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Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Konfigurieren eines fahrzeuginternen Systems.
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Fahrzeuge und insbesondere Personenkraftwagen umfassen in der Regel mehrere Steuerkomponenten. Hierbei kann es sich um Steuergeräte handeln und insbesondere um digitale bzw. elektronische Steuergeräte. Allgemein kann eine Steuerkomponente durch jegliche (digitale und/oder elektronische) Recheneinheit des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
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Die Steuerkomponenten sind dazu eingerichtet, Softwareapplikationen oder allgemein Computerprogrammprodukte auszuführen und dadurch Funktionen bereitzustellen. Im Kontext einer zunehmenden Teil- oder Vollautonomisierung des Fahrzeugbetriebs nimmt die Anzahl und die Sicherheitsrelevanz derartiger Softwareapplikationen zu.
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Bisherige Steuerkomponenten zeichnen sich oftmals durch eine geringe Flexibilität aus und erreichen auch nicht immer ein gewünschtes Sicherheitsniveau. So ist es in der Regel nur innerhalb von Wartungsarbeiten oder teilweise auch gar nicht möglich, die Steuerkomponenten hinsichtlich der auszuführenden Funktionen zu verändern bzw. neu zu konfigurieren. Mit dieser geringen Flexibilität geht auch ein Sicherheitsrisiko einher, beispielsweise wenn bis zu einem nächsten Wartungsintervall gewartet werden muss, bevor die Steuerkomponenten auf Basis zwischenzeitlich gewonnener Erkenntnisse neu konfiguriert werden können.
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Weiter müssen vorab und typischerweise ohne Berücksichtigung fahrzeugspezifischer Eigenschaften weiterreichende Annahmen getroffen werden, um die Steuerkomponenten hinsichtlich der auszuführenden Funktionen zu konfigurieren. Dies kann nachteilig hinsichtlich des effizienten Betreibens der Steuerkomponenten sein. Ebenso kann hierdurch nicht stets ein gewünschtes Sicherheitsniveau erreicht werden.
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In der
DE 199 09 157 A1 wird geschildert, dass zum Bereitstellen gewünschter Fahrzeugfunktionen verschiedene Software-Komponenten (d.h. Software-Applikationen) bereitgestellt sein können. Es werden Möglichkeiten offenbart, derartige Software-Komponenten in ein Fahrzeug nachzuladen und existierende Software-Komponenten zu konfigurieren, damit sie mit den nachgeladenen Software-Komponenten zusammenwirken können. Es wird auch gelehrt, je nach im Fahrzeug vorhandener Rechenkapazität Software-Komponenten bedarfsweise von fahrzeugexternen Systemen ausführen zu lassen. Hingegen wird keine flexible Zuordnung von im Fahrzeug vorhandenen Steuergeräten bzw. hardwarebasierten Steuerkomponenten und den in das Fahrzeug geladenen Software-Komponenten berücksichtigt oder ermöglicht.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, das Betreiben von Steuerkomponenten eines Fahrzeugs zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Steueranordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 9 und ein Verfahren mit den Merkmalen von 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Sofern nicht anders ersichtlich oder angegeben, können sämtliche der einleitend erwähnten Merkmale auch bei der vorliegenden Lösung vorgesehen sein.
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Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, ein fahrzeugexternes System (zum Beispiel ein fahrzeugexternes Konfigurationssystem oder, anders ausgedrückt, ein Backend) bereitzustellen, das dazu eingerichtet ist, ein fahrzeuginternes Steuersystem zu konfigurieren. Das fahrzeuginterne System (zum Beispiel ein fahrzeuginternes Steuersystem) kann fahrzeuggebunden sein und gemeinsam mit diesem bewegt werden. Das fahrzeugexterne System ist hingegen fahrzeugunabhängig und beispielsweise stationär.
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Das fahrzeugexterne und fahrzeuginterne System können auch als ein gemeinsames verteiltes System verstanden werden. Wie nachstehend erläutert, kann das fahrzeuginterne System insbesondere eine Konfigurationssteuereinheit umfassen und diese kann optional verteilt innerhalb des Fahrzeugs ausgebildet sein.
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Unter einem Konfigurieren kann insbesondere eine Festlegung oder, mit anderen Worten, eine Zuordnung dahingehend verstanden werden, welche Steuerkomponenten des fahrzeuginternen Systems welche Funktionen bereitstellen sollen. Letzteres kann das Ausführen von die Funktionen ermöglichenden Softwareapplikationen durch die Steuerkomponenten umfassen.
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Anders ausgedrückt kann das Konfigurieren das Zuordnen von Softwareapplikationen (oder auch Softwarekomponenten bzw. Computerprogrammprodukten) zu einzelnen Steuerkomponenten umfassen.
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Das Übermitteln einer gewünschten Konfiguration durch das fahrzeugexterne an das fahrzeuginterne System erfolgt bevorzugt über eine drahtlose Kommunikationsverbindung. Insbesondere kann diese Übermittlung ohne zwingende Bindung an Wartungsintervalle oder andere fest vorgegebene Zeitintervalle stattfinden. Stattdessen können zeitlich flexible und auch im Vergleich zu Wartungsintervallen zeitlich kurz hintereinander erfolgende (d. h. um wenige Monate beabstandete) Konfigurationsvorgaben des fahrzeugexternen Systems ermöglicht werden. Zumindest bei einer erstmaligen Auslieferung des Fahrzeugs ist es bevorzugt, dass eine Konfigurationsvorgabe durch das fahrzeugexterne System erfolgt bzw. bereits erfolgt ist.
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Allgemein kann das fahrzeuginterne System dazu eingerichtet sein, Konfigurationsvorgaben von dem fahrzeugexternen System anzufordern. Dies kann beispielsweise dann erfolgen, wenn das fahrzeuginterne System mit einer bestehenden Konfiguration Fehler oberhalb einer akzeptablen Fehlergrenze registriert und/oder erkennt, dass für bestimmte Fehlerfälle oder fehlerfreie Normal-Betriebszustände keine Konfigurationsvorgabe vorliegt. Die unter Umständen rechen- und zeitintensive Aufgabe des Ermittelns einer hierfür jeweils geeigneten Konfigurationsvorgabe kann dann durch das fahrzeugexterne System übernommen werden.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass Neukonfigurationen des fahrzeuginternen Systems bzw. von dessen Steuerkomponenten während der Lebensdauer des Fahrzeugs flexibel und auch aufwandsarm durchgeführt werden können. Beispielsweise kann ein Werkstattbesuch zum Durchführen derartiger Maßnahmen aufgrund der drahtlosen Kommunikationsverbindung, die eine Art Fernkonfiguration bzw. -wartung ermöglicht, nicht zwingend erforderlich sein.
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Im Detail wird eine Steueranordnung für ein Fahrzeug vorgeschlagen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug und ferner insbesondere für einen Personenkraftwagen. Die Steueranordnung hat ein fahrzeugexternes System (oder, mit anderen Worten, ein fahrzeugexternes Konfigurationssystem oder ein fahrzeugexternes Backend) und ein fahrzeuginternes System (oder, mit anderen Worten, ein fahrzeuginternes Steuersystem) mit einer Mehrzahl von (vorzugsweise digitalen und/oder elektronischen sowie allgemein hardwarebasierten bzw. Hardware-bildenden) Steuerkomponenten, wobei das fahrzeugexterne und das fahrzeuginterne System dazu eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren, wobei das fahrzeugexterne System dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Konfigurationsvorgabe an das fahrzeuginterne System zu übermitteln, und wobei die Konfigurationsvorgabe eine Zuordnung dahingehend definiert, welche Funktionen von welchen Steuerkomponenten des fahrzeuginternen Systems bereitgestellt werden sollen.
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Bei dem fahrzeugexternen und/oder fahrzeuginternen System kann es sich um ein elektronisch und/oder datenbasiert und/oder digital betriebenes System handeln. Beispielsweise können die Systeme bzw. deren Komponenten digitale Signale erzeugen und/oder verarbeiten. Insbesondere kann es sich bei der übermittelten Konfigurationsvorgabe um ein digitales Signal handeln und/oder um Daten bzw. einen Datensatz, aus dem die entsprechende Vorgabe hervorgeht.
Das fahrzeugexterne und/oder fahrzeuginterne System kann wenigstens eine Recheneinheit umfassen, um jegliche der hierin erwähnten Signale und/oder Vorgaben zu erzeugen und/oder zu verarbeiten. Die Recheneinheit kann wenigstens einen Mikroprozessor umfassen.
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Das fahrzeugexterne System kann (zum Beispiel mittels der oben genannten Recheneinheit) dazu eingerichtet sein, Konfigurationsvorgaben zu berechnen oder auszuwählen. Das fahrzeugexterne System kann, zusätzlich oder alternativ und zum Beispiel mittels einer (vorzugsweise drahtlosen) Kommunikationseinheit, dazu eingerichtet sein, Signale an das fahrzeuginterne System zu senden und/oder von diesem zu empfangen.
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Bei den empfangenen Signalen kann es sich um fahrzeugspezifische Informationen handeln, beispielsweise betreffend Systemeigenschaften des fahrzeuginternen Systems. Die Systemeigenschaften können feststehend bzw. unveränderlich sein (zum Beispiel betriebszustandsunabhängig und insbesondere Hardwareeigenschaften betreffen). Alternativ oder zusätzlich können die Systemeigenschaften variabel sein (zum Beispiel betriebszustandsabhängig, insbesondere um Fehlerfälle anzuzeigen). Dass fahrzeugexterne System kann dazu eingerichtet sein, nach Maßgabe derartiger empfangener Informationen Konfigurationsvorgaben zu erzeugen und/oder zu übermitteln.
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Das fahrzeuginterne System kann dazu eingerichtet sein, die Konfigurationsvorgabe zu empfangen, beispielsweise mittels einer Kommunikationseinheit. Das fahrzeugexterne System kann ferner dazu eingerichtet sein, Informationen an das fahrzeuginterne System (vorzugsweise drahtlos) zu übermitteln. Hierbei kann es sich um die vorstehend erläuterten fahrzeugspezifischen Informationen handeln. Allgemein ausgedrückt können somit sowohl das fahrzeuginterne als auch das fahrzeugexterne System dazu eingerichtet sein, (vorzugsweise drahtlos) Informationen an das jeweils andere System zu senden und/oder von diesem zu empfangen.
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Bei den Steuerkomponenten kann es sich jeweils um ein Steuergerät handeln oder zumindest um eine Recheneinheit, die beispielsweise wenigstens einem Mikroprozessor umfasst. Jede Steuerkomponente kann als baulich eigenständig handhabbare und/oder baulich integrierte Einheit ausgebildet sein, die beispielsweise eigenständig und/oder einstückig im Fahrzeug platzierbar ist. Die Steuerkomponenten können mit wenigstens einer weiteren Steuerkomponente oder allgemein miteinander kommunizieren, was jeweils zum Beispiel über einen Fahrzeugbus (d. h. zumindest abschnittsweise drahtgebunden) erfolgen kann. Zusätzlich oder alternativ können die Steuerkomponenten jeweils dazu eingerichtet sein, Signalverarbeitungen durchzuführen und/oder Signale zu empfangen und vorzugsweise auch zu senden. Bei den Signalen handelt es sich vorzugsweise erneut um digitale bzw. elektronische Signale.
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Zusammengefasst können die Steuerkomponenten jeweils wenigstens eine Recheneinheit umfassen und die Steuerkomponenten sind vorzugsweise räumlich und/oder baulich voneinander getrennt. Letzteres wird insbesondere dann ermöglicht, wenn die Recheneinheiten in bzw. als entsprechend getrennte Steuergeräte ausgebildet sind. Die Steuerkomponenten können also allgemein im Fahrzeug räumlich verteilt sein.
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Unter dem Begriff „drahtlose Kommunikation“ ist beispielsweise eine nicht kabelgebundene Kommunikation zu verstehen, die auf Signalübertragungen durch die Luft basiert. Dies kann beispielsweise mittels Mobilfunk oder einer (W)LAN Verbindung erfolgen.
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Es versteht sich, dass das fahrzeuginterne System allgemein dazu eingerichtet sein kann, die erhaltene Konfigurationsvorgabe umzusetzen. Dies kann beispielsweise durch Einstellen oder Festlegen der von den Steuerkomponenten jeweils ausgeführten Funktionen erfolgen. Beispielsweise können bei den Steuerkomponenten entsprechende, die Funktionen ermöglichende Softwaremodule, Softwareapplikationen und/oder Computerprogrammprodukte freigeschaltet werden oder an die Steuerkomponenten übermittelt werden.
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Allgemein kann eine Funktion durch Ausführen eines dazugehörigen Computerprogrammprodukts, Softwaremoduls, Softwareapplikation oder Softwarekomponente auf einer zugeordneten Steuerkomponente bereitgestellt werden. Einer Steuerkomponente können auch mehrere Funktionen zugeordnet werden.
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Bei den Funktionen kann es sich zum Beispiel um Steuerfunktionen handeln, um Systeme und/oder Komponenten des Fahrzeugs in einer gewünschten Weise anzusteuern bzw. betreiben zu können und/oder hiervon erzeugte Signale verarbeiten zu können. Insbesondere kann es sich um im Rahmen eines zumindest teilautonomen Fahrbetriebs benötigte Funktionen handeln. Beispielsweise kann es sich um eine Lokalisationsfunktion, eine Umfelderkennungsfunktion, die zum Beispiel auf dem Verarbeiten von Umfeldsensordaten (z.B. Lidardaten) beruht, eine Fahrplanungsfunktion, mit der bspw. erforderliche Fahreingriffe festgelegt werden können, oder eine Parkhausassizenzfunktion handeln, die das Navigieren in einem Parkhaus erleichtert.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden eine Mehrzahl von Konfigurationsvorgaben (von dem fahrzeugexterne System) übermittelt, die jeweils betriebszustandsabhängig sind, und das fahrzeuginterne System ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit eines Betriebszustand eine diesem Betriebszustand zugeordnete Konfigurationsvorgabe umzusetzen (d. h. einzustellen oder, mit anderen Worten, die von der Konfigurationsvorgabe definierte Zuordnung einzurichten).
Bei den Betriebszuständen kann es sich um Fahrzustände handeln und/oder allgemeine (d. h. auch stehende) Fahrzeugzustände. Allgemein ist unter einem Betriebszustand nicht zwingend ein Fahrbetrieb zu verstehen. Insbesondere können die Betriebszustände Normalbetriebszustände umfassen, die bei einem fehlerfreien Normalbetrieb des Fahrzeugs vorliegen, und/oder Fehlerbetriebszustände, die bei einem fehlerbehafteten Betrieb des Fahrzeugs vorliegen.
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Die Fehlerbetriebszustände können insbesondere Fehlerzustände des fahrzeuginterne Systems umfassen oder betreffen. Werden Fehler dieses Systems festgestellt, zum Beispiel da einzelne Steuerkomponenten ausfallen oder fehlerhafte Signale ausgeben, kann es beispielsweise erforderlich sein, eine neue Zuordnung von Funktionen zu noch funktionstüchtigen Steuerkomponenten vorzunehmen. Ein Fehlerbetriebszustand kann auch durch Abstürzen einer eine Funktion bereitstellenden Softwareapplikation hervorgerufen werden.
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Ein Vorteil der geschilderten Ausführungsform ist, dass von vornherein geeignete Konfigurationsvorgaben hinterlegt werden können, zum Beispiel in einer Speichereinrichtung des fahrzeuginternen Systems. Diese können dann je nach den auftretenden Betriebszuständen und insbesondere etwaigen Fehlerbetriebszuständen umgesetzt werden, beispielsweise durch Auslesen aus einer derartigen Speichereinrichtung. Hierdurch kann eine schnelle Reaktion auf auftretende Fehler ermöglicht und die Fahrzeugsicherheit erhöht werden.
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Allgemein kann vorgesehen sein, dass das fahrzeuginterne System dazu eingerichtet ist, Betriebszustände des Fahrzeugs zu ermitteln und/oder eine Übereinstimmung zu Betriebszuständen festzustellen, für die Konfigurationsvorgaben vorliegen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das fahrzeuginterne System dazu eingerichtet, für zumindest einen Betriebszustand, für den keine zugeordnete Konfigurationsvorgabe von dem fahrzeugexternen Steuersystem übermittelt wurde, eine Konfigurationsvorgabe festzulegen. Dies kann beispielsweise anhand eines Regelsatzes erfolgen, der definiert, wie auf bestimmte Fehlerzustände reagiert werden soll (z.B. in Form einer Schrittfolge, insbesondere hinsichtlich, ob/welche Steuerkomponenten neu gestartet werden sollen). Der Regelsatz kann, zusätzlich oder alternativ, eine Schrittfolge zur Überprüfung hinsichtlich alternativ verfügbarer Steuerkomponenten und/oder zum Wiederherstellen benötigter Datenströme oder Kommunikationsverbindungen umfassen. Der Regelsatz kann auf einer Speichereinrichtung z.B. des fahrzeuginternen Systems hinterlegt sein, insbesondere in Form von Programmanweisungen.
Das fahrzeuginterne System kann, insbesondere mittels nachstehend geschilderter Konfigurationssteuereinheit, dazu eingerichtet sein, selbständig Zuordnungen im Sinne von Konfigurationsvorgaben zu ermitteln oder zumindest auszuwählen und/oder umzusetzen (z.B. aus einer vorab übermittelten Mehrzahl von Konfigurationsvorgaben). Dies ist vorteilhaft, falls eine Kommunikationsverbindung zu dem fahrzeugexternen System nicht immer gewährleistet werden kann und/oder nicht innerhalb eines gewünschten Zeitrahmens möglich ist.
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Allgemein kann das fahrzeuginterne System, insbesondere mittels nachstehend geschilderter Konfigurationssteuereinheit und/oder zum Einstellen einer Konfiguration, für wenigstens eines der folgenden eingerichtet sein: Funktionen starten, Funktionen stoppen, Funktionen pausieren, Funktionen zu einer anderen Steuerkomponente migrieren, Funktionen isolieren, Kommunikationskanäle (zum Beispiel von, zu oder zwischen Steuerkomponenten) freigeben oder blockieren.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die von der (wenigstens einen) Konfigurationsvorgabe definierte Zuordnung von Funktionen und Steuerkomponenten basierend auf fahrzeugspezifischen Informationen erfolgt. Dies kann das vorstehend erwähnte Empfangen von derartigen Informationen durch das fahrzeugexterne System umfassen. Das fahrzeugexterne System kann dann eine Konfigurationsvorgabe nach Maßgabe derartiger Information erstellen oder auswählen, beispielsweise um besonders effiziente oder sichere Zuordnungen von Funktionen und Steuerkomponenten zu ermöglichen. Ein Vorteil dieser Variante ist, dass auf die spezifischen Gegebenheiten des Fahrzeugs Rücksicht genommen werden kann.
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Allgemein kann die von der Konfigurationsvorgabe definierte Zuordnung von Funktionen und Steuerkomponenten unter Berücksichtigung wenigstens einer der folgenden Eigenschaften definiert sein:
- - Einer gewünschten Rechenauslastung der Steuerkomponenten. Hierunter kann insbesondere eine (zeitlich) gleichmäßige Rechenauslastung der Steuerkomponenten fallen und/oder eine zwischen den Steuerkomponenten vergleichbare Rechenauslastung. Hieraus ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Verfügbarkeit der einzelnen Funktionen.
- - Ein Kommunikationsbedarf wenigstens einer der Funktionen und/oder einer Kommunikationsfähigkeit der Steuerkomponenten. Unter der Kommunikationsfähigkeit kann allgemein die Art der kommunizierbaren Informationen (beispielsweise die Daten- und/oder Signalrart) und/oder das Ausmaß der kommunizierbaren Informationen verstanden werden (beispielsweise die Daten- und/oder Signalrate). Unter dem Kommunikationsbedarf kann eine zum Ausführen der Funktionen benötige Daten- und/oder Signalrate verstanden werden.
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Insbesondere kann es bevorzugt sein, Funktionen, bei denen ein erhöhter Kommunikationsbedarf besteht (beispielsweise aufgrund einer hohen Eingangs- oder Ausgangsdatenrate), auf Steuerkomponenten auszuführen, die für einen entsprechend hohen Kommunikationsbedarf ausgelegt sind und/oder über entsprechend geeignete Kommunikationsverbindungen verfügen. Insbesondere können Funktionen, die miteinander kommunizieren müssen (zum Beispiel zwecks Datenabgleich), auf Steuerkomponenten ausgeführt werden, die für eine effiziente Kommunikation miteinander ausgelegt sind. Dies betrifft zum Beispiel Steuerkomponenten, die über einen Fahrzeugbus vergleichsweise schnell miteinander kommunizieren können, beispielsweise da sie über einen vergleichsweise kurzen Abschnitt des Fahrzeugbusses miteinander verbunden sind. Anders ausgedrückt kann vorgesehen sein, Funktionen, die über einen erhöhten Kommunikationsbedarf miteinander verfügen, auf Steuerkomponenten auszuführen, die im Vergleich zu anderen Paaren von Steuerkomponenten schnell miteinander kommunizieren können.
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Allgemein kann eine Steuerkomponente auch mehrere Funktionen ausführen. Funktionen mit einem erhöhten Kommunikationsbedarf können deshalb auch auf einer gemeinsamen Steuerkomponente ausgeführt werden, da dann zur Kommunikation z.B. kein Zugriff auf einen Fahrzeugbus erfolgen muss.
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Der Kommunikationsbedarf von Funktionen und die Kommunikation der Steuerkomponenten ist allgemein unabhängig von der drahtloses Kommunikation mit dem fahrzeugexternen System zu verstehen und erfolgt bevorzugt überwiegend oder ausschließlich fahrzeugintern.
- - Eine gewünschte Redundanz wenigstens einer Funktion innerhalb des fahrzeuginternen Systems. Dies kann umfassen, dass insbesondere sicherheitsrelevante Funktionen mehreren Steuerkomponenten und somit redundant zugeordnet werden. Die Konfigurationsvorgabe kann also auch eine Redundanzvorgabe umfassen.
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Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das fahrzeuginterne System zum Umsetzen der (vom fahrzeugexternen System übermittelten) Konfigurationsvorgabe eine Konfigurationssteuereinheit. Die Konfigurationssteuereinheit kann auch dazu eingerichtet sein, mittels der Konfigurationsvorgabe festgelegte Funktionen selbst auszuführen, was aber lediglich optional ist. In jedem Fall ist es bevorzugt, dass die Konfigurationssteuereinheit dazu eingerichtet ist, den Steuerkomponenten die entsprechenden Funktion zuzuordnen. Hierfür kann sie Signale an die Steuerkomponenten und/oder Softwaremodule, Softwareapplikationen, Computerprogrammprodukte oder Softwarekomponenten an die Steuerkomponenten übermitteln, mittels derer die entsprechenden Funktionen bereitstellbar sind. Alternativ kann sie Aktivierungssignale der Freischaltsignale an die Steuerkomponenten übermitteln, welche dann zum Bereitstellen der Funktion benötigte Softwaremodule, Softwareapplikationen, Computerprogrammprodukte oder Softwarekomponenten aktivieren und/oder aus Speichereinrichtungen auslesen können.
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Die Konfigurationssteuereinheit kann eine oder mehrere Steuerkomponenten gemäß jeglicher der vorstehenden und nachstehenden Varianten umfassen oder auf diesen ausgeführt werden, beispielsweise Steuerkomponenten mit einer Recheneinheit oder einem Mikroprozessor sowie entsprechenden Signalverarbeitungsfähigkeiten. Dabei kann es sich zumindest teilweise um Steuerkomponenten handeln, auf denen Funktionen gemäß der Konfigurationsvorgabe ausführbar sind und/oder die bereits im Fahrzeug vorhanden sind.
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Die Konfigurationssteuereinheit kann für eine selbständige Konfiguration eingerichtet sein, zum Beispiel mittels einem vorstehend erläuterten Regelsatz. Die Konfigurationssteuereinheit kann auch zum Durchführen sogenannter Selbstheilungsmaßnahmen eingerichtet sein. Letzteres kann das Neustarten von Teilsystemen bzw. Steuerkomponenten umfassen und/oder das Wiederherstellen von Redundanzen, zum Beispiel wenn infolge einer fehlerhaften Steuerkomponenten oder Funktion auf eine redundante Steuerkomponenten oder Funktion gewechselt wurde und die fehlerhafte Steuerkomponenten bzw. Funktion wiederhergestellt werden muss.
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Gemäß einer Variante ist die Konfigurationssteuereinheit eine softwarebasierte Einheit, deren einzelne Sofwaremodule und/oder -applikationen auf mehreren (vorzugsweise bereits vorhandenen Steuerkomponenten) verteilt ausgeführt werden. Anders ausgedrückt kann die Konfigurationssteuereinheit über mehrere Steuerkomponenten verteilt sein und sich vorzugsweise die Steuerkomponenten mit weiteren auszuführenden Funktionen teilen.
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Zusammengefasst kann die Konfigurationssteuereinheit allgemein mehrere Konfigurationssoftwareapplikationen umfassen, die auf im Fahrzeug räumlich getrennt voneinander angeordneten Steuerkomponenten ausführbar sind.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Konfigurationssteuereinheit mehrere Konfigurationssteuerkomponenten umfassen (welche wiederum gemäß jeglicher der vorstehenden und nachstehenden Varianten von Steuerkomponenten ausgebildet sein können) und die Konfigurationssteuerkomponenten sind im Fahrzeug räumlich getrennt voneinander angeordnet. Die Konfigurationssteuerkomponenten können für eine Kommunikation miteinander eingerichtet sein, beispielsweise über einen Fahrzeugbus.
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Allgemein können die Konfigurationssteuerkomponenten gleichartig ausgebildet sein und insbesondere jeweils über eine Speichereinrichtung verfügen, auf der mit den jeweils anderen Konfigurationssteuerkomponenten synchronisierte Informationen und/oder synchronisiertes Wissen gespeichert sind/ist. Hierbei kann es sich zum Beispiel um Informationen bezüglich der umzusetzenden Konfigurationsvorgabe(n) handeln. Jede der Konfigurationssteuerkomponenten kann dazu eingerichtet sein, eine oder mehrere Konfigurationsvorgaben und insbesondere sämtliche von dem fahrzeugexternen System übermittelten Konfigurationsvorgaben umzusetzen. Auch die Konfigurationssoftwareapplikationen über entsprechend geteilte/synchronisierte Informationen verfügen (z.B. durch dazugehörige Speicherfunktionen) und/oder jeweils zum Umsetzen von Konfigurationsvorgaben eingerichtet sein. Hierüber wird eine Redundanz geschaffen.
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Zusammengefasst können die Konfigurationskomponenten und/oder Konfigurationssoftwareapplikationen jeweils über Informationen bezüglich der umzusetzenden Konfigurationsvorgabe(n) verfügen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug (insbesondere ein Kraftfahrzeug und ferner insbesondere einem Personenkraftwagen), umfassend eine Steueranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Konfigurieren eines fahrzeuginternen Systems für ein Fahrzeug, mit:
- - Übermitteln einer Konfigurationsvorgabe von einem fahrzeugexternen System an ein fahrzeuginternes System über eine drahtlose Kommunikationsverbindung, wobei das fahrzeuginterne System eine Mehrzahl von Steuerkomponenten umfasst; und
- - Umsetzen der Konfigurationsvorgabe durch das fahrzeuginterne System;
wobei die Konfigurationsvorgabe eine Zuordnung dahingehend definiert, welche Funktionen von welchen Steuerkomponenten des fahrzeuginternen Systems bereitgestellt werden sollen.
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Das Verfahren kann jeglichen weiteren Schritt und jegliches weitere Merkmal umfassen, um sämtliche der vorstehend und nachstehend erläuterten Funktionen und Betriebszustände bereitzustellen. Sämtliche Weiterbildungen und Varianten der Anordnungsmerkmale gelten ebenso für die entsprechenden Verfahrensmerkmalen. Insbesondere kann das Verfahren mit einer Steueranordnung gemäß jeglichem der vorstehenden und nachstehenden Aspekte ausführbar sein.
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Insbesondere kann das Verfahren den Schritt des Ermittelns eines Betriebszustands und/oder einer für einen Betriebszustand vorgesehenen Konfigurationsvorgabe umfassen, wobei der Betriebszustand insbesondere ein Fehlerbetriebszustand sein kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten schematischen 1 erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Übersichtsdarstellung einer Anordnung gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
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In 1 ist ein Fahrzeug 1 schematisch angedeutet, das ein fahrzeuginternes System (Steuersystem) 10 umfasst. Unter dem Begriff „fahrzeugintern“ ist dabei allgemein ein fahrzeuggebundenes System 10 zu verstehen, das gemeinsam mit diesem bewegt wird. Ferner ist in 1 ein fahrzeugexternes System 12 in Form eines zum Beispiel serverbasierten Backends gezeigt. Das fahrzeuginterne und fahrzeugexterne System 10, 12 sind Bestandteil einer Steueranordnung 100 für das Fahrzeug 1.
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Das fahrzeuginterne Steuersystem 10 umfasst eine Mehrzahl von Steuerkomponenten 14. Diese sind als in dem Fahrzeug 1 räumlich getrennt voneinander positionierte Steuergeräte ausgebildet. Dies ist aber nicht zwingend. Allgemein kann eine Steuerkomponente 14 von einer Recheneinheit gebildet werden, wobei eine Mehrzahl entsprechender Recheneinheiten auch in einem einzigen Steuergerät zusammengefasst sein kann.
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Ferner angedeutet ist eine Konfigurationssteuereinheit 16. Diese kann eigene Steuerkomponenten 14 umfassen bzw. auf gesondert hierfür bereitgestellten Steuergeräten ausgeführt werden. In dem gezeigten Beispiel ist die Konfigurationssteuereinheit 16 jedoch als eine softwarebasierte Steuereinheit ausgebildet und umfasst mehrere Softwareapplikationen (Konfigurationssoftwareapplikationen). Diese werden auf den bereits existierenden Steuerkomponenten 14 des Fahrzeugs 1 ausgeführt, welche auch die nachstehend erläuterten Funktionen ausführen. Dies ist in 1 durch strichlierte Verbindungen zwischen den Merkmalen 14 und 16 angedeutet. Jede Konfigurationssoftwareapplikationen kann dabei eigenständig nachstehend erläuterte Konfigurationsvorgabe umsetzen, sodass die Konfigurationssoftwareapplikationen allgemein redundant angelegt sind bzw. jeweils die gewünschten Funktionen der Konfigurationssteuereinheit 16 bereitstellen. Dies erhöht die Sicherheit und Fehlertoleranz, zum Beispiel bei Ausfall einer einzelnen Steuerkomponenten 14. Die Konfigurationssoftwareapplikationen kommunizieren ferner untereinander und verfügen jeweils über eine miteinander synchronisierte Wissensdatenbanken, in denen beispielsweise nachstehend erläuterte Konfigurationsvorgaben hinterlegt sind.
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Die Konfigurationssteuereinheit 16 aus 1 ist somit nicht als eine körperlich/bauliche Einheit zu verstehen, sondern vielmehr als ein funktionales Merkmal, das mittels oder, genauer gesagt, durch Ausführen auf den Steuerkomponenten 14 realisiert wird.
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Allgemein wird die Konfigurationssteuereinheit 16 bzw. werden deren jeweilige Softwareapplikationen (Konfigurationssoftwareapplikationen) von den Steuerkomponenten 14 oder von anderen Steuergeräten des Fahrzeugs 1 über auftretende Fehlerfälle informiert, aber auch über allgemeine Betriebszustände des Fahrzeugs, die einen Normalbetrieb betreffen. Jede Softwareapplikation der Konfigurationssteuereinheit 16 ist somit über den aktuellen Betriebszustand des Fahrzeugs und auch etwaige Fehlerfälle informiert und kann die Konfiguration des fahrzeuginternen Systems 10 betriebszustandsabhängig anpassen.
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Das fahrzeugexterne System 12 (Backend) kann z.B. auf einem Server ausgeführt werden. Dieser umfasst auch eine Kommunikationseinheit 18, die mit einer korrespondierenden Kommunikationseinheit 20 des Fahrzeugs 1 drahtlos kommunizieren kann, beispielsweise mittels Mobilfunk. Die drahtlose Kommunikationsverbindung ermöglicht ein Senden und Empfangen (d.h. Austauschen) von Daten zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Backend 12. Allgemein berechnet das Backend 12 Konfigurationsvorgaben und, in dem gezeigten Beispiel, betriebszustandsabhängige Konfigurationsvorgaben. Je nach auftretendem Betriebszustand sollen dann die entsprechenden Konfigurationsvorgaben in dem Fahrzeug 1 bzw. dessen fahrzeuginternen System 10 umgesetzt werden.
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Die Konfigurationsvorgaben betreffen jeweils eine Zuordnung von bereitzustellenden Funktionen durch eine jeweilige Steuerkomponente 14. Genauer gesagt werden hierdurch den Steuerkomponenten 14 Funktionen zugeordnet werden, die diese bereitstellen sollen. Dabei kann eine Steuerkomponente 14 auch mehrere Funktionen bereitstellen. Je nach auftretendem Betriebszustand wird das fahrzeuginterne System somit nach Maßgabe einer für diesen Betriebszustand vorgesehenen Konfigurationsvorgabe (sofern vorhanden) passend konfiguriert.
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Bei den Funktionen handelt es sich beispielsweise um einleitend aufgelistete Funktionen, die für ein teil- oder vollautonomes Fahren des Fahrzeugs 1 benötigt werden.
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Die Konfigurationsvorgaben können unter Berücksichtigung der vorstehend allgemein diskutierten Zielsetzungen erfolgen (siehe Rechen-/Speicherauslastung, Kommunikationsbedarf, Redundanz). Zusätzlich oder alternativ können die Konfigurationsvorgaben in Anbetracht möglicher Fehlerfälle definiert sein bzw. geeignete Neukonfigurationen und somit Reaktionen auf entsprechende Fehlerfälle definieren. Jeder Fehlerfall kann dabei einen vordefinierten Betriebszustand darstellen und zum Beispiel den Ausfall einzelner Steuerkomponenten 14 oder das Abstürzen darauf ausgeführter, die Funktionen bereitstellender Softwareapplikationen betreffen.
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Eine Bestimmung der Konfigurationsvorgaben kann allgemein vorab erfolgen, beispielsweise im Rahmen eines Entwicklungsprozesses des Fahrzeugs 1. Während der Lebensdauer des Fahrzeugs 1 können aber aufgrund zwischenzeitlich gewonnener Erkenntnisse neue Konfigurationsvorgaben entwickelt werden. Diese können dann über die drahtlose Kommunikationsverbindung an das Fahrzeug 1 übermittelt werden, was auch außerhalb von Wartungsintervallen erfolgen kann. Bevorzugt wird eine Übermittlung in einer Ruhephase des Fahrzeugs, beispielsweise wenn dieses nicht fährt. Optional ist es aber auch möglich, dass das Fahrzeug 1 Konfigurationsvorgaben anfordert, beispielsweise wenn es mit bestehenden Konfigurationsvorgaben zu häufigen Fehlern kommt oder für im Realbetrieb auftretende Fehler-Betriebszustände bisher keine Konfigurationsvorgaben ermittelt wurden.
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Die übermittelten Konfigurationsvorgaben werden von der fahrzeuggebundenen Kommunikationseinheit 20 direkt oder mittelbar an die Konfigurationssteuereinheit 16 bzw. deren nicht gesondert dargestellten Softwareapplikationen übermittelt. Dabei kann eine der Konfigurationsvorgaben als Standardkonfigurationsvorgabe gekennzeichnet sein und durch die Konfigurationssteuereinheit 16 anfänglich umgesetzt werden. Weiteren Konfigurationsvorgabe werden hingegen hinterlegt (zum Beispiel in einer nicht gesondert dargestellten Speichervorrichtung des fahrzeuginternen Systems 10) und dann bei Auftreten eines entsprechenden zugeordneten Betriebszustandes umgesetzt.
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Unter dem Umsetzen einer Konfigurationsvorgabe kann das Zuweisen der auszuführenden Funktionen zu den einzelnen Steuerkomponenten 14 verstanden werden. Wie vorstehend diskutiert, kann dies das Bereitstellen, Aktiveren, Freischalten oder Übersenden von Funktions-Softwareapplikationen an die bzw. in den Steuerkomponenten 14 beinhalten. Die Steuerkomponenten 14 können daraufhin die Softwareapplikationen ausführen und hierdurch die gewünschten Funktionen bereitstellen. Im weiteren Betrieb des Fahrzeugs 1 kann die Konfigurationssteuereinheit 16 überwachen, ob Fehler auftreten oder an sie gemeldet werden. Hierdurch kann auf Fehler-Betriebszustände geschlossen werden und wenn dies der Fall ist, eine für diesen Fehler-Betriebszustand hinterlegte, anfänglich übermittelte Konfigurationsvorgabe ausgelesen und umgesetzt werden.
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Zusätzlich überwacht die Konfigurationssteuereinheit 16 vorzugsweise auch normale Betriebszustände, beispielsweise auf Basis von nicht gesondert dargestellten Fahrzeugsensoren, die eine Umfelderfassung vornehmen. Werden dabei bestimmte vorab definierte Betriebszustände erkannt (z.B. eine bestimmte Fahrsituation), können, sofern vorhanden, für diesen Betriebszustand anfänglich übermittelte Konfigurationsvorgaben ausgewählt und umgesetzt werden.
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Somit kann auf aktuell vorliegende Betriebszustände stets durch Umsetzen geeigneter Konfigurationsvorgaben reagiert werden, was die Sicherheit erhöht. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn der Ausfall bzw. das Abstürzen von Softwareapplikationen festgestellt wird oder auch der Ausfall von Steuerkomponenten 14. Für derartige Fehlerfälle können die Konfigurationsvorgaben festlegen, welche Steuerkomponenten 14 alternativ betrieben werden sollen bzw. wie die nicht mehr ausführbaren Funktionen alternativ bereitgestellt werden sollen.
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Zusammengefasst können der Konfigurationssteuereinheit 16 also wenigstens eine der folgenden Informationen bereitgestellt werden:
- - Es können Rückmeldungen von den Steuerkomponenten 14 oder allgemein von dem fahrzeuginternen System 10 erhalten werden, beispielsweise hinsichtlich der Funktionsfähigkeit der Steuerkomponenten 14 bzw. des Systems 10. Insbesondere wenn dabei Fehler erkannt werden, können neue, für diesen Betriebszustand vorgesehene Konfigurationsvorgaben umgesetzt werden, sofern derartige Vorgaben vorab ermittelt wurden.
- - Die einzelnen Funktionen können Informationen hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit an die Konfigurationssteuereinheit 16 übermitteln. Werden hierbei Fehler festgestellt, wie z.B. eine mangelnde Effizienz oder allgemein eine nicht mehr mögliche Funktionserfüllung, können für diesen (Fehler-)Betriebszustand geeignete Konfigurationsvorgaben ausgelesen und umgesetzt werden, sofern derartige Vorgaben vorab ermittelt wurden.
- - Es können Informationen bezüglich allgemeiner Betriebszustände oder allgemein der Fahrsituation des Fahrzeugs 1 an die Konfigurationssteuereinheit 16 übermittelt werden. Die Konfigurationssteuereinheit 16 kann dann z.B. auf das Vorliegen bestimmter Fahrsituationen schließen und eine für diesen Betriebszustand vorgesehene Konfigurationsvorgabe identifizieren und umsetzen, sofern derartige Vorgaben vorab ermittelt wurden.
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Die vorstehenden Fälle richten sich allgemein darauf, dass anfänglich übermittelte Konfigurationsvorgaben, die für entsprechende Betriebszustand vorgesehen sind, umgesetzt werden. Bevorzugt ist die Konfigurationssteuereinheit 16 aber auch dazu eingerichtet, eigene Konfigurationsvorgaben zu erstellen und/oder umzusetzen, beispielsweise wenn für einen bestimmten Betriebszustand keine geeignete Konfigurationsvorgabe vorliegt. Zusätzlich oder alternativ kann dies dann erforderlich sein, wenn keine Kommunikationsverbindung zu dem fahrzeugexternen System 12 möglich ist oder im Rahmen einer zulässigen Zeitspanne nicht mehr aufgebaut werden kann.
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Ist dies der Fall, kann die Konfigurationssteuereinheit 16 dazu eingerichtet sein, eigenständige Konfigurationsvorgaben für das fahrzeuginterne System 10 festzulegen (beispielsweise gemäß einem vorstehend erläuterten Regelsatz) und diese auch umzusetzen. Dies kann mit sogenannten Selbstheilungsmaßnahmen einhergehen, wonach fehlerhafte Steuerkomponenten 14 oder Softwareapplikationen neu gestartet werden und/oder Redundanzen wieder hergestellt werden, wenn z.B. eine Steuerkomponente 14 ausgefallen ist und auf eine Backup-Steuerkomponente 14 zum Ausführen einer bestimmten Funktion gewechselt wurde. In diesem Fall muss zum Wiederherstellen der Redundanz für die eigentliche Backup-Steuerkomponente 14 eine weitere Steuerkomponente 14 ausgewählt werden, die dann als Primär- oder als neue Backup-Steuerkomponente 14 für die entsprechende Funktion dient.
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Vorteile des gezeigten Ausführungsbeispiels betreffen insbesondere die Flexibilität hinsichtlich des Anpassens von Konfigurationen des fahrzeuginternen Systems 10, wobei unter Konfiguration die Zuordnung von Funktionen zu Steuerkomponenten 14 zu verstehen ist. Weiter wird die Sicherheit erhöht, da betriebszustandsabhängige Konfigurationsvorgaben vorab hinterlegt und situationsgerecht sowie insbesondere als Reaktion auf Fehler umgesetzt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 10
- fahrzeuginternes System (Steuersystem)
- 12
- fahrzeugexternes System (Backend)
- 14
- Steuerkomponente
- 16
- Konfigurationssteuereinheit
- 18, 20
- Kommunikationseinheit
- 100
- Steueranordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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