DE102021206272B4

DE102021206272B4 - Fahrzeugsystem und Fahrzeug zur Generierung von Betriebsparametern

Info

Publication number: DE102021206272B4
Application number: DE102021206272.5A
Authority: DE
Inventors: Mohammad Alsharif; Istvan Hegedues-Bite; Hubert Bichelmeier; Bastian Hubracht; Gowtham Perumalsamy; Ilker Bagci; Timm Muntel; Shruthi Reddy Morsu; Venkateswarlu Nadendla
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2024-04-18
Anticipated expiration: 2041-06-19
Also published as: DE102021206272A1

Abstract

Fahrzeugsystem (1,1a) zur Generierung von Betriebsparametern zum Betreiben eines Fahrzeugs umfassend ein oder mehrere bordeigene Sensoren zur Generierung von fahrzeuginternen Sensorsignalen und ferner umfassend zumindest ein Sensormodul (4), wobei das zumindest eine Sensormodul (4) zum Empfang der fahrzeuginternen Sensorsignale ausgebildet ist, und wobei ferner das zumindest eine Sensormodul (4) zur Generierung von Sensordaten durch Auswertung und Verarbeitung der fahrzeuginternen Sensorsignale ausgebildet ist,und wobei zumindest ein Fahrzeugmodul (5) vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) zum Empfang der von dem zumindest einen Sensormodul (4) übermittelten Sensordaten ausgebildet ist, und wobei das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) zur Generierung von Betriebsparametern zur Steuerung von Aktoren und Betriebsfunktionen durch Auswertung und Verarbeitung der fahrzeuginternen Sensordaten ausgebildet ist,wobei die mehreren Sensoren in zeitkritische Sensoren (2a,..,2n) und zeitunkritische Sensoren (3a,..,3n) und die Aktoren in zeitkritische Aktoren (6a,..,6n) und zeitunkritische Aktoren (9a,..,9n) eingeteilt sind und wobei die zeitkritischen Sensoren (2a,..,2n) direkt zur Übertragung zeitkritischer Sensorsignale an das zumindest eine Sensormodul (4) gebunden sind zum Ermitteln von zeitkritischen Sensordaten, wobei das zumindest eine Sensormodul (4) ausgestaltet ist, die zeitkritischen Sensordaten direkt an das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) zur Generierung von zeitkritischen Betriebsparametern für die zeitkritischen Aktoren (6a,..,6n) zu übermitteln und wobei zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit (8) vorgesehen ist, wobei die zeitunkritische Steuerungseinheit (8) mit dem zumindest einen Sensormodul (4) und dem zumindest einen Fahrzeugmodul (5) zur bidirektionalen Datenübertragung verbunden ist, und wobei die zeitunkritischen Sensoren (3a,..,3n) und zeitunkritischen Aktoren (9a,..,9n) mit der zumindest einen zeitunkritischen Steuerungseinheit (8) direkt zur Datenübertragung von zeitunkritischen Sensorsignalen und zum Datenempfang verbunden sind, wobei die zeitunkritische Steuerungseinheit (8) zur verzögerten oder direkten Weiterleitung zumindest der zeitunkritischen Sensorsignale an das zumindest eine Sensormodul (4) ausgebildet ist, zur Verarbeitung der zeitunkritischen Sensorsignale als zeitunkritische Sensordaten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsystem zur Generierung von Betriebsparametern zum Betreiben eines Fahrzeugs umfassend ein oder mehrere bordeigene Sensoren zur Generierung von fahrzeuginternen Sensorsignalen. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug.
In der heutigen Welt sind alle Sensordatenverarbeitungen und Funktionalitäten einem einzelnen Steuergerät oder mehreren Steuergeräten zugeordnet. Die Sensordatenverarbeitung ist an Funktionalitäten gekoppelt und im Steuergerät angesiedelt, die in enger Abhängigkeit zueinanderstehen. Die Sensorsignale werden daher vom Steuergerät direkt verarbeitet.
In vollelektrischen oder hybridelektrischen Fahrzeugen ist die Onboard-Kommunikation ein entscheidendes Thema, welche auf einer zuverlässigen und robusten Interaktion zwischen den eingebetteten Steuereinheiten (ECUs) basiert. Die Onboard-Kommunikation stellt unter anderem das Strom- und Batteriemanagement, Dienste, Zubehör und Überwachung bereit.
Der aktuelle Stand der Technik in Bezug auf die Architektur und insbesondere die Steuergeräte-Struktur besteht aus einem Steuergerät (Zone, Domäne, Funktion) oder einer Vielzahl von Steuergeräten, die miteinander kommunizieren, um die Gesamtfahrzeugfunktionalität zu erfüllen. Jedes dieser Steuergeräte hat jedoch in der Regel Schnittstellen zu Sensoren, beherbergt Software und Codes zur Ausführung von Funktionalitäten und steuert einige Aktoren oder andere Hardware.
Darüber hinaus gibt es auch Steuergeräte, die nur für die Verarbeitung von Sensordaten vorgesehen sind und Daten sowohl von Sensoren als auch von Cloud-Servern verarbeiten können. Die Verarbeitung der Sensorsignale direkt in den Steuergeräten bringt vor allem in Bezug auf Zeit und Rechenkapazität Nachteile mit sich, welche sich z.B. durch den Komplexitätsgrad sowie der redundanten Verarbeitung derselben Sensorsignale/Sensorrohdaten in den Steuergeräten ergeben. Dadurch ist eine hohe Rechenleistung notwendig, welche auch zu höheren Kosten durch bessere Prozessoren führt. Ferner steigt die Komplexität durch die notwendigen Schnittstellenschichten und Kabelbaummodelle.
Die Kabelbaummodelle für das gesamte System werden bei der Implementierung solcher Architekturen sehr schwerfällig und ineffizient. Das komplexe Verkabelungssystem führt direkt zu Problemen wie hohen Kosten, Installationsschwierigkeiten, Schwierigkeiten bei der Fehlersuche und Energieverschwendung durch zusätzliches Gewicht.
Insbesondere bei elektrisch betriebenen und/oder autonom fahrenden Fahrzeugen sind die Anforderungen an ein zuverlässiges Kommunikationssystem in einer Fahrzeugumgebung hoch, insbesondere im Hinblick auf Datenaustausch, der für die kritischeren Systeme wie der Steuerung elektrischer Aktuatoren benötigt wird.
Die DE 10 2012 211 041 A1 offenbart ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, bei dem mit zumindest einem Steuergerät verschiedene Sensordaten verarbeitet und Fahrhilfen für einen Fahrzeugführer erzeugt werden, wobei über eine Schnittstelle des Fahrerassistenzsystems zumindest ein Mobilgerät mit dem Fahrerassistenzsystem verbunden wird, wobei ein oder mehrere Sensoren des Mobilgerätes über die Schnittstelle in das Fahrerassistenzsystem eingebunden werden und die Sensordaten dieser Sensoren des Mobilgerätes an das Steuergerät übertragen und von dem Steuergerät verarbeitet werden und/oder Sensordaten aus dem Steuergerät an das Mobilgerät zur Verarbeitung durch das Mobilgerät übertragen werden.
Die DE 202 05 496 U1 offenbart ein Türsteuergerät einer Kraftfahrzeugtür zur Steuerung eines Fensterhebersystems und zur Steuerung weiterer Funktionseinheiten der Kraftfahrzeugtür, mit einem Schaltungsträger, auf dem Schaltungselemente zur Steuerung angeordnet sind, wobei eine erste Recheneinheit und eine zweite Recheneinheit (Bestandteil des Türsteuergerätes sind, wobei zur Separation von Steuerungsfunktionen die erste Recheneinheit zur Steuerung und Berechnung aller zeitkritischen Operationen eines Einklemmschutzalgorithmus des Fensterhebersystems vorgesehen ist, und die zweite Recheneinheit für andere Operationen, insbesondere zur Steuerung der weiteren Funktionseinheiten, vorgesehen ist, und die erste Recheneinheit und die zweite Recheneinheit über eine Datenschnittstelle miteinander verbunden sind.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Fahrzeugsystem und ein verbessertes Fahrzeug zur Generierung von Betriebsparametern zur Steuerung eines Fahrzeugs bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeugsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die geeignet miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeugsystem zur Generierung von Betriebsparametern zum Betreiben eines Fahrzeugs umfassend ein oder mehrere bordeigene Sensoren zur Generierung von fahrzeuginternen Sensorsignalen und ferner umfassend zumindest ein Sensormodul, wobei das zumindest eine Sensormodul zum Empfang der fahrzeuginternen Sensorsignale ausgebildet ist, und wobei ferner das zumindest eine Sensormodul zur Generierung von Sensordaten durch Auswertung und Verarbeitung der fahrzeuginternen Sensorsignale ausgebildet ist,
und wobei zumindest ein Fahrzeugmodul vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Fahrzeugmodul zum Empfang der von dem zumindest einen Sensormodul übermittelten Sensordaten ausgebildet ist, und wobei das zumindest eine Fahrzeugmodul zur Generierung von Betriebsparametern zur Steuerung von Aktoren und Betriebsfunktionen durch Auswertung und Verarbeitung der fahrzeuginternen Sensordaten ausgebildet ist,
wobei die mehreren Sensoren in zeitkritische Sensoren und in zeitunkritische Sensoren und die Aktoren in zeitkritische Aktoren und zeitunkritische Aktoren eingeteilt sind, und wobei die zeitkritischen Sensoren direkt zur Übertragung zeitkritischer Sensorsignale an das zumindest eine Sensormodul gebunden sind zum Ermitteln von zeitkritischen Sensordaten, wobei das zumindest eine Sensormodul ausgestaltet ist, die zeitkritischen Sensordaten direkt an das zumindest eine Fahrzeugmodul zur Generierung von zeitkritischen Betriebsparametern für die zeitkritischen Aktoren zu übermitteln, und wobei zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit vorgesehen ist, wobei die zeitunkritische Steuerungseinheit mit dem zumindest einen Sensormodul und dem zumindest einen Fahrzeugmodul zur bidirektionalen Datenübertragung verbunden ist und wobei die zeitunkritischen Sensoren und zeitunkritischen Aktoren mit der zumindest einen zeitunkritischen Steuerungseinheit direkt zur Datenübertragung von zeitunkritischen Sensorsignalen und zum Datenempfang verbunden sind, wobei die zeitunkritische Steuerungseinheit zur verzögerten oder direkten Weiterleitung zumindest der zeitunkritischen Sensorsignale an das zumindest eine Sensormodul ausgebildet ist, zur Verarbeitung der zeitunkritischen Sensorsignale als zeitunkritische Sensordaten.
Die Sensoren können als dabei auf unterschiedlichen Messprinzipien beruhende Sensoren ausgestaltet sein, oder mehrere Sensoren des gleichen Typs, welche im oder am Fahrzeug angeordnet sind.
Unter fahrzeuginternen Sensorsignale sind Signale zu verstehen, welche zum einen beispielsweise Signale im Fahrzeug oder am Fahrzeug selber aufnehmen, beispielsweise ungewöhnliche Quitschgeräusche, Abriebgeräusche etc. aber auch Signale, welche die Umgebung betreffen, wie beispielsweise das Umfeld als Umfelddaten zur Objekterkennung, Hinderniserkennung, Spurerkennung etc.
Die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit ist eine Steuereinheit, die für Host-Funktionalitäten bestimmt ist, die nicht zeitkritisch sind, und die mit allen entsprechenden Sensoren und Aktoren verbunden ist, die zur Erfüllung dieser Funktionalitäten erforderlich sind. Diese Funktionalitäten sind nicht empfindlich gegenüber Zeitverzögerungen oder Latenzen und sind keine sicherheitsrelevanten Funktionen und keine sicherheitsrelevanten Sensoren. Beispiele für diese zeitunkritischen Sensoren sind Umgebungslichtsensoren, Kofferraumzustandserkennungssensor (geöffnet oder geschlossen), Fußdetektionssensor für die Kofferraumöffnung, Regensensor, Fensterhebersensor, Reifendrucksensor, Ölstandssensor, Sensor für Handbremsen, Funkschlüssel-Erkennungssensor etc.
So ist das Erkennen von Regen über den Regensensor mit 0,1 -Ausgängen und das automatische Starten der Scheibenwischer eine zeitunkritische Funktion, die sich nicht durch kleine Zeitverzögerungen und Latenzen sicherheitskritisch auswirkt.
Zeitkritische Sensoren sind beispielsweise Sensoren zum Zünden der Airbags, Kamerasensoren insbesondere Frontkameras, Lenksensoren ebenso wie beispielsweise die Aktoren zum Einstellen des Lenkrads. Ferner sind alle Sensoren betreffend das Bremssystem sicherheitskritisch und damit zeitkritisch einzuordnen ebenso wie die dazu korrespondierenden Aktoren des Bremssystems.
Die zeitunkritischen Sensoren und Funktionalitäten bzw. Aktoren sind an die zeitunkritische Steuerungseinheit gekoppelt und werden von dieser verwaltet. In Abhängigkeit von der Auslastung der/des Sensormoduls und ggf. der / des Fahrzeugmoduls kann die zeitunkritische Steuerungseinheit über die Weiterleitung der zeitunkritischen Sensorsignale entscheiden. Dadurch kann eine Entkopplung und Entlastung zwischen der Sensorseite und der Fahrzeugseite erzielt werden sowie eine Priorisierung von sicherheitskritischen Funktionen bewirkt werden.
Ein weiterer Vorteil dieser hybriden Architektur des erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems ergibt sich daraus, dass neu hinzuzufügende zeitunkritische Sensoren /Aktoren mitsamt ihrer Funktionalität lediglich an die zeitunkritische Steuerungseinheit über eine Schnittstelle angeschlossen werden müssen.
Dadurch ist ein problemloses und unkritisches Hinzufügen neuer unkritischer Sensoren und Aktoren möglich.
Durch diese Entkoppelung zwischen kritischen Sensoren/Aktoren und zeitunkritischen Sensoren/Aktoren kann eine schnelle Verarbeitung zeitkritischer Daten bewirkt werden.
Ferner kann auf komplexere Kabelbäume verzichtet werden, da die zeitkritischen und zeitunkritischen Daten nicht synchron/ parallel übermittelt werden müssen, sondern beispielsweise in Abhängigkeit von der Auslastung.
Ferner können die bordeigenen Sensoren auch Stellglieder umfassen, welche ein Sensorsignal erzeugen.
In weiterer möglicher Ausgestaltung ist die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit dazu ausgebildet, eine kontrolliert verzögerte Übermittlung der zeitunkritischen Sensorsignale an das zumindest eine Sensormodul in Abhängigkeit von der Auslastung des zumindest einen Sensormoduls und ggf. des zumindest einen Fahrzeugmoduls zu bewerkstelligen.
Die Übermittlung der von den unkritischen Sensoren und Aktoren erzeugten Daten innerhalb des Fahrzeugsystems kann damit auf die Anforderungen des Sensormoduls, welches insbesondere aus einer Sensorsteuerungseinheit und Sensordomänen besteht, sowie auf die Anforderungen des Fahrzeugmoduls, welches insbesondere aus einem Fahrzeugsteuerungssystem und mehreren Fahrzeugdomänen besteht, angepasst werden, insbesondere hinsichtlich Flexibilität und Skalierbarkeit sowie Auslastung. Insbesondere können aufgrund der entkoppelten Architektur neue zeitunkritische Sensoren und zeitunkritische Aktoren bzw. Stellglieder und Funktionalitäten einfach zu der zeitunkritischen Steuerungseinheit hinzugefügt werden. Aufgrund der Steuerung und Kontrolle durch die Steuerungseinheit hinsichtlich der Auslastung ergeben sich für das zumindest eine Fahrzeugmodul und das zumindest eine Sensormodul damit keine Überlastungen oder/und Ausfälle und/oder andere Schwierigkeiten.
In weiterer Ausgestaltung ist das zumindest eine Sensormodul dazu ausgebildet, die verarbeiteten zeitunkritischen Sensordaten an das zumindest eine Fahrzeugmodul zur Generierung von Betriebsparametern zu übermitteln.
Dabei werden die zeitunkritischen Sensordaten zunächst an das Sensormodul und dann von diesem an das zumindest eine Fahrzeugmodul direkt übermittelt. Die zeitunkritischen Betriebsparameter, welche von dem zumindest einen Fahrzeugmodul anhand der übermittelten zeitunkritischen Sensordaten generiert werden, werden anschließend an die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit übermittelt, zum Einstellen der angebundenen Aktoren.
Alternativ oder optional kann das zumindest eine Sensormodul die verarbeiteten zeitunkritischen Sensordaten auch an die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit zur eigenständigen Generierung der zeitunkritischen Betriebsparameter oder zur verzögerten Weiterleitung an das zumindest eine Fahrzeugmodul zur Generierung der zeitunkritischen Betriebsparameter übermitteln.
Dazu muss die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit selber ausgebildet sein, die Generierung vorzunehmen. Auch kann anstatt einer direkten Weiterleitung der verarbeiteten Sensordaten durch das Sensormodul eine Zwischenschaltung durch die zeitunkritische Steuerungseinheit vorgenommen werden.
Im Falle der Generierung der Betriebsparameter durch das zumindest eine Fahrzeugmodul, werden die Betriebsparameter von dem zumindest einen Fahrzeugmodul vorzugsweise wieder an die zeitunkritische Steuerungseinheit übermittelt. Das heißt, dass das zumindest eine Fahrzeugmodul dazu ausgebildet ist, bei Empfang der zeitunkritischen Sensordaten durch die zeitunkritische Steuerungseinheit oder direkt durch das zumindest eine Sensormodul die zeitunkritischen Betriebsparameter zu generieren und an die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit zurück zu übermitteln; zur Einstellung der von der zeitunkritischen Steuerungseinheit gehosteten Aktoren/Sensoren.
In weiterer Ausbildung besteht das zumindest eine Fahrzeugmodul aus zumindest einem Fahrzeugsteuerungssystem und das zumindest eine Sensormodul aus zumindest einer Sensorsteuerungseinheit.
Alternativ umfasst das zumindest eine Fahrzeugmodul zumindest ein Fahrzeugsteuerungssystem und mehrere unabhängige Fahrzeugdomänen, welche dem zumindest einen Fahrzeugsteuerungssystem untergeordnet sind, und das zumindest eine Sensormodul zumindest eine Sensorsteuerungseinheit und mehrere unabhängige Sensordomänen, welche der zumindest einen Sensorsteuerungseinheit untergeordnet sind.
Fahrzeugsteuerungssysteme (ECU) können im automobilen Bereich in mehreren elektronischen Bereichen eingesetzt werden, beispielsweise zum Steuern und Regeln von Fahrzeugbereichen/Fahrzeuggruppen, beispielsweise dem Frontend und dem Backend eines Fahrzeugs wie auch einzelnen Fahrzeugkomponenten / Fahrzeugmodulen wie dem Bremssystem oder dem Vorderachslenksystem / Lenksystem.
Das Fahrzeugsteuerungssystem dominiert und koordiniert vorzugsweise dabei als übergeordnetes System die mehreren Fahrzeugdomänen. Diese Fahrzeugdomänen können auch funcional zone ECUs genannt werden. Solche Fahrzeugdomänen sind dem Fahrzeugsteuerungssystem untergeordnet. Die Fahrzeugdomänen betreiben Fahrzeugmodule, die eine Funktionseinheit bilden und in denen miteinander in Beziehung stehende Funktionen anfallen. Dabei werden die Module im Detail betrachtet. Beispiele für Fahrzeugdomänen sind elektronische Systeme wie ein Lenkradsystem eines Fahrzeuges im Antriebsstrang, sowie ein Multimediasystem und ein Infotainmentsystem oder beispielsweise die ADAS (Fahrerassistenzsysteme) Funktionalitäten.
Die Fahrzeugdomänen können beispielsweise eine oder mehrere Funktionen oder einen oder mehrere Aktoren der jeweiligen Fahrzeugmodule einstellen. Das Fahrzeugsteuerungssystem ist dabei als Master ausgebildet. Ergeben sich für dieselbe Bauteilkomponente / Fahrzeugmodul unterschiedliche Betriebsparameter, so wird dieser von der Fahrzeugdomäne an das Fahrzeugsteuerungssystem übermittelt und der endgültig einzustellende Wert vom Fahrzeugsteuerungssystem bestimmt. Das Fahrzeugsteuerungssystem kann dabei Betriebsparameter zum Steuern des Fahrzeugs wie beispielsweise für das Bremssystem generieren.
Ebenso kann die zumindest eine Sensorsteuerungseinheit als übergeordnetes System ausgebildet sein, welches dazu ausgebildet ist, die Sensordomänen zu dominieren und zu koordinieren.
Dabei sind die Sensordomänen und die Sensorsteuerungseinheit direkt an die zeitkritischen Sensoren angebunden, um die zeitkritischen Sensorsignale als Sensordaten zu verarbeiten.
Diese zeitkritischen Sensorsignale werden an die Fahrzeugdomänen und an das Fahrzeugsteuerungssystem übermittelt, um zeitkritische Betriebsparameter für die zeitkritischen Aktoren oder die zeitkritischen Sensoren zu generieren. Die Fahrzeugdomänen und das Fahrzeugsteuerungssystem übermitteln die zeitkritischen Betriebsparameter direkt an die zeitkritischen Aktoren, welche mit ihnen in Verbindung stehen.
So ist beispielsweise die Frontkamera mit der Sensorsteuerungseinheit zur Generierung von Sensordaten und der Lenkaktor des Bremssystems mit der Funktionssteuerungseinheit verbunden, um die mittels der Sensordaten generierten Betriebsparameter eine Einstellung des Lenkaktors des Bremssystems zu bewirken.
In weiterer Ausgestaltung ist ein PLC(Power-Line-Communication) Gateway vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, Daten als Datensignal über die Stromleitungen zu übertragen, wobei das zumindest eine Fahrzeugmodul als auch das zumindest eine Sensormodul und die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit mit dem PLC-Gateway verbunden sind, zur Übertragung von Daten zwischen der zumindest einen zeitunkritischen Steuerungseinheit, dem zumindest einen Fahrzeugmodul und dem zumindest einen Sensormodul.
Durch das PLC-Gateway können Daten als Datensignal auf die Stromleitung modelliert werden und somit bidirektional übertragen werden.
Durch das PLC-Gateway können das zeitkritische Fahrzeugmodul und das zeitkritische Sensormodul mit der zeitunkritischen Steuerungseinheit kommunizieren. Durch eine solche Übertragung können komplexe Kabelbäume eingespart werden und somit das Gewicht und die Kosten reduziert werden.
Ferner können auch die zeitkritischen Sensoren mit dem PLC-Gateway verbunden sein, zur Übertragung von zeitkritischen Sensorsignalen an das zumindest eine Sensormodul über das PLC-Gateway. Ferner können auch die zeitkritischen Aktoren mit dem PLC-Gateway verbunden sein, zur Übertragung von zeitkritischen Betriebsparametern von dem zumindest einen Fahrzeugmodul über das PLC-Gateway. Dadurch können weitere Kabel und Verkabelungen eingespart werden.
Dadurch ist eine Kommunikation weitgehend über das PLC-Gateway möglich.
In weiterer Ausgestaltung ist das PLC-Gateway dazu ausgebildet, zumindest die zeitkritischen Sensordaten in einer ersten Frequenz für eine PLC-Übertragung zu modellieren und die zeitunkritischen Daten in einer zweiten Frequenz für eine PLC-Übertragung zu modellieren.
Vorzugsweise ist das PLC-Gateway dazu ausgebildet, alle zeitkritischen Daten in der ersten Frequenz für eine PLC-Übertragung zu modellieren.
Somit kann auch eine Vermeidung oder Reduzierung eines Datenstaus erzielt werden, indem zumindest zwei unterschiedliche Frequenzen durch das PLC-Gateway moduliert werden. Dabei werden zeitkritische Daten mit einer ersten Frequenz und zeitunkritische Daten mit einer zweiten Frequenz moduliert und auf die Stromleitung aufgebracht. Dadurch kann vermieden werden, alle Sensoren gleichzeitig zu verlieren, wenn eine Frequenz innerhalb der Stromleitung oder durch das PLC-Gateway blockiert ist.
In weiterer Ausgestaltung sind die zeitunkritischen Sensoren und die zeitunkritischen Aktoren mit dem PLC-Gateway verbunden, zur Übertragung und zum Empfang von Daten durch die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit. Dadurch können weitere Kabel eingespart werden.
In weiterer Ausgestaltung ist ein elektrisches Bordnetz mit elektrischen Leitungen vorgesehen, wobei die elektrischen Leitungen als Gleichstromversorgungsleitung ausgebildet sind. Im Gegensatz zur herkömmlichen Wechselstromleitungskommunikation weist der DC-Gleichstrombus vorhersagbare Rausch- und Impedanzeigenschaften auf, die eine hohe Bandbreite ermöglichen. Durch die Verwendung der bereits vorhandenen DC-Gleichstrombus -Leitung für die Übertragung von Daten ist eine einfache und kostengünstige Übertragung mittels PLC möglich.
Weiterhin vorzugsweise ist das PLC-Gateway als externer PLC-Chip, welcher zur bidirektionalen Kommunikation ausgebildet ist, ausgestaltet, welcher eingerichtet ist, Daten als Datensignal über die Stromleitungen zu übertragen als auch zu empfangen.
Weiterhin vorzugsweise ist das PLC-Gateway als ein FSK (Frequenzumtastung)- Modul zur Modulation der Daten in ein übertragbares FSK (Frequenzumtastung)-Signal ausgebildet.
In weiterer Ausbildung ist eine Kommunikationsverbindung vorgesehen, um das zumindest eine Fahrzeugmodul und das zumindest eine Sensormodul und die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit zu verbinden zur alternativen oder parallelen Übertragung von Daten zwischen der zumindest einen zeitunkritischen Steuerungseinheit, dem zumindest einen Fahrzeugmodul und dem zumindest einen Sensormodul. Vorzugsweise sind das zumindest eine Fahrzeugmodul und das zumindest eine Sensormodul und die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit dazu ausgebildet, bei fehlgeschlagener oder unsicherer Übertragung von Daten über das PLC-Gateway die generierten Daten als Datensignal über die Kommunikationsverbindung untereinander zu übertragen.
Durch diese alternative zusätzliche Kommunikation kann ein ausfallsicheres System erzeugt werden. Vorzugsweise ist die Kommunikationsverbindung z. B. als CAN, Ethernet oder Flexray, ausgebildet.
Ferner kann sowohl das Sensormodul als auch das zumindest eine Fahrzeugmodul zur separaten Anbindung an eine Cloud / externen Server ausgebildet sein, zum separaten Herunterladen von externen Daten. Externe Daten sind beispielsweise nicht fahrzeuggebundene, sondern allgemeine Daten, wie beispielsweise das Wetter. Dadurch kann eine weitere Entkopplung erzielt werden, zwischen der Sensorseite, hier dem Sensormodul und der Betriebsparameter generierenden steuernden Fahrzeugseite, in Form des Fahrzeugmoduls.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeug mit einem wie oben beschriebenen Fahrzeugsystem, wobei das Fahrzeug als autonom betreibbares Fahrzeug ausgebildet ist. Insbesondere eignet sich das System für ein autonom betriebenes Fahrzeug, da hier besonders viele Sensoren verbaut werden müssen. Durch die Erfindung kann auf viele zusätzliche Kabel, und damit auf ein erhöhtes Gewicht und erhöhte Kosten verzichtet werden. Insbesondere kann das Fahrzeug ein elektrisches Fahrzeug sein.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren. Darin zeigen schematisch:

1: ein Fahrzeugsystem mit einem Steuergerät gemäß dem Stand der Technik, und
2: eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems, und
3: eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems.

Das Fahrzeugsystem 100 weist ein Steuergerät (ECU) 101 auf. Ferner weist das Fahrzeugsystem 100 mehrere Sensoren 102a, 102b, 102c auf. Diese Sensoren 102a, 102b, 102c können Sensorsysteme, Sensorarrays, einzelne Sensoren oder Lidar- und Radarsensoren, Kamerasensoren etc. sein.
Die Sensoren 102a, 102b, 102c generieren Sensorsignale beispielsweise von fahrzeuginternen Komponenten oder als Umfeldbild durch beispielsweise eine Kamera durch Aufnahme eines Umfeldbildes.
Die Sensorsignale werden erfasst und jeweils an die Steuergeräte 101,101a überm ittelt.
Ferner sind die Steuergeräte 101,101a an einen externen Server 103 gebunden, um externe Daten, wie Wetterinformationen, Staumeldungen herunterzuladen. Das jeweilige Steuergerät 101, 101a fusioniert und verarbeitet die Sensorsignale unter Einbeziehung der externen Daten separat zur Erzeugung von Betriebsparametern. Sind daher mehrere Steuergeräte 101, 101a vorhanden, so werden in jedem Steuergerät 101,101a die relevanten Sensorsignale fusioniert und ausgewertet und unter Verwendung von externen Daten von dem externen Server 103 Betriebsparameter generiert.
Die meisten Steuergeräte 101,101a gemäß dem Stand der Technik verarbeiten somit häufig dieselben Signale sowohl von Sensoren als auch Daten von externen Servern 103. Die Sensordatenverarbeitung ist an Funktionalitäten gekoppelt und im Steuergerät 101, 101a angesiedelt, die in enger Abhängigkeit zueinander stehen. Jedes Steuergerät 101, 101a fusioniert und verarbeitet die Sensorsignale und Daten separat. Dadurch ergibt sich ein hoher Komplexitätsgrad, eine große benötigte Rechenleistung und eine hohe Komplexität der Schnittstellenschichten und Kabelbaummodellen.
Jedes einzelne Steuergerät 101, 101a verarbeitet sowohl die Sensorsignale (z. B. Sensorfunktion) und generiert Ausgänge, die Betriebsparameter, wie beispielsweise Parameter für die Aktuatoren 105a,..,105n und Betriebsparameter für Fahrzeugmodule 104a,..,104n.
2 zeigt ein Fahrzeugsystem 1 zur Generierung von Betriebsparametern zum Betreiben eines Fahrzeugs gemäß der Erfindung.
Das Fahrzeugsystem 1 weist mehrere Sensoren zur Generierung von Sensorsignalen auf. Sensoren messen und registrieren unterschiedlichste Messgrößen und wandeln die Messergebnisse in elektrische Signale um.
Dabei werden die Sensoren in zeitkritische Sensoren 2a,..., 2n, wie beispielsweise Raddrehzahlsensor zur Erfassung der Raddrehzahlen, Drucksensoren zur Erfassung des Bremsdrucks, Temperatursensoren zur Erfassung der Kühlwassertemperatur, Nockenwellensensor, Bremsverschleißsensoren, eingeteilt.
Ferner werden die Sensoren in zeitunkritische Sensoren 3a,..,3n unterteilt. Dabei versteht man unter zeitunkritischen Sensoren 3a,... 3n, diejenigen Sensoren, welche nicht empfindlich gegenüber einer zeitverzögernden Erfassung oder Auswertung sind bzw. bei Sensoren, die für kein zeitkritisches System notwendig sind. Solche zeitunkritischen Sensoren 3a,..,3n sind beispielsweise Sensoren wie Umgebungslichtsensoren, Kofferraumzustandserkennungssensor (geöffnet oder geschlossen), Fußdetektionssensor für die Kofferraumöffnung, Regensensor, Fensterhebersensor, Reifendrucksensor, Ölstandssensor, Sensor für Handbremsen, Funkschlüssel-Erkennungssensor etc.
So ist das Erkennen von Regen über den Regensensor mit 0,1 -Ausgängen und das automatische Starten der Scheibenwischer eine zeitunkritische Funktion, die sich nicht durch kleine Zeitverzögerungen und Latenzen sicherheitskritisch auswirkt.
Ferner ist ein PLC-Gateway 10, beispielsweise in Form eines PLC-Chips vorgesehen, zum Übertragen der Daten über elektrische Leitungen. Das PLC-Gateway 10 kann als FSK-Modul ausgebildet sein, welches die zu sendenden Daten in ein FSK-Signal umwandelt und dieses auf die Stromleitungen moduliert. Dabei sind die elektrischen Stromleitungen als Gleichstromversorgungsleitung ausgebildet. Im Gegensatz zur herkömmlichen Wechselstromleitungskommunikation weist der DC-Gleichstrombus vorhersagbare Rausch- und Impedanzeigenschaften auf, die eine hohe Bandbreite ermöglichen. Durch die Verwendung der bereits vorhandenen DC-Gleichstrombus -Leitung für die Übertragung von Daten ist eine einfache und kostengünstige Übertragung mittels PLC möglich.
Durch die Einsetzung einer PLC- Kommunikation in dieser Architektur können der Kabelbaum, das Gewicht und die Systemkomplexität enorm reduziert werden.
Ferner ist ein zeitkritisches Sensormodul 4 vorgesehen, welches beispielsweise als Sensorsteuerungseinheit ausgebildet ist. Die zeitkritischen Sensoren 2a,.., 2n sind dabei an das zeitkritische Sensormodul 4 über das PLC-Gateway 10 angebunden zum direkten Übertragen von zeitkritischen Sensorsignalen an das zeitkritische Sensormodul 4.
Das zeitkritische Sensormodul 4 ist dazu ausgebildet, die zeitkritischen Sensorsignale in zeitkritische verarbeitete Sensordaten umzuwandeln. Dazu kann das zeitkritische Sensormodul 4 mit einem externen Server, beispielsweise einer Cloud (nicht gezeigt) verbunden sein, um die Sensorsignale unter Verwendung externer Informationen zu verarbeiten. Solche externen Daten sind beispielsweise Updates. Ferner können damit Daten umfasst sein, wie die Daten eines Straßenbelags, auf dem sich das Fahrzeug befindet, einer Verkehrssituation, Wetterdaten, einer Anzahl von Fahrspuren der Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug befindet, die Geländetopologie der Fahrbahn, auf dem sich das Fahrzeug befindet etc.
Ferner ist ein zeitkritisches Fahrzeugmodul 5 vorgesehen, welches über das PLC - Gateway 10 mit dem zeitkritischen Sensormodul 4 verbunden ist.
Dabei werden die zeitkritischen verarbeiteten Sensordaten direkt vom Sensormodul 4 an das zeitkritische Fahrzeugmodul 5 über das PLC-Gateway 10 als Datensignal übertragen.
Im zeitkritischen Fahrzeugmodul 5 werden anhand der zeitkritischen verarbeiteten Sensordaten zeitkritische Betriebsparameter generiert. Dabei kann das zeitkritische Fahrzeugmodul 5 ebenfalls an die Cloud (nicht gezeigt) angebunden sein, zum Empfang externer Daten und zur Generierung der zeitkritischen Betriebsparameter und Verwendung der externen Daten.
Ferner ist das zeitkritische Fahrzeugmodul 5 über das PLC-Gateway 10 an verschiedene zeitkritische Aktoren 6a,..,6n und zeitkritische Subsysteme 7a, ...,7n angebunden, zur direkten Übertragung der zeitkritischen Betriebsparameter an die zeitkritischen Aktoren 6a,..,6n und zeitkritischen Subsysteme 7a, ...,7n.
Werden nun im Betrieb zeitkritische Sensorsignale durch die zeitkritischen Sensoren 2a, ...,2n erzeugt, so werden diese mittels PLC-Gateway 10 an das zeitkritische Sensormodul 4 gesendet und dort in zeitkritische Sensordaten ausgewertet. Diese zeitkritischen Sensordaten werden vom zeitkritischen Sensormodul 4 an das zeitkritische Fahrzeugmodul 5 mittels PLC-Gateway 10 übertragen. Das zeitkritische Fahrzeugmodul 5 generiert zeitkritische Betriebsparameter aus den empfangenen zeitkritischen Sensordaten und übermittelt diese direkt an die zeitkritischen Aktoren 6a,..,6n und die zeitkritischen Subsysteme 7a, ...,7n. Diese Übermittlung kann ebenfalls mittels PLC-Gateway 10 erfolgen.
Ferner weist das Fahrzeugsystem 1 noch zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit 8 auf, welche ebenfalls an das PLC-Gateway 10 angebunden ist.
Die zeitunkritischen Sensoren 3a,...3n sind mit der zeitunkritischen Steuerungseinheit 8 zur Übertragung von zeitunkritischen Sensorsignalen verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise ebenfalls über das PLC-Gateway 10 erfolgen, d.h. die zeitunkritischen Sensoren 3a,...,3n sind an die zeitunkritische Steuerungseinheit 8 gebunden.
Ferner sind zeitunkritische Aktoren 9a,...,9n und zeitunkritische Subsysteme 11a,..., 11n vorgesehen, welche direkt zur Übertragung von zeitunkritischen Betriebsparametern von der zeitunkritischen Steuerungseinheit 8 an die zeitunkritische Steuerungseinheit 8 angebunden sind. Diese Anbindung kann beispielsweise ebenfalls über das PLC-Gateway 10 erfolgen, d.h. die zeitunkritischen Aktoren 9a,...,9n und zeitunkritischen Subsysteme 11a, ..., 11n sind an die zeitunkritische Steuerungseinheit 8 gebunden, um von dieser die zeitunkritischen Betriebsparameter zu erhalten. Ferner können auch Aktorensignale an die zeitunkritische Steuerungseinheit 8 zur Auswertung gesendet werden.
Daher sind alle zeitunkritischen Sensoren 3a, ... ,3n an die zeitunkritische Steuerungseinheit 8 gebunden.
Diese zeitunkritischen Sensoren 3a, ...,3n generieren zeitunkritische Sensorsignale und übermitteln diese per PLC-Kommunikation an die zeitunkritische Steuerungseinheit 8.
In Abhängigkeit von der Auslastung, Flexibilität von dem Fahrzeugmodul 5 und/oder dem Sensormodul 4 werden diese durch die zeitunkritische Steuerungseinheit 8 an das Sensormodul 4 verzögert oder direkt übermittelt, zur Auswertung in zeitunkritische Sensordaten.
Diese zeitunkritischen Sensordaten werden anschließend entweder direkt an das zumindest eine Fahrzeugmodul 5 übermittelt zur Generierung von zeitunkritischen Betriebsparametern und/oder an die zeitunkritische Steuerungseinheit 8 übermittelt, welche in Abhängigkeit von der Auslastung des Fahrzeugmoduls 5 die zeitunkritischen Sensordaten an das Fahrzeugmodul 5 zur Generierung von zeitunkritischen Betriebsparametern weiterleitet.
Die generierten zeitunkritischen Betriebsparameter werden an die zeitunkritische Steuerungseinheit 8 über das PLC-Gateway 10 geleitet.
Die zeitunkritische Steuerungseinheit 8 übermittelt die zeitunkritischen Betriebsparameter über das PLC-Gateway 10 an die entsprechenden zeitunkritischen Aktoren 9a,...,9n und zeitunkritischen Subsysteme 11a,..., 11n.
Durch die als zeitunkritische Steuerungseinheit 8 ausgebildete Wartebank für zeitunkritische Daten kann eine Entlastung der PLC-Kommunikation bzw. der Kommunikation im gesamten Fahrzeugsystem 1 bewirkt werden.
Ferner erlaubt diese Architektur zeitunkritische Sensoren einfach an ein bereits bestehendes Fahrzeugsystem 1 hinzuzufügen, in dem der zeitunkritische (nicht zeitkritische) Sensor lediglich zu der zumindest einen zeitunkritischen Steuerungseinheit 8 angebunden wird.
3 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems 1a.
Das Fahrzeugsystem 1a weist die zeitkritischen Sensoren 2a,.., 2n und die zeitunkritischen Sensoren 3a,..,3n auf.
Ferner ist das PLC-Gateway 10, beispielsweise in Form eines PLC-Chips vorgesehen, zum Übertragen der Daten über elektrische Leitungen.
Ferner sind eine Sensorsteuerungseinheit 12 und ein oder mehrere Sensordomänen 13 vorgesehen, wobei die Sensorsteuerungseinheit 12 dazu ausgebildet ist, die ein oder mehreren Sensordomänen 13 zu kontrollieren und zu dominieren.
Die zeitkritischen Sensoren 2a,..,2n sind dabei an die Sensorsteuerungseinheit 12 und/oder die ein oder mehreren Sensordomänen 13 über das PLC-Gateway 10 angebunden zum direkten Übertragen von zeitkritischen Sensorsignalen. Zudem weisen die Sensordomänen 13 mit der Sensorsteuerungseinheit 12 eine bidirektionale Verbindung über das PLC-Gateway 10 auf.
Auch können die Sensordomänen 13 und die Sensorsteuerungseinheit 12 mit der Cloud verbunden sein, zum Empfang von externen Daten.
Ferner generieren sowohl die Sensorsteuerungseinheit 12 und die Sensordomänen 13 zeitkritische Sensordaten.
Ferner sind ein Fahrzeugsteuerungssystem 14 und ein oder mehrere Fahrzeugdomänen 15 vorgesehen, zur Ausbildung von Betriebsparametern zur Steuerung einzelner Fahrzeugkomponenten und deren Fahrzeugfunktionen. Dabei ist das zumindest eine Fahrzeugsteuerungssystem 14 als übergeordnetes System ausgebildet, welches dazu ausgebildet ist, die ein oder mehreren Fahrzeugdomänen 15 zu dominieren. Das Fahrzeugsteuerungssystem 14 und die ein oder mehreren Fahrzeugdomänen 15 stehen sowohl untereinander als auch mit der Sensorsteuerungseinheit 12 und/oder der ein oder mehreren Sensordomänen 13 über das PLC-Gateway 10 in Verbindung, so dass zeitkritische Sensorsignale direkt über das PLC-Gateway 10 übertragen werden können.
Das Fahrzeugsteuerungssystem 14 und die ein oder mehreren Fahrzeugdomänen 15 generieren anschließend beispielsweise unter Verwendung von externen Daten Betriebsparameter, welche direkt an die zeitkritischen Aktoren 6a,..,6n und die zeitkritischen Subsysteme 7a, ...,7n übermittelt werden können. Diese Übermittlung kann ebenfalls mittels PLC-Gateway 10 erfolgen.
Ferner weist das Fahrzeugsystem 1a noch zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit 8 auf, welche ebenfalls an das PLC-Gateway 10 angebunden ist. Die zeitunkritischen Sensoren 3a, ...,3n sind mit der zeitunkritischen Steuerungseinheit 8 zur Übertragung von zeitunkritischen Sensorsignalen verbunden.
Die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit 8 ist über das PLC-Gateway 10 mit der Sensorsteuerungseinheit 12 und den ein oder mehreren Sensordomänen 13 als auch dem Fahrzeugsteuerungssystem 14 und den ein oder mehreren Fahrzeugdomänen 15 verbunden zum Übermitteln der zeitunkritischen Sensorsignale. Diese werden von den zeitunkritischen Sensoren 3a,...,3n erzeugt.
In Abhängigkeit von der Auslastung, Flexibilität von der Sensorsteuerungseinheit 12 und den ein oder mehreren Sensordomänen 13 als auch dem Fahrzeugsteuerungssystem 14 und den ein oder mehreren Fahrzeugdomänen 15 werden die zeitunkritischen Sensorsignale von der zeitunkritischen Steuerungseinheit 8 an die Sensorsteuerungseinheit 12 und/oder den ein oder mehreren Sensordomänen 13 übermittelt, zur Auswertung in zeitunkritische Sensordaten.
Anschließend erfolgt eine Übermittlung an das Fahrzeugsteuerungssystem 14 und/oder die ein oder mehreren Fahrzeugdomänen 15 zur Generierung von zeitunkritischen Betriebsparametern.
Die generierten zeitunkritischen Betriebsparameter werden an die zeitunkritische Steuerungseinheit 8 über das PLC-Gateway 10 geleitet.
Die zeitunkritische Steuerungseinheit 8 übermittelt die zeitunkritischen Betriebsparameter über das PLC-Gateway 10 an die entsprechenden zeitunkritischen Aktoren 9a,...,9n und zeitunkritischen Subsysteme 11a,..., 11n.
In weiterer Ausgestaltung ist das PLC-Gateway 10 dazu ausgebildet, zumindest alle zeitkritischen Daten in einer ersten Frequenz für eine PLC-Übertragung zu modellieren und die zeitunkritischen Daten in einer zweiten Frequenz für eine PLC-Übertragung zu modellieren.
Dadurch kann eine Vermeidung und Reduzierung des Common-Cause-Effekts (Ausfälle aufgrund gemeinsamer Ursache) bewirkt werden, so dass beispielsweise nicht alle Sensoren 2a,..,2n, 3a,..3n gleichzeitig verloren sind, wenn eine Frequenz innerhalb des PLC-Gateways 10 blockiert ist.
Ferner ist eine Kommunikationsverbindung 16 vorgesehen, um das Fahrzeugsteuerungssystem 14 und die ein oder mehreren Fahrzeugdomänen 15 und die Sensorsteuerungseinheit 12 und die ein oder mehreren Sensordomänen 13 sowie die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit 8 zu verbinden, zur alternativen Übertragung von Daten. Die Kommunikationsverbindung 16 kann beispielsweise als PLC, e.g. CAN, Ethernet, oder Flexray ausgebildet sein.
Dadurch können auch bei fehlgeschlagener oder unsicherer Übertragung von Daten über das PLC-Gateway 10 die generierten Daten als Datensignal über die Kommunikationsverbindung 16 untereinander übertragen werden.
Durch diese alternative zusätzliche Kommunikationsverbindung 16 kann ein ausfallsicheres System erzeugt werden.
Bezugszeichenliste

1, 1a: Fahrzeugsystem
2a,..,2n: zeitkritische Sensoren
3a,..,3n: zeitunkritische Sensoren
4: Sensormodul
5: Fahrzeugmodul
6a,..,6n: zeitkritische Aktoren
7a, ...,7n: zeitkritische Subsysteme
8: zeitunkritische Steuerungseinheit
9a,... ,9n: zeitunkritische Aktoren
10: PLC-Gateway
11a,..,11n: zeitunkritische Subsysteme
12: Sensorsteuerungseinheit
13: Sensordomänen
14: Fahrzeugsteuerungssystem
15: Fahrzeugdomänen
16: Kommunikationsverbindung

Claims

Fahrzeugsystem (1,1a) zur Generierung von Betriebsparametern zum Betreiben eines Fahrzeugs umfassend ein oder mehrere bordeigene Sensoren zur Generierung von fahrzeuginternen Sensorsignalen und ferner umfassend zumindest ein Sensormodul (4), wobei das zumindest eine Sensormodul (4) zum Empfang der fahrzeuginternen Sensorsignale ausgebildet ist, und wobei ferner das zumindest eine Sensormodul (4) zur Generierung von Sensordaten durch Auswertung und Verarbeitung der fahrzeuginternen Sensorsignale ausgebildet ist, und wobei zumindest ein Fahrzeugmodul (5) vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) zum Empfang der von dem zumindest einen Sensormodul (4) übermittelten Sensordaten ausgebildet ist, und wobei das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) zur Generierung von Betriebsparametern zur Steuerung von Aktoren und Betriebsfunktionen durch Auswertung und Verarbeitung der fahrzeuginternen Sensordaten ausgebildet ist, wobei die mehreren Sensoren in zeitkritische Sensoren (2a,..,2n) und zeitunkritische Sensoren (3a,..,3n) und die Aktoren in zeitkritische Aktoren (6a,..,6n) und zeitunkritische Aktoren (9a,..,9n) eingeteilt sind und wobei die zeitkritischen Sensoren (2a,..,2n) direkt zur Übertragung zeitkritischer Sensorsignale an das zumindest eine Sensormodul (4) gebunden sind zum Ermitteln von zeitkritischen Sensordaten, wobei das zumindest eine Sensormodul (4) ausgestaltet ist, die zeitkritischen Sensordaten direkt an das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) zur Generierung von zeitkritischen Betriebsparametern für die zeitkritischen Aktoren (6a,..,6n) zu übermitteln und wobei zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit (8) vorgesehen ist, wobei die zeitunkritische Steuerungseinheit (8) mit dem zumindest einen Sensormodul (4) und dem zumindest einen Fahrzeugmodul (5) zur bidirektionalen Datenübertragung verbunden ist, und wobei die zeitunkritischen Sensoren (3a,..,3n) und zeitunkritischen Aktoren (9a,..,9n) mit der zumindest einen zeitunkritischen Steuerungseinheit (8) direkt zur Datenübertragung von zeitunkritischen Sensorsignalen und zum Datenempfang verbunden sind, wobei die zeitunkritische Steuerungseinheit (8) zur verzögerten oder direkten Weiterleitung zumindest der zeitunkritischen Sensorsignale an das zumindest eine Sensormodul (4) ausgebildet ist, zur Verarbeitung der zeitunkritischen Sensorsignale als zeitunkritische Sensordaten.
Fahrzeugsystem (1,1a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit (8) dazu ausgebildet ist, eine kontrolliert verzögerte Übermittlung der zeitunkritischen Sensorsignale an das zumindest eine Sensormodul (4) in Abhängigkeit von der Auslastung des zumindest einen Sensormoduls (4) zu bewerkstelligen.
Fahrzeugsystem (1,1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Sensormodul (4) dazu ausgebildet ist, die verarbeiteten zeitunkritischen Sensordaten an das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) zur Generierung von Betriebsparametern und/oder an die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit (8) zur Generierung der zeitunkritischen Betriebsparametern oder zur verzögerten Weiterleitung an das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) zu übermitteln.
Fahrzeugsystem (1,1a) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) dazu ausgebildet ist, bei Empfang der zeitunkritischen Sensordaten durch die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit (8) oder direkt durch das zumindest eine Sensormodul (4) die zeitunkritischen Betriebsparameter zu generieren und wieder an die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit (8) zu übermitteln.
Fahrzeugsystem (1,1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) aus zumindest einem Fahrzeugsteuerungssystem (14) und das zumindest eine Sensormodul (4) aus zumindest einer Sensorsteuerungseinheit (12) besteht.
Fahrzeugsystem (1,1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) zumindest ein Fahrzeugsteuerungssystem (14) und mehrere unabhängige Fahrzeugdomänen (15), welche dem zumindest einen Fahrzeugsteuerungssystem (14) untergeordnet sind, umfasst, und das zumindest eine Sensormodul (4) zumindest eine Sensorsteuerungseinheit (12) und mehrere unabhängige Sensordomänen (13), welche der zumindest einen Sensorsteuerungseinheit (12) untergeordnet sind, umfasst.
Fahrzeugsystem (1,1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein PLC(Power-Line-Communication) Gateway (10) vorgesehen ist, welches dazu ausgebildet ist, Daten als Datensignal über die Stromleitungen zu übertragen, wobei das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) als auch zumindest das Sensormodul (4) und die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit (8) mit dem PLC-Gateway (10) verbunden sind, zur Übertragung von Daten zwischen der zumindest einen zeitunkritischen Steuerungseinheit (8), dem zumindest einen Fahrzeugmodul (5) und dem zumindest einen Sensormodul (4) .
Fahrzeugsystem (1,1a) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitkritischen Sensoren (2a,..,2n) mit dem PLC- Gateway (10) verbunden sind, zur Übertragung von zeitkritischen Sensorsignalen an das zumindest eine Sensormodul (4) über das PLC-Gateway (10).
Fahrzeugsystem (1,1a) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das PLC-Gateway (10) dazu ausgebildet ist, zumindest die zeitkritischen Sensordaten in einer ersten Frequenz für eine PLC-Übertragung zu modellieren und die zeitunkritischen Daten in einer zweiten Frequenz für eine PLC-Übertragung zu modellieren.
Fahrzeugsystem (1,1a) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das PLC-Gateway (10) dazu ausgebildet ist, alle zeitkritischen Daten in der ersten Frequenz für eine PLC-Übertragung zu modellieren.
Fahrzeugsystem (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitunkritischen Sensoren (3a,..,3n) und die zeitunkritischen Aktoren (9a,..,9n) mit dem PLC-Gateway (10) verbunden sind.
Fahrzeugsystem (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches Bordnetz mit elektrischen Leitungen vorgesehen ist und wobei die elektrischen Leitungen als Gleichstromversorgungsleitung ausgebildet sind.
Fahrzeugsystem (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kommunikationsverbindung (16) vorgesehen ist, um das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) und das zumindest eine Sensormodul (4) und die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit (8) zu verbinden zur alternativen oder parallelen Übertragung von Daten zwischen der zumindest einem zeitunkritischen Steuerungseinheit (8), dem zumindest einen Fahrzeugmodul (5) und dem zumindest einen Sensormodul (4).
Fahrzeugsystem (1, 1a) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Fahrzeugmodul (5) und das zumindest eine Sensormodul (4) und die zumindest eine zeitunkritische Steuerungseinheit (8) dazu ausgebildet sind, bei fehlgeschlagener oder unsicherer Übertragung von Daten über das PLC-Gateway (10) die generierten Daten als Datensignal über die Kommunikationsverbindung (16) untereinander zu übertragen.
Fahrzeug mit einem Fahrzeugsystem (1,1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug als autonom betreibbares Fahrzeug ausgebildet ist.