen.DurchNutzungdervorhandenen Gleichstrom-Gleichstrom-BusleitungzurDatenübertragung isteineeinfache und kostengünstige Übertragung überPLC möglich.

FernersindzeitkritischeSensoren3a,...3nvorgesehen,diezeit kritische Sensorsignale erzeugenundjeweilseine PLC-Schnittstelleaulweisenund überdie PLC(PowerLine Communicationj-Schnittstelle 12 bidirektionalmitderzeitkritischen Steuereinheit8 überdie PLC-Datenübertragungsverbindungverbundensind.

FernersindzeitkritischeAktuatoren9a,...,9nundzeitkritisch eTeilsysteme 11a,..., 11nvorgesehen,die ebenfallsjeweilseine PLC-Schnittstelle aufweisen undebenfalls überdie PLC-Datenübertragungsverbindung überdie PLC(Power-Line- Communicationj-Schnittstelle 12 mitderzeitkritischenSteuereinheit8verbunden sind.

Ferneristdiezeitkritische Steuereinheit8fürdieAufnahmevonzeitkritischen

Sensoren3a,...3nundderenzeitunkritischeSensorsignaleausge legt,die beispielsweisefürdiezeitkritischenAktuatoren9a,...,9n undzeitkritischen Teilsysteme 11a,...,11ndazu bestimmtsind,zeitkritische Betriebsparameterbzw. zeitkritische Sensordatenauszuwertenundzuerzeugenund diese überdie PCL- VerbindungzudenzeitunkritischenAktuatoren9a,...,9nundzeitkri tischen Teilsystemen 11a,...,11nalsPLC-Datenzuerzeugen.

DiesentlastetdasHochgeschwindigkeitsdatennetzwerk.

Fernerweistdiezeitunkritische Steuereinheit8 eine

Hochgeschwindigkeitsdatenschnittstelle 14 auf,die dazuausgelegtist,bestimmte PLC-Datenzu übertragen,die beispielsweise durchdiezeitunkritischenSensoren 3a,...3nalszeitkritischeSEN-Signale übertragenwerden,oderbeispielsweise um derenAuswertungalsHochgeschwindigkeitsmitteldatendurchzufüh renund um diese andas Hochgeschwindigkeitsübertragungsgateway 10zu übertragen.

Dabeierfolgtdie Übertragung inAbhängigkeitvonderAuslastungder Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung und/oderinAbhängigkeitvom Empfänger,wie beispielsweise derSensorsteuereinheit4 und/oder Fahrzeugsteuereinheit5und/oderFahrzeugdomäne 15 und/oderSensordomäne 13, oderinAbhängigkeitvonderFlexibilitätoderauchderDringlichke itdesGateways 10.

DieWarteschlangefürzeitkritische Daten,diealszeitkritischeSteuereinheit8 ausgelegtist,kanndiegesamte Kommunikation im gesamtenFahrzeugsystem 1 entlasten.

FernererleichtertdieseArchitekturdasHinzufügenzeitkritis cherSensorenzueinem bereitsbestehenden Fahrzeugsystem 1,beidem derzeitkritische (nichtzeitkritische) SensornurmitderzeitkritischenSteuereinheit8verbundenist.

Durchdie unabhängigeAuswertungderzeitunkritischen Sensorsignale der zeitkritischenSensoren3a,...3ndurchdiezeitkritische Steuereinheit8als BetriebsparameterfürdiezeitkritischenAktuatoren9a,...,9n/ze itunkritischen Teilsysteme 11a,...,11nund die Übertragungals Hochgeschwindigkeitsübertragungslastdaten,die Fernerkanndergesamte erforderliche Kabelbaum reduziertwerden,dadie zeitkritischenundzeitkritischenDaten nichtsynchron/parallelübertragenwerden müssen,sondernbeispielsweiseje nachAuslastungoderbeiderÜbertragung zwischenzeitkritischenSensoren3a,...3nundzeitkritischenAktua toren9a,...,9n nur alsPLC-Daten.

Fernerkönnenbereitsausgewertete zeitunkritische Sensorsignale,d.h.die zeitunkritischen Sensordaten,in Hochgeschwindigkeitsdatentransformiertund als HochgeschwindigkeitsdatenandasVerteilungsgateway 10 übertragenwerden.Dies entlastetbeispielsweisedie Sensorsteuereinheit4/Sensordomäne 13 beider Auswertung sowiedie Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindung.

Werden nunwährenddesBetriebszeitkritische Sensorsignaledurchdie zeitkritischen

Sensoren2a,...,2nerzeugt,werdendiese überdie

Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungandiezeit kritische Sensorsteuereinheit4 und/oderdiezeitkritische Sensordomäne 13gesendetund dortinzeitkritischenSensordatenausgewertet.

Diesezeitkritischen SensordatenwerdenausderzeitkritischenSensorsteuereinheit4 oderderzeitkritischenSensordomäne 13 andasVerteilergateway 10 undvondort beispielsweise andie zeitkritische Fahrzeugsteuereinheit5oderdie Fahrzeugdomäne 15alsHochgeschwindigkeitsdatenübertragen.

Diezeitkritische Fahrzeugsteuereinheit5oderdie Fahrzeugdomäne 15erzeugtaus denempfangenenzeitkritischenSensorenzeitkritische Betriebsparameterund überträgtdiese direktandiezeitkritischenAktuatoren6a,...,6nund diezeitkritischen Teilsysteme 7a,...,7n.Diese Übertragung kannalsHochgeschwindigkeitsdaten verwendetwerden.FernerkönnendiezeitkritischenBetriebsparame terbeiBedarfals HochgeschwindigkeitsdatenandasVerteilergateway 10 übertragenwerden. FernerkanndasVerteilergateway 10 beiBedarf diezeitkritischenSensordatenund diezeitbezogenen Betriebsparameterandiezeitkritische Steuereinheit8 übertragen. AusderzeitkritischenSensorsteuereinheit4/SENS 13 undderzeitkritischen Fahrzeugsteuereinheit5/Fahrzeugdomäne 15werden

Anforderungen/Informationsabfragenbezüglichderzeitkritis chen Sensoren3a,...3n/zeitunkritischenAktuatoren9a,...,9nüberdas Verteilungsgateway 10alsVerteilerandiezeitkritischeSteuereinheit8gesendet.

Die KommunikationoderSteuerung derSensorsteuereinheit4/Sensordomäne 13 untereinanderundderzeitkritischen Fahrzeugsteuereinheit5/Fahrzeugdomäne 15 untereinandererfolgtebenfallsalsDatenverteilerüberdie

Hochgeschwindigkeitsdatenverbindung mitdem Verteilergateway 10.Gleichesgiltfür dieWeiterleitungvonSensordaten/SensorsignalenoderAuswertunge nvon Sensordatenausdenzeitunkritischen Sensoren3a,...3noderDatenausden zeitunkritischenAktuatoren9a,...,9ndurchdiezeitunkritischeLe nkeinheit8.

Dadurchkönnen redundanteAuswertungenoderÜbertragungenvermiedenwerden, wasZeitundAuslastungdesHochgeschwindigkeitsdatenübertragung snetzwerks spart.

FIG 3zeigteineweitereAusführungsform deserfindungsgemäßen Fahrzeugsystems 1a.

Das Fahrzeugsystem 1averfügtüberdiezeitkritischenSensoren2a,...,2n,und die zeitbezogenenSensoren3a,...,3n.

FernerweistdasFahrzeugsystem 1adie Sensorsteuereinheit4 und die mindestens eine Sensordomäne 13auf,diezurDatenübertragung übereine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsverbindungdirektmitden zeitkritischen Sensoren2a,...,2nverbunden ist.Eskönnenauchmehrere Sensordomänen vorhandensein.

Das Fahrzeugsystem 1averfügtauchüberdie zeitkritische Fahrzeugsteuereinheit5 und mindestenseine Fahrzeugdomäne 15. FernerweistdasFahrzeugsystem 1a dasVerteilungsgateway 10 auf.

DabeisinddieSensorsteuereinheit4,die Sensordomäne 13,diezeitkritische Fahrzeugsteuereinheit5sowie die mindestenseine Fahrzeugdomäne 15 über beispielsweisezweiHochgeschwindigkeitsbussezurschnellenredun dantenoder getrennten ÜbertragungderDaten (Signale,Auswertungen usw.)mitdem Verteilungsgateway 10verbunden.Die Hochgeschwindigkeitsbusse könnenzum Beispielein Ethernet-Bus 17 undeinCAN-Bus 16sein.

Damitistbeispielsweiseeine redundante Datenübertragung oderbeiAusfalleines Busseseine sichere Datenübertragungodereine schnellere Datenübertragung (durchgetrennte Übertragung)möglich.

Ferneristdiezeitkritische Steuereinheit8vorgesehen,die ebenfallsmitdem Verteilergateway10zurbidirektionalen Datenübertragung überbeispielsweisezwei Hochgeschwindigkeitsbusse,hierden Ethernet-Bus 17bund den CAN-Bus 16b, verbundenist.

FernerkanndasVerteilergateway 10 mehrere RegelnoderAlgorithmenzum ErhöhenderHochgeschwindigkeitsdatenandie mindestenseine Fahrzeugdomäne 15 und/oderdie mindestenseine Fahrzeugsteuereinheit5 und/oderdie mindestens eine Sensorsteuereinheit13 und/oderdie mindestenseine Sensorsteuereinheit4 unddie mindestenseinezeitkritische Steuereinheit8aufweisen.

FernerkanndasVerteilergateway 10 Notfalldatenzum Übertragendieser Notfalldatenandie mindestenseine Fahrzeugdomäne 15 und/oderandie mindestenseine Fahrzeugsteuereinheit5 beieinergestörten Hochgeschwindigkeitsverbindung mitdermindestenseinenSensordomäne 13 und/oderdermindestenseinenSensorsteuereinheit4 aufweisen.Übereinensolchen Notfalldatensatz könnenBetriebsparameterzum SteuernderkritischenAktuatoren andie Fahrzeugdomäne 15 und/oderdie Fahrzeugsteuereinheit5gesendetwerden. Dieserhöhtdie Betriebssicherheit,insbesondere beieinem autonom fahrenden Fahrzeug.

Referenzsymbole 00 Fahrzeugsystem (Stand derTechnik)01.101a Steuereinheit(StandderTechnik) 03 ExternerServer(Stand derTechnik)04a,,104n Fahrzeugmodule (Stand derTechnik)05a„ 105n Aktuatoren(Stand derTechnik) .1a Fahrzeugsystem a,...,2n ZeitkritischeSensoren a,...,3n ZeitkritischeSensoren

Sensorsteuereinheit

Fahrzeugsteuereinheit a,...,6n ZeitkritischeAktuatoren a,...,7n ZeitkritischeTeilsysteme ZeitkritischeSteuereinheita,...,9n ZeitkritischeAktuatoren 0 Verteilungsgateway 1a,...,11n ZeitkritischeTeilsysteme 2 PLC(PowerLine CommunicationJ-Schnittstelle3 Sensordomäne 4 Hochgeschwindigkeitsdatenschnittstelle5 Fahrzeugdomäne 6,16a,16b CAN-Bus ,17a,17b Ethernet-Bus