EP1597641A1 - Controller and control of a drive unit of a vehicle - Google Patents

Controller and control of a drive unit of a vehicle

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Publication number
EP1597641A1
EP1597641A1 EP04712578A EP04712578A EP1597641A1 EP 1597641 A1 EP1597641 A1 EP 1597641A1 EP 04712578 A EP04712578 A EP 04712578A EP 04712578 A EP04712578 A EP 04712578A EP 1597641 A1 EP1597641 A1 EP 1597641A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
module
hardware
functional units
control device
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04712578A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bjoern Beuter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1597641A1 publication Critical patent/EP1597641A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/266—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the computer being backed-up or assisted by another circuit, e.g. analogue
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25314—Modular structure, modules
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2637—Vehicle, car, auto, wheelchair

Definitions

  • FIG. 9 shows such a known control device, wherein the reference symbol 100a represents the hardware and the reference symbol 100b the software of the control device 100.
  • the hardware of the control device 100 comprises at least one processor 100a-1 and at least one memory element 100a-2.
  • the software 100b is usually stored in the memory element 100a-2.
  • software 100b usually comprises a large number of functional units VF-1, EF-3, IS-2, HWE-1, HWE-3 and VF-3, which communicate with one another at least occasionally for the purpose of controlling the drive unit 300.
  • the drive unit 300 is controlled directly with the aid of a sensor / actuator configuration 200 connected between the control unit 100 and the drive unit 300.
  • Known functional units in the software 100b for a control device 100 for controlling a drive unit are, for example: • Drive unit VF-1: It manages the sources of mechanical energy and provides a setpoint torque for the drive unit for propelling the vehicle and for supplying the auxiliary units, usually as specified by a vehicle coordinator function unit. • Functional unit vehicle coordinator VF-2: It makes decisions about the
  • Function unit vehicle movement VF-3 It compares a current movement of the
  • Vehicle with the driver's wishes in order to ensure optimal driving stability. This includes, for example, the evaluation of the driver's request according to actions on the accelerator and brake pedals as well as the coordination of this driver's request with specifications from safety systems such as the electronic stability program ESP or anti-slip control ASR.
  • safety systems such as the electronic stability program ESP or anti-slip control ASR.
  • Functional unit driving state variables VF-4 It manages the information about current driving states, for example stop & go, driving uphill et cetera, regardless of which functional unit determines these driving states.
  • the engine coordinator has the task of coordinating all operating states of the engine and providing information about the
  • Functional unit engine torque structure EF-2 This functional unit has the task of determining and coordinating the torque requirements of other functional units for the engine and of determining a resulting requirement for torque conversion.
  • Unit position management EPM This functional unit has the task of a
  • Functional unit service libraries IS-1 Its task is to provide general, very frequently used functions that are requested or used by different functional units. It offers a central provision of these
  • Functional unit sequence control IS-2 It coordinates the time processing of requests from different functional units.
  • Functional unit diagnostic manager IS-3 This functional unit takes over the preparation of an error signal, which for example represents a defect in the hardware 100a of the control unit 100. The preparation consists in particular in debouncing the error signal and storing it so that the error signal can be evaluated at a later time.
  • IS-4 monitoring concept functional unit This functional unit is used in particular to monitor the processor of the control unit.
  • Signal conditioning function unit HWE-1 It performs a cleanup of an analog sensor signal after it has been digitized with regard to unwanted signal modulations that may have arisen in the control unit.
  • Functional unit gas system EF-3 It has the central task of providing information about the air mass currently available for the drive unit 300 and, within the scope of its influence on the drive unit, to monitor or adjust a desired target air mass and / or the exhaust gas quality.
  • This gas system functional unit is used in particular in diesel engines or gasoline engines.
  • Control unit exemplified. However, they were not all developed and implemented in the software 100b at the same time, but have only gradually been added to the software of the control device 100 in the course of the progressive development. So far, when adding new functional units, care has only been taken to ensure that the new functional units were able to communicate with all other functional units, if necessary. In the course of time, a confusing agglomerate of interfaces between the individual functional units has emerged, which has made the replacement of known functional units by modified functional units or the further addition of new functional units increasingly difficult. The difficulties arose in particular because existing dependencies between individual functional units were very difficult to understand when the entire system or only parts of it were redesigned. Starting from this prior art, it is the object of the present invention to develop a known control device and a computer program for controlling a drive unit of a vehicle such that individual parts of the control device and in particular of its software can be implemented and exchanged independently of one another.
  • Functional units are summarized, which enable individual programming of the hardware of the control device in such a way that the hardware is enabled to communicate with the modules of the control device and which coordinate the processing of functions of the functional units in the modules and in a third time
  • Module those functional units are summarized, which allow an individual adaptation of the sensor / actuator configuration used to the control device in such a way that communication with the other modules of the control device is possible between the individual sensors or actuators of the configuration; and wherein module interfaces are provided for module-spanning communication between the modules.
  • the drive unit in the sense of the invention can also represent, for example, an electric drive or a fuel cell drive.
  • the user can be, for example, the driver of the vehicle, the legislator, a vehicle supplier or a vehicle manufacturer.
  • Physical level in the sense of the invention means an abstraction of hardware specifics. This means that on the physical level, based on the interface of the sensor to its surroundings, only physical variables such as the speed of the drive unit are considered, but not their hardware implementation in
  • the main advantage of the claimed modularization is that the individual modules are easily interchangeable and can be implemented independently of one another.
  • the division of the functional units among the individual modules was chosen in such a way that it is particularly useful from the point of view of vehicle manufacturers and from a physical point of view.
  • An exchange of individual modules is particularly easy because all the dependencies between the functional units in the various modules are taken into account in the defined module interfaces between the individual modules; Dependencies beyond this may still exist at the functional unit level, but no longer exist at the module level and therefore no longer need to be taken into account when the modules are replaced.
  • the proposed modularization is associated in particular with cost and time savings.
  • it is no longer necessary to replace or adapt the entire software of the control unit, but rather it is sufficient if only the corresponding module is replaced.
  • first module it is advantageously proposed to subdivide the first module into a vehicle component and a drive unit component.
  • second exemplary embodiment it is proposed to subdivide the second module into an infrastructure component and into a hardware capsule and optionally also into a communication component.
  • Subdivision of the individual modules into components similar to the modules serves to improve the interchangeability of the components.
  • interfaces for fast data exchange are also provided between the components within a module.
  • Modules in different modules via the module interfaces.
  • Each of the components is in turn divided into any number of functional units.
  • Interfaces are also provided at the level of these functional units, so that different functional units within a component can communicate with one another.
  • a Communication between functional units in different components takes place via the component interfaces and communication between functional units in different modules takes place via the module interfaces.
  • the statements made above for the module interfaces also apply to the interfaces between the functional units and between the components, namely that in these interfaces all necessary
  • the functional units, the components and / or the modules and their respective interfaces are at least partially designed as a computer program. Training as a computer program allows flexible implementation of change requests without having to change the hardware of the control unit.
  • Figure 1 shows a modular Chile invention for a control unit
  • FIG. 2 shows a subdivision of the modules into components according to the invention
  • FIG. 3 shows an assignment according to the invention of functional units to a vehicle component and a drive unit component
  • FIG. 4 shows the assignment of functional units to an infrastructure component and a hardware capsule component
  • FIG. 5 shows a functional unit for a device driver element
  • FIG. 6 illustrates interfaces between the modules
  • FIG. 7 shows an interface between two functional units in different components
  • FIG. 8 shows an example of a data flow between the modules
  • Figure 9 shows the structure of a control device according to the prior art
  • FIG. 10 the embedding of an interface architecture according to the invention in the modular architecture
  • FIG. 11 shows the layer representation of a selected interface.
  • FIG. 1 shows, with reference to FIG. 9, a modularization of functional units according to the invention in a control unit 100 for controlling a drive unit 300, in particular an internal combustion engine, of a vehicle.
  • a control unit 100 for controlling a drive unit 300 in particular an internal combustion engine, of a vehicle.
  • FIG. 9 only the structure of the content of the memory element 100a-2 is shown in FIG. 1;
  • the sensor / actuator configuration 200 and the drive assembly 300 are not the subject of the invention and are therefore not described further below.
  • control unit 100 it is proposed to group the functional units in control unit 100 into four separate modules.
  • Influence the drive unit 300 in response to a user request serve on a physical level.
  • the second module CO comprises those functional units that coordinate the processing of functions of the functional units in the modules ASW, CO, DE, CD.
  • the second module CO can also have functional units which enable the ASW module and / or a third module DE to communicate with other control units.
  • a third module DE those functional units are combined that enable the sensor Z actuator configuration used to be individually adapted to the control device 100 in such a way that communication with the other modules of the control device 100 is possible between the individual sensors or actuators of the configuration ,
  • a fourth module CD those functional units are combined which enable the first module to directly control complex sensor / Aklor configurations with complex interfaces to the control unit 100.
  • These special sensor / ctor configurations are to be distinguished from the previously mentioned non-special sensor ZAklor configurations.
  • communication with the first module takes place directly via the fourth module.
  • module interfaces Ml, M2, M3, M4, M5 and M6 are provided, which on the one hand enable communication of the modules with each other, but also the exchange of individual modules.
  • FIG. 2 shows an inventive grouping of components within the modules ⁇ SW, CO and CD described above.
  • the first module ⁇ SW essentially represents user- or user-oriented functions. With regard to planned applications in which different types of drive units by the
  • control unit If the control unit is to be controlled, it makes sense to subdivide this first module ⁇ SW into a vehicle component VF and a drive unit component EF.
  • the vehicle component preferably includes those functional units that are not specific for a specific type of drive unit 300. These are in particular the functional units drive VF-1, vehicle coordinator VF-2, vehicle movement VF-3 or driving state variables VF-4, as described in the introduction.
  • motor coordinator EF-1 preferably the functional units motor coordinator EF-1, molecular structure EF-2, gas system EF-3 or injection system EF-4, as described above with reference to FIG. 9.
  • the second module is recommended for the second module, for example with regard to another processor to be used in the control device 100
  • Diagnostic manager IS-3 and monitoring concept IS-4 as also described above.
  • the services are provided in a central location in the Ihf ⁇ astruklur component and therefore do not have to be duplicated in a decentralized manner and take up unnecessary storage space.
  • the hardware capsule component HWE summarizes all those functional units which enable individual programming of the hardware 100a of the control device 100 in such a way that the hardware 100a is enabled to use the modules ASW, CO, DE or CD of the control device 100 to communicate.
  • the processor used in the control unit is replaced by a processor of a different type, it is only necessary to replace the hardware capsule component HWE and no longer the entire second module of the control unit.
  • the second module CO can furthermore have a communication component COM, in which those functional units are combined which enable communication with other control units.
  • Component interfaces provided at the level of the components within the individual modules. These component interfaces K0 ... K3 enable data exchange between at least some of the components within a module.
  • An interface K0 in the first module is between the vehicle component VF and the drive unit component EF. There is one within the second module
  • Component interface C1 between the infrastructure component IS and the communication component COM Component interface C1 between the infrastructure component IS and the communication component COM, a second interface K2 between the infrastructure component IS and the hardware capsule component HWE and a third interface K3 between the hardware capsule component HWE and the communication component COM.
  • FIG. 3 shows the already mentioned assignment of functional units to the vehicle component VF and to the drive unit component and the interface KO between the two components.
  • FIG. 4 shows the already described assignment of functional units to the infrastructure component IS and the hardware capsule component HWE within the second module.
  • the statements already made with reference to FIG. 3 regarding the interfaces between the functional units and the components apply here correspondingly.
  • these interfaces can also be designed such that there is a direct connection to each functional unit within a component. For communication between, for example, the functional unit service libraries IS-1 and the functional unit diagnostic manager IS-3, it would then not be necessary to communicate via the functional unit sequence control IS-2, but a direct connection would be available.
  • a functional unit assigned to the hardware capsule component HWE is the functional unit signal conditioning HWE-1, which was described in the introduction.
  • processor level element HWE-1-1 takes over signal processing insofar as it relates to the processor type used and hardware abstraction level element HWE-1-2 takes over signal processing insofar as it relates to the peripheral hardware used in the control unit.
  • Interfaces Ek are also provided for communication of the processor level elements HWE-1-1 and the hardware abstraction level elements HWE-1-2 with each other and Z or with them higher-level functional units HWE-1 in the HWE.
  • Each of these complex device drivers is in turn advantageously divided into a device driver element CD-GT and a hardware driver element CD-HW.
  • the elements CD-GT are via the interface M3 to the first
  • the device driver elements CD-GT receive such a different software signal from a hardware driver element CD-HW, they convert it * into a software signal that only represents a physical quantity, but is no longer specific to a sensor from which it was originally created.
  • the hardware driver elements CD-HW are used to directly connect the special sensor
  • ZAktor configuration 200 to the control unit hardware used, in particular to the processor 100a-l used.
  • One of the complex device drivers is the ssenggregate- Position Management EPM functional unit described in the introduction. Your device driver element and your hardware driver element are given the reference symbols CD £ PM -GT and CD EPM - HW for the purpose of clear assignment.
  • FIG. 6 exemplifies the module interfaces M2 and M4.
  • the arrows represent the dependencies between the modules shown or their components, which are realized by the interfaces.
  • the statement means that a module is dependent on a further module or a component is dependent on a further component, that this module accesses the further module or this component on the further component or the further module or the further component has data for processing in Order there.
  • the arrows representing the dependencies do not necessarily represent the corresponding data flow directions; these are explained below by way of example with reference to FIG. 8. From Figure 6 is too recognize that there is a mutual dependency between the third module DE and the first module ⁇ SW.
  • the dependency of the first module ASW on the third module DE represented by the arrow, which is oriented from the second module to the first module, results from the fact that the first module is dependent on the third module DE, for example, a Sensor signal and Z or an assigned one
  • Quality signal which represents information about the quality of the sensor signal, for the first module ASW.
  • the fourth module interface M4 realizes one-sided dependencies of the infrastructure component and the hardware capsule components with respect to the third module DE and a mutual dependency between the communication component COM with the third module DE. All three components mentioned are assigned to the second module CO.
  • the one-sided dependency of the infrastructure component and the hardware capsule component means that the third module DE accesses these components in order to have data processed there. analog
  • Figure 7 shows an example of cross-component communication between two
  • Functional units in different components of the same module. 7 shows a communication between the functional unit signal conditioning HWE-1 within the hardware capsule component HWE and the functional unit diagnostic manager IS-3 within the infrastructure component IS.
  • the signal processing functional unit depends on the diagnostic manager functional unit. This can lead to
  • the transmitted signal represents, for example, a defect in the hardware 100a assigned to the control device 100.
  • the functional unit signal processing HWE-1 then instructs the functional unit diagnostic manager to transmit the signal
  • the diagnostic manager functional unit then also has the task of storing this signal so that it is closed a later point in time, for example in a motor vehicle workshop, can be read out for the purpose of fault diagnosis.
  • FIG. 8 finally illustrates the interaction of the individual modules within the control unit software 100b on the basis of an exemplary course of signals.
  • Waveform analysis is an alternative way of describing the functions of individual interfaces, in particular between the modules, compared to the dependency analysis already mentioned above.
  • the two approaches are by no means contradictory to each other, but merely describe the functions of an interface in different ways.
  • FIG. 8 shows the signal curve that results when the driver of a vehicle in which the internal combustion engine 300 with the control device 100 is installed operates the accelerator pedal.
  • the accelerator pedal or a position detector attached to it is represented in FIG. 8 by the reference symbol 200a as a sensor of the sensor / actuator configuration 200.
  • a signal SI which represents the changed position of the accelerator pedal, is initially input by the accelerator pedal into the hardware 100a of the control unit 100.
  • the real electrical sensor signal is converted into a .software signal, which is initially still control unit-specific.
  • This software signal S2 then leaves the control unit hardware 100a and is fed into the second module CO, more precisely into its hardware capsule component HWE.
  • the software signal undergoes processing in such a way that the influences of the control device hardware 100a it still contains are removed from it.
  • a cleaned software signal is then present at the output of the hardware capsule component HWE, which in particular no longer contains any processor specifics. However, it still represents the characteristics of the original electrical signal, namely the changed accelerator pedal position, for example in the form of an amplitude of 3 V.
  • This cleaned signal S3 is then fed to the third module DE via the module interface M4.
  • the cleaned sensor signal S3 is processed in such a way that it is converted on a physical level in relation to the interface of the sensor to its surroundings.
  • the physical signal S4 at the output of the third module DE represents the changed position of the accelerator pedal represented by the signal S3 at the input of the third module in the form of the 3 V amplitude as an actual variable, for example in the form of 75% of the possible Represents the angle of rotation of the accelerator pedal.
  • the physical signal S4 is part of the interface M2 between the first module ⁇ SW and the third module DE. It leads from the third module directly into the first module ASW, more precisely into its vehicle component VF.
  • the vehicle component VF interprets the physical input signal S4 as a torque request for the internal combustion engine 300.
  • this torque request from the third module with any other torque requests that may be made to the internal combustion engine by other modules, components or functional units in order to ultimately produce a resulting target torque for the internal combustion engine in the form of the signal S5 via the component interface K0 to the drive unit component EF.
  • the drive unit component EF then converts the received target torque into physical variables that are dependent on the type of internal combustion engine. If the internal combustion engine 300 is, for example, a diesel engine, the unit component EF generates a first manipulated variable signal S6, which represents the physical target injection pressure required to set the required one
  • a second manipulated variable signal S10 which represents the setpoint fuel quantity required for setting the specified setpoint torque on a physical level.
  • the drive unit component EF transmits the manipulated variable to the third module DE or to the fourth
  • the first manipulated variable S6 is provided to control a pressure control valve 200b2, which is a normal actuator without a complex interface. Therefore, the drive unit component EF outputs the first manipulated variable signal S6 to the third module DE via the interface M2.
  • the third module converts the entered physical manipulated variable S6 (software signal) into
  • Conversion can be, for example, a quantization adapted to the requirements of the control unit hardware.
  • the signal S8 generated and output by the hardware capsule component HWE is supplied to the control unit hardware 100a, which converts this signal into a real electrical signal for actuating the pressure control valve 200b2 as an actuator
  • the second manipulated variable signal S10 is processed by the fourth module CD after the first variable variable signal S6 has been processed, after it has been transmitted there via the module interface M3.
  • the fourth module converts the signal S10, which represents the target fuel quantity required to implement the requested target torque in physical form, into a software signal which represents a signal specific to the control unit hardware 100a.
  • the fourth module CD takes over the function of the third module and the
  • Hardware capsule component for special actuators with a more complex interface such as an injection valve 200bl for setting the fuel quantity.
  • the described software signal SI 1 which is output by the fourth module CD, is then likewise supplied to the control unit hardware 100a so that it converts the received software signal into a real electrical signal S 12 for actuating the injection valve 200bl as an actuator. That was done
  • the drive unit component EF would generate three manipulated variable signals.
  • a third manipulated variable signal S6 which is output to the third module DE, represents a setpoint for the air mass to be set and the second set variable signal S10 output to the fourth module represents the setpoint force quantity required to implement the setpoint torque.
  • Command value signal S13 also output by the drive unit component EF to the fourth module CD, the command value signal S13 defining the ignition timing for the spark plugs of the internal combustion engine.
  • the first manipulated variable signal " S6 is used for conversion after being converted into the signals S7, S8 and S9
  • the second manipulated variable signal S10 after conversion into signals SI 1 and S12, in turn serves to control the injection valve
  • the third manipulated variable signal S13 after conversion into signals S14 and S15, is used to actuate a spark plug 200b3.
  • the one in Figure 8 within the modules or components drawn dashed lines only illustrate the assignments of input signal to output signal. They expressly do not rule out processing of the input signals within the modules or components.
  • the functional units, components or modules are preferably as
  • Computer programs implemented It is then possible to store these computer programs, possibly together with other computer programs for controlling the drive units, on a computer-readable data carrier.
  • a computer-readable data carrier This can be a floppy disk, a compact disc, a so-called flash memory or the like.
  • the software stored on the data carrier can then be sent to a product
  • the communication network can be, for example, the Internet.
  • a requirement module or a requirement layer AS is assigned to the module DE.
  • This SZS or the entire KSS now enables a general and flexible signal assignment, so that the module CO and the module DE can be designed independently of their interchanged input and output signals or their specific arrangement, since the correct signal assignment is in one Intermediate shift, the module SZS takes place.
  • the configuration of modules is advantageously carried out via an XML description of the configuration parameters, which are translated into corresponding * .c and * .h files by configuration generators.
  • DIO Signal class DIO defined. The description of the DIO properties is carried out at various levels.
  • DIO signals are requested by the project-independent device encapsulation (DE) with the parameters direction, initialization value and applicability (DI ⁇ _SIGN ⁇ L_REQUEST), on the other hand these signals must be projected onto the project-specific application, i.e. the signals must be routed to the appropriate hardware (DI ⁇ _SIGN ⁇ L_R ⁇ UTING). Requested hardware pins must also be configured (DI ⁇ _SIGNAL_IMPLEMENT).
  • the relevant configuration parameters for the component drivers of the DE can be presented in an abstract and project-independent manner. For digital input and output signals, the signal name, the direction and the initialization value are of interest at this level. From the point of view of the component drivers, it does not matter (provided the general conditions are met) on which hardware the component driver is to run later.
  • the configuration of the HAL includes the routing of the signal name to the corresponding hardware.
  • a generic hardware pin name is assigned to the signal.
  • the hardware-specific configuration settings are made at the lowest level.
  • the configuration parameters at this level relate to the corresponding module or signal class and can no longer be viewed independently of the project and hardware.
  • the signals are assigned by specifying the hardware module (e.g. ⁇ DC, GPIO or CY310, CY100, etc.) with the desired port or pin on this module.
  • the hardware module e.g. ⁇ DC, GPIO or CY310, CY100, etc.
  • the threshold voltage that decides high or low must also be specified.
  • Register values are set via the configuration of the port hardware layer. At this level, cross-module requirements come together. For example, there are different requirements for the parallel interface
  • the DIO configuration therefore takes place at different configuration levels:
  • the division of the configuration into different levels is not only limited to the configuration of digital input and output signals or the DIO module, but also in others
  • Modules are configured according to the above classification including any deviations.
  • the names of the XML configuration files are freely selectable. A multitude of package-oriented configuration files will certainly be created within the DE. On
  • signal routing can be distributed either in a central XML file or in different configuration files. It still has to be determined which division is best suited for structuring the project-specific configuration. The same applies to the setting of the hardware or register configurations.
  • each package requests a signal from the DE.
  • Each package can create one or more XML files with any file name and request or reserve digital input and output signals from the CoreZHwe / Dio module.
  • To the package syntax must be copied from the XML description for DIO (package layer - DE) into these XML files and adapted.
  • a signal with the name "E_A_BSK” is used in the "DIO” package, it has a specific direction (here "IN” for input) and can be applied (Applicable means that the signal routing is based on the runtime a signal table takes place and can therefore be changed during operation. If the signal data is only determined at compile time, signals can no longer be redirected at runtime.) or not (here "TES" for applicable).
  • the configuration of various signals can be repeated as often as you like in an XML file.
  • the DIO_CALIBRATION and DIOJNIT tags are optional tags. These should only be defined if requirements for access type or initialization already exist in advance from the DE layer. These tags are a request to the
  • the signal routing is carried out by the project at this level.
  • the software signal name is assigned to a hardware pin name, so to speak. This hardware pin name results from the desired hardware resource, which is configured in the hardware layer (see configuration of the hardware layer). In the example from the XML description for DIO (project layer.
  • the hardware properties of the TC1775ZTC1796 are separated from the functional settings and defined in a separate configuration layer (HW layer).
  • Each project can create one or more XML file (s) with a clear file name and
  • modules and their ports and pins power amplifiers and pins. These modules must be functionally capable of reading and outputting digital signals. To do this, the syntax from the XML description for DIO (hardware layer) must be copied and adapted in these XML files.
  • This module requests the resource (port "8", pin “0") and assigns the application identifier "YES” and the initialization value "HIGH” (if this makes sense for an input at this point).
  • the configuration of various signals can be repeated as often as you like in an XML file.
  • the hardware pin name is a purely generic name, which is uniquely assigned to a hardware resource and compiled according to the following pattern.
  • GPIO_P8_P0__IN For example, GPIO_P8_P0__IN.
  • the hardware pin name can be found in the DIO report file after a configuration run (see the generic hardware pin name below).
  • HW signal GPIO_P9_P4_IN
  • HW signal GPIO_P9_P8_IN module: GPIO
  • the saved XML files After performing the configuration according to the request of a signal and routing of a signal, the saved XML files must be in the respective makefiles under the element
  • the configuration data is entered via an XML browser (e.g. XMetal).
  • XML browser e.g. XMetal
  • DTD Document Type Definition
  • the DTD for the configuration of the mini project is on the edc_hwe vob in the mini project under ⁇ scripts ⁇ xml ⁇ medcl7_co ⁇ f.dtd.
  • This DTD is used by the Developers of the core packages (modules) gradually expanded according to the configurable data provided.
  • the XML configuration files must be checked for plausibility using this DTD.
  • the corresponding layer model is shown in FIG. 11.
  • a signal request is made to the DIO signal class.
  • the initialization value and the parameter applicability it is the signal name that is used to link the request from the DE with the routing in the HAL.
  • the signal name can now be routed to the corresponding resource in the HAL.
  • the mapping with the settings in the HWL takes place via the
  • Signal name or hardware pin name of the pin In addition to the module name, the corresponding port or pin must also be specified in the hardware layer.
  • the properties for the PORT hardware e.g. Controller settings are made separately via the PORT configuration.
  • the configuration of the individual layers is usually distributed to different XML files. The configuration generators have that

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Abstract

The invention relates to a controller (100) and a computer program for controlling a drive unit (300) of a vehicle. Conventionally, generic controllers (100) combine numerous functional units, for example a functional unit 'drive', 'engine coordinator', 'diagnose manager', etc. The aim of the invention is to make it possible, especially when the drive unit to be controlled by the controller is replaced, not to replace all or a major part of the functional units, but only those functional units relevant for the new drive unit. For this purpose, these functional units are provided as modular units. This modularity provides for a combination of those functional units that facilitate an individual programming of the hardware of the controller in such a manner that the hardware is enabled to communicate with the modules of the controller (100).

Description

STEUERGERÄT ZUM STEUERN EINES ANTRIEBS AGGREGATES EINES FAHRZEUGSCONTROL UNIT FOR CONTROLLING A DRIVE UNIT OF A VEHICLE
Stand der Technik Die Erfindung betrifft ein Steuergerät und ein Computerprogramm zum Steuern einesPRIOR ART The invention relates to a control device and a computer program for controlling a
Antriebsaggregates, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs.Drive unit, in particular an internal combustion engine of a vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Derartige Steuergeräte und zugehörige Computerprogramme sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Figur 9 zeigt ein derartiges bekanntes Steuergerät, wobei das Bezugszeichen 100a die Hardware und das Bezugszeichen 100b die Software des Steuergerätes 100 repräsentiert. Die Hardware des Steuergerätes 100 umfasst wenigstens einen Prozessor 100a-l und wenigstens ein Speicherelement 100a-2. Die Software 100b ist üblicherweise in dem Speicherelement 100a-2 hinterlegt. Die Software 100b umfasst im Stand der Technik üblicherweise eine Vielzahl von Funktionseinheiten VF-1, EF-3, IS-2, HWE-1, HWE-3 und VF-3, die zumindest vereinzelt zum Zwecke der Ansteuerung des Antriebsaggregates 300 miteinander kommunizieren. Die unmittelbare Steuerung des Antriebsaggregates 300 erfolgt mit Hilfe einer zwischen das Steuergerät 100 und das Λntriebsaggregat 300 geschalteten Sensor-/Aktor-Konfiguralion 200.Such control devices and associated computer programs are generally known in the prior art. FIG. 9 shows such a known control device, wherein the reference symbol 100a represents the hardware and the reference symbol 100b the software of the control device 100. The hardware of the control device 100 comprises at least one processor 100a-1 and at least one memory element 100a-2. The software 100b is usually stored in the memory element 100a-2. In the prior art, software 100b usually comprises a large number of functional units VF-1, EF-3, IS-2, HWE-1, HWE-3 and VF-3, which communicate with one another at least occasionally for the purpose of controlling the drive unit 300. The drive unit 300 is controlled directly with the aid of a sensor / actuator configuration 200 connected between the control unit 100 and the drive unit 300.
Bekannte Funktionseinheiten in der Software 100b für ein Steuergerät 100 zum Steuern eines Antriebsaggregales sind beispielsweise: • Funktionseinheit Antrieb VF-1: Sie verwaltet die Quellen mechanischer Energie und stellt für das Λntriebsaggregat ein Sollmoment zum Vortrieb des Fahrzeugs und zur Versorgung der Nebenaggregate, üblicherweise nach Vorgabe durch eine Funktionseinheit Fahrzeugkoordinator, zur Verfügung. • Funktionseinheit Fahrzeugkoordinator VF-2: Sie trifft Entscheidungen über dasKnown functional units in the software 100b for a control device 100 for controlling a drive unit are, for example: • Drive unit VF-1: It manages the sources of mechanical energy and provides a setpoint torque for the drive unit for propelling the vehicle and for supplying the auxiliary units, usually as specified by a vehicle coordinator function unit. • Functional unit vehicle coordinator VF-2: It makes decisions about the
Zusammenwhken verschiedener, auch anderer Funktionseinheiten. Beispielsweise entscheidet sie, welches Moment die Funktionseinheit Antrieb bei dem Antriebsaggregat einstellen soll, wenn verschiedene andere Funktionseinheiten jeweils unterschiedliche Momentenbelräge bei dem Antriebsaggregal einzustellen fordern. • Funktionseinheit Fahrzeugbewegung VF-3: Sie vergleicht eine aktuelle Bewegung desCombining different, also different functional units. For example, it decides which torque the drive functional unit should set in the drive unit when different other functional units each require different torque amounts to be set in the drive unit. • Function unit vehicle movement VF-3: It compares a current movement of the
Fahrzeugs mit den Wünschen des Fahrers im Hinblick auf die Gewährleistung einer optimalen Fahrstabilität. Hierzu gehört zum Beispiel die Auswertung des Fahrerwunsches gemäß Aktionen am Gas- und Bremspedal sowie die Koordination dieses Fahrerwunsches mit Vorgaben von Sicherheitssystemen, wie elektronisches Stabilitätsprogramm ESP oder AntischlupfregelungASR.Vehicle with the driver's wishes in order to ensure optimal driving stability. This includes, for example, the evaluation of the driver's request according to actions on the accelerator and brake pedals as well as the coordination of this driver's request with specifications from safety systems such as the electronic stability program ESP or anti-slip control ASR.
• Funktionseinheit Fahrzustandsgrößen VF-4: Sie verwaltet die Informationen über aktuelle Fahrzustände, zum Beispiel Stop & Go, Fahrt bergauf et cetera, unabhängig davon, welche Funktionseinheit diese Fahrzustände ermittelt.• Functional unit driving state variables VF-4: It manages the information about current driving states, for example stop & go, driving uphill et cetera, regardless of which functional unit determines these driving states.
• Funktionseinheit Motorkoordinator EF-1 : Der Motorkoordinator hat die Aufgabe, alle Betriebszustände des Motors zu koordinieren und Informationen über den• Functional unit engine coordinator EF-1: The engine coordinator has the task of coordinating all operating states of the engine and providing information about the
Motorbetriebszustand zur Verfügung zu stellen.To provide engine operating status.
• Funktionseinheit Motormomentenstruktur EF-2: Diese Funktionseinheit hat die Aufgabe, die Momenten- Anforderungen von anderen Funktionseinheiten an den Motor zu ermitteln und zu koordinieren und eine resultierende Anforderung an die Momentenumsetzung zu ermitteln. • Aggregat-Positions-Management EPM: Diese Funktionseinheit hat die Aufgabe, eine• Functional unit engine torque structure EF-2: This functional unit has the task of determining and coordinating the torque requirements of other functional units for the engine and of determining a resulting requirement for torque conversion. • Unit position management EPM: This functional unit has the task of a
Posiiions- und Drehzahlerfassung der Kurbel- und Nockenwelle des Λnlriebsaggregates durchzuführen.Perform position and speed detection of the crankshaft and camshaft of the drive unit.
• Funktionseinheit Diensiebibliotheken IS-1: Sie hat die Aufgabe, allgemeine, sehr häufig verwendete Funktionen bereitzustellen, die von unterschiedlichen Funktionseinheiten nachgefragt beziehungsweise benutzt werden. Sie bietet eine zentrale Bereitstellung dieser• Functional unit service libraries IS-1: Its task is to provide general, very frequently used functions that are requested or used by different functional units. It offers a central provision of these
Funktionen mit dem Vorteil, dass diese nicht mehrfach dezentral bereitgestellt werden müssen.Functions with the advantage that they do not have to be made available locally several times.
• Funktionseinheit Ablaufsteuerung IS-2: Sie koordiniert die zeitliche Abarbeitung von Anforderungen unterschiedlicher Funktionseinheiten. • Funktionseinheit Diagnosemanager IS-3: Diese Funktionseinheit übernimmt die Aufbereitung eines Fehlersignals, welches zum Beispiel einen Defekt in der Hardware 100a des Steuergerätes 100 repräsentiert. Die Aufbereitung besteht insbesondere in einer Enlprellung des Fehlersignals und einer Abspeicherung desselben, damit zu einem späteren Zeitpunkt eine Auswertung des Fehlersignals erfolgen kann.• Functional unit sequence control IS-2: It coordinates the time processing of requests from different functional units. Functional unit diagnostic manager IS-3: This functional unit takes over the preparation of an error signal, which for example represents a defect in the hardware 100a of the control unit 100. The preparation consists in particular in debouncing the error signal and storing it so that the error signal can be evaluated at a later time.
• Funktionseinheit Überwachungskonzept IS-4: Diese Funktionseinheit dient insbesondere der Überwachung des Prozessors des Steuergerätes.• IS-4 monitoring concept functional unit: This functional unit is used in particular to monitor the processor of the control unit.
• Funktionseinheit Signalaufbereitung HWE-1: Sie führt eine Bereinigung eines analogen Sensorsignals nach dessen Digitalisierung durch im Hinblick auf unerwünschte Signalmodulationen, die in dem Steuergerät eventuell entstanden sein können.• Signal conditioning function unit HWE-1: It performs a cleanup of an analog sensor signal after it has been digitized with regard to unwanted signal modulations that may have arisen in the control unit.
• Funktionseinheit Gassystem EF-3: Sie hat die zentrale Aufgabe, Informationen über die aktuell für das Λntriebsaggregat 300 zur Verfügung stehende Luftmasse zu liefern und im Rahmen ihrer Einflussmöglichkeiten auf das Antriebsaggregat eine gewünschte Soll- Luftmasse und/oder die Abgasqualität zu überwachen oder einzustellen. Diese Funktionseinheit Gassystem wird insbesondere bei Dieselmaschinen oder Benzinmaschinen verwendet.• Functional unit gas system EF-3: It has the central task of providing information about the air mass currently available for the drive unit 300 and, within the scope of its influence on the drive unit, to monitor or adjust a desired target air mass and / or the exhaust gas quality. This gas system functional unit is used in particular in diesel engines or gasoline engines.
• Funktionseinheit Einspritzsyslem EF-4: Sie stellt alle Funktionen bereit, welche zur Kraftstoffvorförderung, Einspritzdruckerzeugung und Einspritzung erforderlich sind.• EF-4 injection system functional unit: It provides all the functions required for fuel advance, injection pressure generation and injection.
Einzelne dieser bekannten Funktionseinheiten sind in Figur 9 innerhalb der Software 100b desIndividual of these known functional units are shown in FIG. 9 within the software 100b of the
Steuergerätes beispielhaft veranschaulicht. Sie wurden jedoch nicht alle gleichzeitig entwickelt und in der Software 100b implementiert, sondern sind erst im Laufe der Zeit im Zuge fortschreitender Entwicklung sukzessive zu der Software des Steuergerätes 100 hinzugefügt worden. Bei der Hinzufügung neuer Funktionseinheiten hat man bisher lediglich darauf geachtet, dass die neuen Funktionseinheiten mit allen anderen Funktionseinheiten, soweit erforderlich, kommunizieren konnten. Im Laufe der Zeit entstand so ein unübersichtliches Agglomerat von Schnittstellen zwischen den einzelnen Funktionseinheiten, was insbesondere einen Austausch bekannter Funktionseinheiten durch modifizierte Funktionseinheiten oder die weitere Hinzufügung von neuen Funktionseinheiten zunehmend schwieriger machte. Die Schwierigkeiten entstanden insbesondere deshalb, weil bestehende Abhängigkeiten zwischen einzelnen Funktionseinheiten bei einer Umgestaltung des Gesamtsystems oder auch nur von Teilen desselben nur noch sehr schwer überschaubar waren. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein bekanntes Steuergerät und ein Computerprogramm zum Steuern eines Antriebsaggregates eines Fahrzeugs derart weiterzubilden, dass einzelne Teile des Steuergerätes und insbesondere von dessen Software unabhängig voneinander realisierbar und austauschbar sind.Control unit exemplified. However, they were not all developed and implemented in the software 100b at the same time, but have only gradually been added to the software of the control device 100 in the course of the progressive development. So far, when adding new functional units, care has only been taken to ensure that the new functional units were able to communicate with all other functional units, if necessary. In the course of time, a confusing agglomerate of interfaces between the individual functional units has emerged, which has made the replacement of known functional units by modified functional units or the further addition of new functional units increasingly difficult. The difficulties arose in particular because existing dependencies between individual functional units were very difficult to understand when the entire system or only parts of it were redesigned. Starting from this prior art, it is the object of the present invention to develop a known control device and a computer program for controlling a drive unit of a vehicle such that individual parts of the control device and in particular of its software can be implemented and exchanged independently of one another.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Demnach ist für ein oben beschriebenes bekanntes Steuergerät eine Modularisierung in Form von mindestens drei Modulen vorgesehen, wobei in einem ersten Modul diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst sind, die zur Beeinflussung des Λnüϊebsaggregales im Ansprechen auf einen Benutzerwunsch auf physikalischer Ebene dienen, in einem zweiten Modul diejenigenThis object is achieved by the subject matter of patent claim 1. Accordingly, a modularization in the form of at least three modules is provided for a known control device described above, wherein those functional units which influence the ϊnüϊebsaggregales in response to a user request on the physical level are combined in a first module, those in a second module
Funktionseinheiten zusammengefasst sind, welche eine individuelle Programmierung der Hardware des Steuergerätes in der Weise ermöglichen, dass die Hardware in die Lage versetzt wird, mit den Modulen des Steuergerätes zu kommunizieren und welche die Abarbeitung von Funktionen der Funktionseinheiten in den Modulen zeitlich koordinieren und in einem dritten Modul diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst sind, die eine individuelle Anpassung der verwendeten Sensor-/Aktor-Konfiguration an das Steuergerät in der Weise ermöglichen, dass zwischen den einzelnen Sensoren oder Aktoren der Konfiguration eine Kommunikation mit den übrigen Modulen des Steuergerätes möglich ist; und wobei zwischen den Modulen Modul-Schnittstellen für eine modul-übergreifende Kommunikation vorgesehen sind.Functional units are summarized, which enable individual programming of the hardware of the control device in such a way that the hardware is enabled to communicate with the modules of the control device and which coordinate the processing of functions of the functional units in the modules and in a third time Module those functional units are summarized, which allow an individual adaptation of the sensor / actuator configuration used to the control device in such a way that communication with the other modules of the control device is possible between the individual sensors or actuators of the configuration; and wherein module interfaces are provided for module-spanning communication between the modules.
Das Λntriebsaggregat im Sinne der Erfindung kann alternativ zu einer Brennkraftmaschine auch zum Beispiel einen Elektroantrieb oder einen Brennstoffzellenantrieb repräsentieren.As an alternative to an internal combustion engine, the drive unit in the sense of the invention can also represent, for example, an electric drive or a fuel cell drive.
Benutzer im Sinne der Erfindung kann zum Beispiel der Fahrer des Fahrzeugs, der Gesetzgeber, ein Fahrzeugzulieferer oder ein Fahrzeughersteller sein.For the purposes of the invention, the user can be, for example, the driver of the vehicle, the legislator, a vehicle supplier or a vehicle manufacturer.
Physikalische Ebene im Sinne der Erfindung bedeutet eine Abstraktion von Hardware- Spezifika. Dies bedeutet, dass in der physikalischen Ebene, bezogen auf die Schnittstelle des Sensors zu seiner Umgebung, lediglich physikalische Größen wie zum Beispiel die Drehzahl des Λntriebsaggregates betrachtet werden, nicht jedoch deren hardwaremäßige Realisierung inPhysical level in the sense of the invention means an abstraction of hardware specifics. This means that on the physical level, based on the interface of the sensor to its surroundings, only physical variables such as the speed of the drive unit are considered, but not their hardware implementation in
Form eines elektronischen Signals mit einer hardware-spezifischen, die Drehzahl repräsentierenden Amplitude.Form of an electronic signal with a hardware-specific amplitude representing the speed.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Der wesentliche Vorteil der beanspruchten Modularisierung besteht darin, dass die einzelnen Module einfach austauschbar und unabhängig voneinander realisierbar sind. Dabei wurde die Aufteilung der Funktionseinheiten auf die einzelnen Module so gewählt, dass sie insbesondere aus Sicht der Fahrzeughersteller und aus physikalischer Sicht sinnvoll ist. Ein Austausch einzelner Module ist insbesondere deshalb besonders einfach, weil in den definierten Modul- Schnittstellen zwischen den einzelnen Modulen alle Abhängigkeiten zwischen den Funktionseinheiten in den verschiedenen Modulen berücksichtigt sind; darüber hinausgehende Abhängigkeiten können zwar noch auf Ebene der Funktionseinheiten existieren, sind aber auf Ebene der Module nicht mehr existent und brauchen deshalb bei einem Auslausch der Module nicht mehr berücksichtigt zu werden.The main advantage of the claimed modularization is that the individual modules are easily interchangeable and can be implemented independently of one another. The division of the functional units among the individual modules was chosen in such a way that it is particularly useful from the point of view of vehicle manufacturers and from a physical point of view. An exchange of individual modules is particularly easy because all the dependencies between the functional units in the various modules are taken into account in the defined module interfaces between the individual modules; Dependencies beyond this may still exist at the functional unit level, but no longer exist at the module level and therefore no longer need to be taken into account when the modules are replaced.
Mit der vorgeschlagenen Modularisierung sind insbesondere Kosten- und Zeitersparnisse verbunden. Bei Verwendung einer anderen Sleuergerälehardware oder einer anderen Sensor- /Aktor-Konfiguration braucht nun nicht mehr die gesamte Software des Steuergerätes ausgetauscht oder angepasst zu werden, sondern es ist vielmehr ausreichend, wenn nur das entsprechende Modul ausgetauscht wird.The proposed modularization is associated in particular with cost and time savings. When using different sleuer device hardware or a different sensor / actuator configuration, it is no longer necessary to replace or adapt the entire software of the control unit, but rather it is sufficient if only the corresponding module is replaced.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird vorieilhafterweise vorgeschlagen, das erste Modul in eine Fahrzeug-Komponente und in eine Antriebsaggregate-Komponente zu unterteilen. Gemäß einem zweiten Λusführungsbeispiel wird vorgeschlagen, das zweite Modul in eine Infrastruktur-Komponente und in eine Hardwarekapsel sowie optional zusätzlich eventuell auch noch in eine Kommunikations-Komponente zu unterteilen.According to a first exemplary embodiment, it is advantageously proposed to subdivide the first module into a vehicle component and a drive unit component. According to a second exemplary embodiment, it is proposed to subdivide the second module into an infrastructure component and into a hardware capsule and optionally also into a communication component.
Zusammenfassend zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist anzumerken, dass dieIn summary of the above-mentioned exemplary embodiments, it should be noted that the
Unterteilung der einzelnen Module in Komponenten ähnlich wie bei den Modulen dazu dient, die Austauschbarkeit der Komponenten zu verbessern.Subdivision of the individual modules into components similar to the modules serves to improve the interchangeability of the components.
Vorieilhafterweise sind auch zwischen den Komponenten innerhalb eines Moduls Schnittstellen für einen schnellen Datenaustausch vorgesehen. Dagegen erfolgt eine Kommunikation zwischenAdvantageously, interfaces for fast data exchange are also provided between the components within a module. In contrast, there is communication between
Komponenten in unterschiedlichen Modulen über die Modul-Schnittstellen. Jede der Komponenten ist ihrerseits wiederum in beliebig viele Funktionseinheiten unterteilt. Schnittstellen sind auch auf Ebene dieser Funktionseinheiten vorgesehen, so dass verschiedene Funktionseinheiten innerhalb einer Komponente miteinander kommunizieren können. Eine Kommunikation zwischen Funktionseinheiten in unterschiedlichen Komponenten erfolgt über die Komponentenschnitlslellen und eine Kommunikalion zwischen Funktionseinheiten in unterschiedlichen Modulen erfolgt über die Modul-Schnittstellen. Auch für die Schnittstellen zwischen den Funktionseinheiten und zwischen den Komponenten gilt das bereits oben für die Modul-Schnittstellen Gesagte, nämlich dass in diesen Schnittstellen alle notwendigenComponents in different modules via the module interfaces. Each of the components is in turn divided into any number of functional units. Interfaces are also provided at the level of these functional units, so that different functional units within a component can communicate with one another. A Communication between functional units in different components takes place via the component interfaces and communication between functional units in different modules takes place via the module interfaces. The statements made above for the module interfaces also apply to the interfaces between the functional units and between the components, namely that in these interfaces all necessary
Abhängigkeiten zwischen den Funktionseinheiten oder Komponenten untereinander berücksichtigt sind und jeweils weitere Abhängigkeilen nicht berücksichtigt werden müssen. Daraus resultiert eine einfache Austauschbarkeit nicht nur von Modulen, sondern auch von Komponenten oder Funktionseinheiten, das heißt insbesondere eine einfache und unkomplizierte Anpassung an Kundenwünsche oder neue Technologien.Dependencies between the functional units or components are taken into account and further dependent wedges do not have to be taken into account. This results in a simple interchangeability not only of modules, but also of components or functional units, that means in particular a simple and uncomplicated adaptation to customer requirements or new technologies.
Eine nähere Beschreibung der Aufgaben der einzelnen Komponenten und der in den einzelnen Komponenten zusammengefassten Funktionseinheiten und Elemente ist Gegenstand der Unleransprüche. Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung sind die Funktionseinheiten, die Komponenten und/oder die Module sowie deren jeweilige Schnittstellen zumindest teilweise als Computerprogramm ausgebildet. Die Ausbildung als Computerprogramm erlaubt eine flexible Umsetzung von Änderungswünschen, ohne dass eine Änderung der Hardware des Steuergerätes vorgenommen werden muss.A detailed description of the tasks of the individual components and the functional units and elements combined in the individual components is the subject of the non-claims. According to an advantageous embodiment, the functional units, the components and / or the modules and their respective interfaces are at least partially designed as a computer program. Training as a computer program allows flexible implementation of change requests without having to change the hardware of the control unit.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Compulerprogramm für das beschriebene und beanspruchte Steuerprogramm gelöst. Die Vorteile dieses Computerprogramms entsprechen den oben mit Bezug auf das Steuerprogramm erwähnten Vorteilen.The above-mentioned object is further achieved by a computer program for the control program described and claimed. The advantages of this computer program correspond to the advantages mentioned above with regard to the control program.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Further advantages result from the description below.
Zeichnungendrawings
Der Beschreibung sind insgesamt neun Figuren beigefügt, wobeiA total of nine figures are attached to the description
Figur 1 eine erfindungsgemäße Modularchileklur für ein Steuergerät;Figure 1 shows a modular Chile invention for a control unit;
Figur 2 eine erfindungsgemäße Unterteilung der Module in Komponenten; Figur 3 eine erfindungsgemäße Zuordnung von Funktionseinheiten zu einer Fahrzeug- Komponente und einer Antriebsaggregate-Komponente;FIG. 2 shows a subdivision of the modules into components according to the invention; FIG. 3 shows an assignment according to the invention of functional units to a vehicle component and a drive unit component;
Figur 4 die erfindungsgemäße Zuordnung von Funktionseinheiten zu einer Infrastruktur- Komponente und einer Hardwarekapsel-Komponente;FIG. 4 shows the assignment of functional units to an infrastructure component and a hardware capsule component;
Figur 5 eine Funktionseinheit für ein Gerätetreiber-Element;FIG. 5 shows a functional unit for a device driver element;
Figur 6 eine Veranschaulichung von Schnittstellen zwischen den Modulen;Figure 6 illustrates interfaces between the modules;
Figur 7 eine Schnittstelle zwischen zwei Funktionseinheiten in unterschiedlichen Komponenten;FIG. 7 shows an interface between two functional units in different components;
Figur 8 ein Beispiel für einen Datenfluss zwischen den Modulen; undFIG. 8 shows an example of a data flow between the modules; and
Figur 9 den Aufbau eines Steuergerätes gemäß dem Stand der TechnikFigure 9 shows the structure of a control device according to the prior art
Figur 10 die Einbettung einer erfindungsgemäßen Schnittstellenarchitektur in die ModularchiteklurFigure 10 the embedding of an interface architecture according to the invention in the modular architecture
Figur 11 die Schichtendarstellung einer ausgewählten Schittstelle zeigt.FIG. 11 shows the layer representation of a selected interface.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Es folgt eine detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren.The following is a detailed description of exemplary embodiments of the invention with reference to the figures.
Figur 1 zeigt unter Bezugnahme auf Figur 9 eine erfindungsgemäße Modularisierung von Funktionseinheiten in einem Steuergerät 100 zum Steuern eines Λntriebsaggregales 300, insbesondere einer Brennkraflmaschine, eines Fahrzeugs. Im Unterschied zu Figur 9 ist in Figur 1 lediglich die Struktur des Inhaltes des Speicherelementes 100a-2 dargestellt; insbesondere die Sensor-/Aktor-Konfiguration 200 und das Antriebsaggregal 300 sind nicht Gegenstand der Erfindung und werden deshalb nachfolgend nicht weiter beschrieben. FIG. 1 shows, with reference to FIG. 9, a modularization of functional units according to the invention in a control unit 100 for controlling a drive unit 300, in particular an internal combustion engine, of a vehicle. In contrast to FIG. 9, only the structure of the content of the memory element 100a-2 is shown in FIG. 1; In particular, the sensor / actuator configuration 200 and the drive assembly 300 are not the subject of the invention and are therefore not described further below.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Funktionseinheiten in dem Steuergerät 100 in vier separate Module zu gruppieren.According to the invention, it is proposed to group the functional units in control unit 100 into four separate modules.
In einem ersten Modul ASW werden diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst, die zurIn a first module ASW those functional units are summarized which are used for
Beeinflussung des Antriebsaggtegates 300 im Ansprechen auf einen Benutzerwunsch auf physikalischer Ebene dienen.Influence the drive unit 300 in response to a user request serve on a physical level.
In einem zweiten Modul CO werden zum einen diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst, welche eine individuelle Programmierung der Hardware des SteuergerätesIn a second module CO, on the one hand those functional units are summarized which individually program the hardware of the control unit
100 in der Weise ermöglichen, dass die Hardware in die Lage versetzt wird, mit den Modulen des Steuergerätes 100 zu kommunizieren. Weiterhin umfasst das zweite Modul CO diejenigen Funktionseinheiten, welche eine Abarbeitung von Funktionen der Funktionseinheiten in den Modulen ASW, CO, DE, CD zeitlich koordinieren. Darüber hinaus kann das zweite Modul CO auch solche Funktionseinheiten aufweisen, -welche eine Kommunikation des Moduls ASW und/oder eines dritten Moduls DE mit anderen Steuergeräten ermöglichen.100 in such a way that the hardware is enabled to communicate with the modules of the control device 100. Furthermore, the second module CO comprises those functional units that coordinate the processing of functions of the functional units in the modules ASW, CO, DE, CD. In addition, the second module CO can also have functional units which enable the ASW module and / or a third module DE to communicate with other control units.
In einem dritten Modul DE werden diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst, die eine individuelle Anpassung der verwendeten Sensor-ZAktor-Konfiguration an das Steuergerät 100 in der Weise ermöglichen, dass zwischen den einzelnen Sensoren oder Aktoren der Konfiguration eine Kommunikalion mit den übrigen Modulen des Steuergerätes 100 möglich ist.In a third module DE, those functional units are combined that enable the sensor Z actuator configuration used to be individually adapted to the control device 100 in such a way that communication with the other modules of the control device 100 is possible between the individual sensors or actuators of the configuration ,
Schließlich werden in einem vierten Modul CD diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst, die eine direkte Ansteuerung von komplexen Sensor-/Aklor-Konfiguralionen mit komplexen Schnittstellen zu dem Steuergerät 100 durch das erste Modul ermöglichen. Diese speziellen Sensor-/Λktor-Konfigurationen sind von den zuvor erwähnten nicht-speziellen Sensor-ZAklor-Konfigurationen zu unterscheiden. Im Unterschied zu nicht-spezifischen Konfigurationen, bei denen eine Kommunikation mit dem ersten Modul nur über das zweite und das dritte Modul ist, erfolgt bei den speziellen Konfigurationen eine Kommunikation mit dem ersten Modul direkt über das vierte Modul.Finally, in a fourth module CD those functional units are combined which enable the first module to directly control complex sensor / Aklor configurations with complex interfaces to the control unit 100. These special sensor / ctor configurations are to be distinguished from the previously mentioned non-special sensor ZAklor configurations. In contrast to non-specific configurations, in which communication with the first module is only via the second and third modules, in the special configurations communication with the first module takes place directly via the fourth module.
Zwischen den Modulen ΛSW, CO, DE, CD sind jeweils Modul-Schnittstellen Ml, M2, M3, M4, M5 und M6 vorgesehen, die zum einen eine Kommunikalion der Module untereinander, aber auch den Austausch einzelner Module ermöglichen. Between the modules ΛSW, CO, DE, CD, module interfaces Ml, M2, M3, M4, M5 and M6 are provided, which on the one hand enable communication of the modules with each other, but also the exchange of individual modules.
Figur 2 zeigt eine erfmdungsgemäße Gruppierung von Komponenten innerhalb der zuvor beschriebenen Module ΛSW, CO und CD. Das erste Modul ΛSW repräsentiert im Wesentlichen anwender- bzw. benutzerorienlierte Funktionen. Im Hinblick auf geplante Anwendungsfälle, bei denen unterschiedliche Typen von Antriebsaggregaten durch dasFigure 2 shows an inventive grouping of components within the modules ΛSW, CO and CD described above. The first module ΛSW essentially represents user- or user-oriented functions. With regard to planned applications in which different types of drive units by the
Steuergerät angesteuert werden sollen, ist es sinnvoll, dieses erste Modul ΛSW in eine Fahrzeug-Komponente VF und eine Antriebsaggregate-Komponente EF zu unterteilen.If the control unit is to be controlled, it makes sense to subdivide this first module ΛSW into a vehicle component VF and a drive unit component EF.
Die Fahrzeug-Komponente umfasst vorzugsweise diejenigen Funktionseinheiten, die nicht spezifisch für einen bestimmten Typ von Antriebsaggregat 300 sind. Dabei handelt es sich insbesondere um die Funktionseinheiten Antrieb VF-1, Fahrzeugkoordinator VF-2, Fahrzeugbewegung VF-3 oder Fahrzustandsgrößen VF-4, wie sie einleitend beschrieben wurden.The vehicle component preferably includes those functional units that are not specific for a specific type of drive unit 300. These are in particular the functional units drive VF-1, vehicle coordinator VF-2, vehicle movement VF-3 or driving state variables VF-4, as described in the introduction.
Demgegenüber sind in der Anrriebsaggregate-Komponente EF vorzugsweise alle diejenigenIn contrast, in the drive unit component EF all are preferably those
Funktionseinheiten zusammengefasst, die für den verwendeten Typ von Antriebsaggregal 300 spezifisch sind. Dabei handelt es sich vorzugsweise um die Funktionseinheiten Motorkoordinator EF-1, Molormomenlenstruktur EF-2, Gassystem EF-3 oder Einspritzsystem EF-4, wie oben unter Bezugnahme auf Figur 9 beschrieben. Bei einem Wechsel des von dem Steuergerät 100 anzusteuemden Λntriebsaggregales 300 ist es dann nicht mehr erforderlich, das komplette erste ΛSW-Modul auszutauschen, sondern es genügt vorteilhaflerweise, wenn lediglich die Antriebsaggregate-Komponente EF ausgetauscht wird.Functional units summarized that are specific for the type of drive unit 300 used. These are preferably the functional units motor coordinator EF-1, molecular structure EF-2, gas system EF-3 or injection system EF-4, as described above with reference to FIG. 9. When changing the drive unit 300 to be controlled by the control unit 100, it is then no longer necessary to replace the complete first ΛSW module, but it is advantageously sufficient if only the drive unit component EF is replaced.
Ähnlich wie bei dem ersten Modul empfiehlt es sich bei dem zweiten Modul zum Beispiel im Hinblick auf einen anderen zu verwendenden Prozessor in dem Steuergerät 100, das zweiteSimilar to the first module, the second module is recommended for the second module, for example with regard to another processor to be used in the control device 100
Modul in eine Infraslruktur-Komponenle IS und in eine Hardwarekapsel-Komponenle HWE zu unterteilen. In der Infrastruktur-Komponente IS sind vorzugsweise alle diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst, welche grundlegende Dienste anbieten oder repräsentieren, auf die andere Funktionseinheiten zugreifen können. Dabei handelt es sich vorzugswei se um die Funktionseinheiten Dienstebibliotheken IS- 1 , Ablaufsteuerung IS-2,Subdivide the module into an IS infrastructure component and a HWE hardware capsule component. All those functional units that offer or represent basic services that other functional units can access are preferably combined in the infrastructure component IS. These are preferably the functional units service libraries IS-1, sequence control IS-2,
Diagnosemanager IS-3 und Überwachungskonzepl IS-4, wie ebenfalls oben beschrieben. Die Dienste werden in der Ihfϊastruklur-Komponente an zentraler Stelle bereitgestellt und müssen deshalb nicht dezentral in mehrfacher Ausfertigung vorliegen und unnötig Speicherplatz beanspruchen. Diagnostic manager IS-3 and monitoring concept IS-4, as also described above. The services are provided in a central location in the Ihfϊastruklur component and therefore do not have to be duplicated in a decentralized manner and take up unnecessary storage space.
In der Hardwarekapsel-Komponente HWE sind alle diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst, welche eine individuelle Programmierung der Hardware 100a des Steuergerätes 100 in der Weise ermöglichen, dass die Hardware 100a in die Lage versetzt wird, mit den Modulen ASW, CO, DE oder CD des Steuergeräts 100 zu kommunizieren. So ist es bei einem Austausch des in dem Steuergerät verwendeten Prozessors durch einen Prozessor anderen Typs lediglich erforderlich, die Hardwarekapsel-Komponente HWE und nicht mehr das gesamte zweite Modul des Steuergerätes auszutauschen.The hardware capsule component HWE summarizes all those functional units which enable individual programming of the hardware 100a of the control device 100 in such a way that the hardware 100a is enabled to use the modules ASW, CO, DE or CD of the control device 100 to communicate. Thus, when the processor used in the control unit is replaced by a processor of a different type, it is only necessary to replace the hardware capsule component HWE and no longer the entire second module of the control unit.
Neben der genannten Infrastruktur-Komponente und der Hardwarekapsel-Komponente kann das zweite Modul CO weiterhin eine Kommunikations-Komponente COM aufweisen, in welcher diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst sind, welche eine Kommunikation mit anderen Steuergeräten ermöglichen.In addition to the infrastructure component mentioned and the hardware capsule component, the second module CO can furthermore have a communication component COM, in which those functional units are combined which enable communication with other control units.
Neben den bereits oben erwähnten Modul-Schnittstellen Ml ... M6 auf Modulebene sind auchIn addition to the module interfaces Ml ... M6 already mentioned above at module level
Komponentenschnittstellen auf Ebene der Komponenten innerhalb der einzelnen Module vorgesehen. Diese Komponentenschnittstellen K0 ... K3 ermöglichen einen Datenaustausch zwischen zumindest einzelnen der Komponenten innerhalb eines Moduls. So besieht eine Schnittstelle K0 in dem ersten Modul zwischen der Fahrzeug-Komponente VF und der Antriebsaggregate-Komponente EF. Innerhalb des zweiten Moduls besteht eineComponent interfaces provided at the level of the components within the individual modules. These component interfaces K0 ... K3 enable data exchange between at least some of the components within a module. An interface K0 in the first module is between the vehicle component VF and the drive unit component EF. There is one within the second module
Komponentenschnittslelle Kl zwischen der Infrastruktur-Komponente IS und der Kommunikations-Komponente COM, eine zweite Schnittstelle K2 zwischen der Infrastruktur- Komponente IS und der Hardwarekapsel-Komponente HWE und eine dritte Schnittstelle K3 zwischen der Hardwarekapsel-Komponenle HWE und der Kommunikations-Komponenle COM.Component interface C1 between the infrastructure component IS and the communication component COM, a second interface K2 between the infrastructure component IS and the hardware capsule component HWE and a third interface K3 between the hardware capsule component HWE and the communication component COM.
In Figur 3 ist die bereits erwähnte Zuordnung von Funktionseinheiten zu der Fahrzeug- Komponente VF und zu der Λntriebsaggregate-Komponente sowie die Schnittstelle KO zwischen den beiden Komponenten dargestellt. Darüber hinaus ist ersichtlich, dass auch die Funktionseinheiten innerhalb einer Komponente über Funktionseinheiten-Schnittstellen Fi mit iFIG. 3 shows the already mentioned assignment of functional units to the vehicle component VF and to the drive unit component and the interface KO between the two components. In addition, it can be seen that the functional units within a component via functional unit interfaces Fi with i
= 1 -9 untereinander kommunizieren können. Eine Kommunikation zwischen Funktionseinheiten, die unterschiedlichen Komponenten innerhalb desselben Moduls zugeordnet sind, erfolgt über die besagte Komponentenschnittstelle, hier O. Figur 4 zeigt die bereits beschriebene Zuordnung von Funktionseinheiten zu der Infrastruktur- Komponente IS und der Hardwarekapsel-Komponenle HWE innerhalb des zweiten Moduls. Die bereits unter Bezugnahme auf Figur 3 gemachten Aussagen zu den Schnittstellen zwischen den Funktionseinheiten und den Komponenten gellen hier entsprechend. Alternativ oder zusätzlich zu der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausbildung der Funktionseinheiten-Schnittstellen zwischen den Funktionseinheiten innerhalb einer Komponente können diese Schnittstellen auch derart ausgebildet sein, dass eine direkte Verbindung zu jeder Funktionseinheit innerhalb einer Komponente besteht. Für eine Kommunikation zwischen beispielsweise der Funktionseinheit Dienstebibliotheken IS-1 und der Funktionseinheit Diagnosemanager IS-3 wäre es dann nicht erforderlich, über die Funktionseinheit Ablaufsteuerung IS-2 zu kommunizieren, sondern es stünde eine direkte Verbindung zur Verfugung.= 1 -9 can communicate with each other. Communication between functional units that are assigned to different components within the same module takes place via said component interface, here O. FIG. 4 shows the already described assignment of functional units to the infrastructure component IS and the hardware capsule component HWE within the second module. The statements already made with reference to FIG. 3 regarding the interfaces between the functional units and the components apply here correspondingly. As an alternative or in addition to the design of the functional unit interfaces between the functional units within a component shown in FIGS. 3 and 4, these interfaces can also be designed such that there is a direct connection to each functional unit within a component. For communication between, for example, the functional unit service libraries IS-1 and the functional unit diagnostic manager IS-3, it would then not be necessary to communicate via the functional unit sequence control IS-2, but a direct connection would be available.
Für die Funktionseinheiten HWE-1...N der HWE ist es vorteilhaft, diese jeweils in ein Prozessorebenenelement und ein Hardwareabstraktionsebenenelement zu unterteilen. Diese Unterteilung bietet den Vorteil, dass bei einem gewünschten Austausch des Prozessors nicht die gesamte Hardware-Kapsel-Komponente HWE, sondern nur die Prozessorebenenelemente, dann allerdings bei allen Funktionseinheiten der Hardwarekapsel-Komponente HWE ausgetauscht werden müssen. Analog ist es dann bei einem gewünschten Auslausch der Peripheriehardware des Steuergerätes, das ist die Hardware des Steuergerätes außer dem Prozessor, ebenfalls nicht mehr erforderlich, die gesamte Hardwarekapsel-Komponente HWE auszutauschen, sondern es genügt ein Austausch der Hardwareabstraktionsebenenelemente bei allen Funktionseinheiten der HWE.For the functional units HWE-1 ... N of the HWE, it is advantageous to subdivide them into a processor level element and a hardware abstraction level element. This division offers the advantage that when the processor is replaced, not the entire hardware capsule component HWE, but only the processor level elements, but then in all functional units of the hardware capsule component HWE must be replaced. Similarly, if the peripheral hardware of the control unit is desired, that is, the hardware of the control unit in addition to the processor, it is also no longer necessary to replace the entire hardware capsule component HWE, but an exchange of the hardware abstraction level elements is sufficient for all functional units of the HWE.
Eine der Hardwarekapsel-Komponente HWE zugeordnete Funktionseinheit ist die Funktionseinheit Signalaufbereitung HWE-1 , die einleitend beschrieben wurde. Für dieA functional unit assigned to the hardware capsule component HWE is the functional unit signal conditioning HWE-1, which was described in the introduction. For the
Funktionseinheit Signalaufbereitung HWE-1 übernimmt das Prozessorebenenelement HWE-1-1 die Signalaufbereitung insoweit als sie sich auf den verwendeten Prozessortyp bezieht und das Hardwareabstraktionsebenenelement HWE-1-2 die Signalaufbereitung insoweit als sie sich auf die im Steuergerät verwendete Peripheriehardware bezieht.Functional unit signal processing HWE-1, processor level element HWE-1-1 takes over signal processing insofar as it relates to the processor type used and hardware abstraction level element HWE-1-2 takes over signal processing insofar as it relates to the peripheral hardware used in the control unit.
Schnittstellen Ek sind weiterhin vorgesehen für eine Kommunikation der Prozessorebenenelemente HWE-1-1 und der Hardwareabstraktionsebenelemente HWE-1-2 untereinander undZoder mit ihnen übergeordneten Funktionseinheiten HWE-1 in der HWE. Interfaces Ek are also provided for communication of the processor level elements HWE-1-1 and the hardware abstraction level elements HWE-1-2 with each other and Z or with them higher-level functional units HWE-1 in the HWE.
Figur 5 veranschaulicht die bereits erwähnte vorteilhafte Unterteilung des vierten Moduls CD in mehrere Funktionseinheiten; diese werden in Bezug auf das vierte Modul auch Komplexgerätetreiber CD-i mit i = 1...N genannt. Jeder dieser Komplexgerätetreiber wird seinerseits vorteilhaflerweise in ein Gerätetreiber-Element CD-GT und in ein Hardwaretreiber- Element CD-HW unterteilt Die Elemente CD-GT sind über die Schnittstelle M3 an das ersteFIG. 5 illustrates the advantageous division of the fourth module CD into a plurality of functional units; in relation to the fourth module, these are also called complex device drivers CD-i with i = 1 ... N. Each of these complex device drivers is in turn advantageously divided into a device driver element CD-GT and a hardware driver element CD-HW. The elements CD-GT are via the interface M3 to the first
Modul ΛSW angeschlossen. Über diese Schnittstelle M3 werden Softwaresignale übertragen, welche eine physikalische Größe, wie zum Beispiel die Einspritzmenge oder Drehzahl repräsentieren. Wenn die Gerätetreiber-Elemente CD-GT ein solches Softwaresignal von dem ersten Modul ΛSW empfangen, wandeln sie dieses in ein anderes Softwaresignal um, welches spezifisch ist für einen anzusteuernden Aktor, aber noch unspezifisch für die Steuergeräte-ΛSW module connected. Software signals are transmitted via this interface M3, which represent a physical quantity, such as the injection quantity or speed. When the device driver elements CD-GT receive such a software signal from the first module ΛSW, they convert it into another software signal, which is specific for an actuator to be controlled, but is still unspecific for the control unit
Hardware ist. Im umgekehrten Fall, wenn die Gerätetreiber-Elemente CD-GT ein derartiges anderes Softwaresignal von einem Hardwaretreiber-Element CD-HW empfangen, wandeln sie * dieses in ein Softwaresignal um, welches nur eine physikalische Größe repräsentiert, aber nicht mehr spezifisch ist für einen Sensor, von dem es ursprünglich erzeugt wurde. Die Hardwaretreiber-Elemente CD-HW dienen zum direkten Anbinden der speziellen Sensor-Hardware is. Conversely, when the device driver elements CD-GT receive such a different software signal from a hardware driver element CD-HW, they convert it * into a software signal that only represents a physical quantity, but is no longer specific to a sensor from which it was originally created. The hardware driver elements CD-HW are used to directly connect the special sensor
ZAktor-Konfiguration 200 an die verwendete Steuergeräte-Hardware, insbesondere an den verwendeten Prozessor 100a-l. Zwischen den Gerätetreiber-Elementen CD-GT und den zugehörigen weiteren Hardwaretreiber-Elementen CD-HW sind jeweils Schnittstellen Ei mit i = 1...N vorgesehen.ZAktor configuration 200 to the control unit hardware used, in particular to the processor 100a-l used. Interfaces Ei with i = 1 ... N are provided between the device driver elements CD-GT and the associated further hardware driver elements CD-HW.
Einer der Komplexgerätelreiber ist die einleitend beschriebene Funktionseinheit Λggregate- Positions-Management EPM. Ihr Gerätetreiber-Element und ihr Hardwaretreiber-Element erhalten zum Zwecke einer eindeutigen Zuordnung die Bezugszeichen CD£PM-GT und CDEPM- HW.One of the complex device drivers is the einheitggregate- Position Management EPM functional unit described in the introduction. Your device driver element and your hardware driver element are given the reference symbols CD £ PM -GT and CD EPM - HW for the purpose of clear assignment.
Figur 6 veranschaulicht beispielhaft die Modulschnittstellen M2 und M4. Die Pfeile repräsentieren jeweils die durch die Schnittstellen realisierten Abhängigkeiten zwischen den gezeigten Modulen oder deren Komponenten. Dabei bedeutet die Aussage, dass ein Modul abhängig von einem weiteren Modul oder eine Komponente abhängig von einer weiteren Komponente ist, dass dieses Modul auf das weitere Modul oder diese Komponente auf die weitere Komponente zugreift beziehungsweise dem weiteren Modul oder der weiteren Komponente Daten zur Verarbeitung in Auftrag gibt. Die die Abhängigkeiten repräsentierenden Pfeile stellen nicht zwangsläufig auch die entsprechenden Datenflussrichtungen dar; diese werden beispielhaft weiter unten mit Bezugnahme auf Figur 8 erläutert. Aus Figur 6 ist zu erkennen, dass zwischen dem dritten Modul DE und dem ersten Modul ΛSW eine wechselseitige Abhängigkeit besteht. Die Abhängigkeit des ersten Moduls ASW von dem dritten Modul DE, repräsentiert durch den Pfeil, der von dem zweiten Modul zu dem ersten Modul orientiert ist, resultiert aus der Talsache, dass das erste Modul darauf angewiesen ist, dass das dritte Modul DE zum Beispiel ein Sensorsignal undZoder ein zugeordnetesFIG. 6 exemplifies the module interfaces M2 and M4. The arrows represent the dependencies between the modules shown or their components, which are realized by the interfaces. The statement means that a module is dependent on a further module or a component is dependent on a further component, that this module accesses the further module or this component on the further component or the further module or the further component has data for processing in Order there. The arrows representing the dependencies do not necessarily represent the corresponding data flow directions; these are explained below by way of example with reference to FIG. 8. From Figure 6 is too recognize that there is a mutual dependency between the third module DE and the first module ΛSW. The dependency of the first module ASW on the third module DE, represented by the arrow, which is oriented from the second module to the first module, results from the fact that the first module is dependent on the third module DE, for example, a Sensor signal and Z or an assigned one
Qualitätssignal, welches eine Information über die Qualität des Sensorsignals repräsentiert, für das erste Modul ASW bereitstellt.Quality signal, which represents information about the quality of the sensor signal, for the first module ASW.
Wie aus Figur 6 weiterhin zu erkennen ist, realisiert die vierte Modul-Schnittstelle M4 einseitige Abhängigkeiten der Infrastruktur-Komponente und der Hardwarekapsel-Komponenle gegenüber dem dritten Modul DE und eine wechselseitige Abhängigkeit zwischen der Kommunikations-Komponente COM gegenüber dem dritten Modul DE. Alle drei genannten Komponenten sind dem zweiten Modul CO zugeordnet. Die einseitige Abhängigkeit der Infrastruktur-Komponente und der Hardwarekapsel-Komponente bedeutet, dass auf das dritte Modul DE auf diese Komponenten zugreift, um dort Daten verarbeiten zu lassen. AnalogeAs can also be seen from FIG. 6, the fourth module interface M4 realizes one-sided dependencies of the infrastructure component and the hardware capsule components with respect to the third module DE and a mutual dependency between the communication component COM with the third module DE. All three components mentioned are assigned to the second module CO. The one-sided dependency of the infrastructure component and the hardware capsule component means that the third module DE accesses these components in order to have data processed there. analog
Λbhängigkeitsbezeichnungen, wie sie soeben für die Schnittstelle M4 zwischen dem zweiten Modul CO und dem dritten Modul DE beschrieben wurden, bestehen auch für die Schnittstelle M6 zwischen dem zweiten Modul CO und dem vierten Modul CD.Dependency names, as they have just been described for the interface M4 between the second module CO and the third module DE, also exist for the interface M6 between the second module CO and the fourth module CD.
Figur 7 zeigt ein Beispiel für eine komponentenübergreifende Kommunikation zwischen zweiFigure 7 shows an example of cross-component communication between two
Funktionseinheiten in unterschiedlichen Komponenten desselben Moduls. Genauer gesagt veranschauUcht Figur 7 eine Kommunikation zwischen der Funktionseinheit Signalaufbereirung HWE-1 innerhalb der Hardwarekapsel-Komponente HWE und der Funktionseinheit Diagnosemanager IS-3 innerhalb der Infrastruktur-Komponente IS. Hier ist die Funktionseinheit Signalaufbereitung abhängig von der Funktionseinheit Diagnosemanager. Dies kann zumFunctional units in different components of the same module. 7 shows a communication between the functional unit signal conditioning HWE-1 within the hardware capsule component HWE and the functional unit diagnostic manager IS-3 within the infrastructure component IS. Here, the signal processing functional unit depends on the diagnostic manager functional unit. This can lead to
Beispiel bedeuten, dass die Funktionseinheit Signalaufbereitung HWE-1 ein Signal an die Funktionseinheit Diagnosemanager IS-3 sendet mit dem Auftrag um Bearbeitung. Das gesendete Signal repräsentiert zum Beispiel einen Defekt in der dem Steuergerät 100 zugeordneten Hardware 100a. Mit der Übersendung des Signals beauftragt dann die Funktionseinheit Signalaufbereitung HWE-1 die Funktionseinheit Diagnosemanager, diesesExamples mean that the functional unit signal processing HWE-1 sends a signal to the functional unit diagnostic manager IS-3 with the order for processing. The transmitted signal represents, for example, a defect in the hardware 100a assigned to the control device 100. The functional unit signal processing HWE-1 then instructs the functional unit diagnostic manager to transmit the signal
Signal aufzubereiten, das heißt zum Beispiel zu entprellen, so dass eine fehlerfreie Auswertung dieses Signals möglich wird. Neben der Signalaufbereitung kommt dann der Funktionseinheit Diagnosemanager zum Beispiel auch die Aufgabe zu, dieses Signal abzuspeichern, so dass es zu einem späteren Zeitpunkt, zum Beispiel in einer Kfz-Werkstatt, zwecks Fehlerdiagnose ausgelesen werden kann.Processing the signal, that is, debouncing, for example, so that an error-free evaluation of this signal is possible. In addition to signal processing, the diagnostic manager functional unit then also has the task of storing this signal so that it is closed a later point in time, for example in a motor vehicle workshop, can be read out for the purpose of fault diagnosis.
Figur 8 veranschaulicht schließlich das Zusammenwirken der einzelnen Module innerhalb der Steuergeräte-Software 100b anhand eines beispielhaften Verlaufs von Signalen. Eine derartigeFIG. 8 finally illustrates the interaction of the individual modules within the control unit software 100b on the basis of an exemplary course of signals. Such
Signalverlaufsbetrachtung ist eine alternative Möglichkeit zur Beschreibung der Funktionen einzelner Schnittstellen, insbesondere zwischen den Modulen, im Vergleich zu der oben bereits erwähnten Abhängigkeitsbetrachtung. Beide Betrachtungsweisen sind keineswegs widersprüchlich zueinander, sondern beschreiben lediglich die Funktionen einer Schnittstelle auf unterschiedliche Weise.Waveform analysis is an alternative way of describing the functions of individual interfaces, in particular between the modules, compared to the dependency analysis already mentioned above. The two approaches are by no means contradictory to each other, but merely describe the functions of an interface in different ways.
Konkret ist in Figur 8 derjenige Signalverlauf dargestellt, der sich ergibt, wenn der Fahrer eines Fahrzeugs, in welches die Brennkraflmaschine 300 mit dem Steuergerät 100 eingebaut ist, das Gaspedal betätigt. Das Gaspedal beziehungsweise ein daran befestigter Positionsdetektor wird in Figur 8 durch das Bezugszeichen 200a als Sensor der Sensor-ZAktor-Konfiguration 200 repräsentiert. Ein Signal SI, welches die veränderte Stellung des Gaspedals repräsentiert, wird von dem Gaspedal zunächst in die Hardware 100a des Steuergerätes 100 eingegeben. Innerhalb der Steuergeräte-Hardware 100a wird das reale elektrische Sensorsignal umgewandelt in ein .Softwaresignal, welches zunächst noch steuergerätespezifisch ist. Dieses Soflwaresignal S2 verläset alsdann die Steuergeräte-Hardware 100a und wird in das zweite Modul CO, genauer gesagt in dessen Hardwarekapsel-Komponente HWE eingespeist. Dort erfährt das Softwaresignal eine Aufbereitung in der Weise, dass die in ihm noch enthaltenen Einflüsse der Steuergeräte-Hardware 100a aus ihm entfernt werden. Am Ausgang der Hardwarekapsel- Komponente HWE liegt dann ein bereinigtes Softwaresignal an, welches insbesondere keine Prozessorspezifika mehr enthält. Es repräsentiert jedoch nach wie vor noch die Charakteristika des ursprünglichen elektrischen Signals, nämlich die veränderte Gaspedalstellung, zum Beispiel in Form einer Amplitude von 3 V. Dieses bereinigte Signal S3 wird dann über die Modul- Schnittstelle M4 dem dritten Modul DE zugeführt. In dem dritten Modul DE wird das bereinigte Sensorsignal S3 in der Weise aufbereitet, dass es auf eine physikalische Ebene bezogen auf die Schnittstelle des Sensors zu seiner Umgebung umgewandelt wird. Beispielsweise kann dies bedeuten, dass das physikalische Signal S4 am Ausgang des dritten Moduls DE die durch das Signal S3 am Eingang des dritten Moduls in Form der 3 V Amplitude repräsentierte veränderte Stellung des Gaspedals als Ist-Größe zum Beispiel in Form von 75 % des möglichen Drehwinkels des Gaspedals repräsentiert. Das physikalische Signal S4 ist Teil der Schnittstelle M2 zwischen dem ersten Modul ΛSW und dem dritten Modul DE. Es führt von dem dritten Modul direkt in das erste Modul ASW, genauer gesagt in dessen Fahrzeug-Komponente VF. Die Fahrzeug-Komponente VF interpretiert das physikalische Eingangssignal S4 als Momentenanforderung für die Brennkraflmaschine 300. Sie koordiniert diese Momentenanforderung von dem dritten Modul mit eventuell vorhandenen anderen Momentenanforderungen, die von anderen Modulen, Komponenten oder Funktionseinheiten an die Brennkraflmaschine gestellt werden, um letztendlich ein resultierendes Solldrehmomenl für die Brennkraftmaschine in Form des Signals S5 über die Komponentenschnittstelle K0 an die Λntriebsaggregate-Komponente EF auszugeben.Specifically, FIG. 8 shows the signal curve that results when the driver of a vehicle in which the internal combustion engine 300 with the control device 100 is installed operates the accelerator pedal. The accelerator pedal or a position detector attached to it is represented in FIG. 8 by the reference symbol 200a as a sensor of the sensor / actuator configuration 200. A signal SI, which represents the changed position of the accelerator pedal, is initially input by the accelerator pedal into the hardware 100a of the control unit 100. Within the control unit hardware 100a, the real electrical sensor signal is converted into a .software signal, which is initially still control unit-specific. This software signal S2 then leaves the control unit hardware 100a and is fed into the second module CO, more precisely into its hardware capsule component HWE. There, the software signal undergoes processing in such a way that the influences of the control device hardware 100a it still contains are removed from it. A cleaned software signal is then present at the output of the hardware capsule component HWE, which in particular no longer contains any processor specifics. However, it still represents the characteristics of the original electrical signal, namely the changed accelerator pedal position, for example in the form of an amplitude of 3 V. This cleaned signal S3 is then fed to the third module DE via the module interface M4. In the third module DE, the cleaned sensor signal S3 is processed in such a way that it is converted on a physical level in relation to the interface of the sensor to its surroundings. For example, this can mean that the physical signal S4 at the output of the third module DE represents the changed position of the accelerator pedal represented by the signal S3 at the input of the third module in the form of the 3 V amplitude as an actual variable, for example in the form of 75% of the possible Represents the angle of rotation of the accelerator pedal. The physical signal S4 is part of the interface M2 between the first module ΛSW and the third module DE. It leads from the third module directly into the first module ASW, more precisely into its vehicle component VF. The vehicle component VF interprets the physical input signal S4 as a torque request for the internal combustion engine 300. It coordinates this torque request from the third module with any other torque requests that may be made to the internal combustion engine by other modules, components or functional units in order to ultimately produce a resulting target torque for the internal combustion engine in the form of the signal S5 via the component interface K0 to the drive unit component EF.
Die Λntriebsaggregate-Komponente EF führt dann eine Umwandlung des empfangenen Solldrehmomentes in von dem Typ der Brennkraftmaschine abhängige physikalische Größen durch. Handelt es sich bei der Brennkraftmaschine 300 beispielsweise um eine Dieselmaschine, so erzeugt die Aggregate-Komponente EF ein erstes Stellgrößensignal S6, welches den physikalischen Soll-Einspritzdruck repräsentiert, der zur Einstellung des erforderlichenThe drive unit component EF then converts the received target torque into physical variables that are dependent on the type of internal combustion engine. If the internal combustion engine 300 is, for example, a diesel engine, the unit component EF generates a first manipulated variable signal S6, which represents the physical target injection pressure required to set the required one
Solldrehmomenles erforderlich ist, sowie ein zweites Stellgrößensignal S10, welches die zur Einstellung des vorgegebenen Solldrehmomentes erforderliche Sollkraftstoffmenge auf physikalischer Ebene repräsentiert. Je nachdem, ob die generierte Stellgröße für einen normalen Aktor oder einen speziellen Aktor mit komplexer Schnittstelle vorgesehen ist, gibt die Antriebsaggregate-Komponente EF die Stellgröße an das dritte Modul DE oder an das vierteSetpoint torque is required, and a second manipulated variable signal S10, which represents the setpoint fuel quantity required for setting the specified setpoint torque on a physical level. Depending on whether the generated manipulated variable is intended for a normal actuator or a special actuator with a complex interface, the drive unit component EF transmits the manipulated variable to the third module DE or to the fourth
Modul CD aus. In dem bisher beschriebenen Beispiel ist die erste Stellgröße S6 zur Ansteuerung eines Druckregelventils 200b2 vorgesehen, bei dem es sich um einen normalen Aktor ohne komplexe Schnittstelle handelt. Deshalb gibt die Λntriebsaggregate-Komponente EF das erste Stellgrößensignal S6 über die Schnittstelle M2 an das dritte Modul DE aus. Das dritte Modul wandelt die eingegebene physikalische Stellgröße S6 (Softwaresignal) um in einModule CD off. In the example described so far, the first manipulated variable S6 is provided to control a pressure control valve 200b2, which is a normal actuator without a complex interface. Therefore, the drive unit component EF outputs the first manipulated variable signal S6 to the third module DE via the interface M2. The third module converts the entered physical manipulated variable S6 (software signal) into
Softwaresignal, welches den physikalischen Solldruck in Form eines für die Steuergeräte- Hardware 100a unspezifischen elektrischen Signals S7 repräsentiert. Dieses Signal S7 wird über die Modul-Schnittstelle M4 an das zweite Modul CO ausgegeben, wo es von dessen Hardwarekapsel-Komponenle HWE in ein Soflwaresignal umgewandelt wird, welches ein für die Steuergeräte-Hardware 100a spezifisches elektrisches Signal repräsentiert. Bei dieserSoftware signal which represents the physical target pressure in the form of an electrical signal S7 which is unspecific for the control unit hardware 100a. This signal S7 is output via the module interface M4 to the second module CO, where it is converted by its hardware capsule component HWE into a software signal which represents an electrical signal specific to the control unit hardware 100a. At this
Umwandlung kann es sich beispielsweise um eine an die Anforderungen der Steuergeräte- Hardware angepasste Quantisierung handeln. Das von der Hardwarekapsel-Komponente HWE erzeugte und ausgegebene Signal S8 wird der Steuergeräte-Hardware 100a zugeführt, welche dieses Signal in ein reales elektrisches Signal zur Λnsteuerung des Druckregelventils 200b2 als Aktor umwandeltConversion can be, for example, a quantization adapted to the requirements of the control unit hardware. The signal S8 generated and output by the hardware capsule component HWE is supplied to the control unit hardware 100a, which converts this signal into a real electrical signal for actuating the pressure control valve 200b2 as an actuator
Parallel zu der Bearbeitung des ersten Slellgrößensignals S6 erfolgt in dem beschriebenen Beispiel die Bearbeitung des zweiten Stellgrößensignals S10 durch das vierte Modul CD, nachdem es dorthin über die Modul-Schnittstelle M3 übertragen wurde. Das vierte Modul wandelt das Signal S10, welches die zur Realisierung des angeforderten Solldrehmomentes erforderliche Sollkraftstoffmenge in physikalischer Form repräsentiert, in ein Softwaresignal um, welches ein für die Steuergeräte-Hardware 100a spezifisches Signal repräsentiert. Insofern übernimmt das vierte Modul CD gleichzeitig die Funktion des dritten Moduls und derIn the example described, the second manipulated variable signal S10 is processed by the fourth module CD after the first variable variable signal S6 has been processed, after it has been transmitted there via the module interface M3. The fourth module converts the signal S10, which represents the target fuel quantity required to implement the requested target torque in physical form, into a software signal which represents a signal specific to the control unit hardware 100a. In this respect, the fourth module CD takes over the function of the third module and the
Hardwarekapsel-Komponente für spezielle Aktoren mit komplexerer Schnittstelle, wie es ein Einspritzventil 200bl zur Einstellung der Kraftstoffinenge darstellt. Das beschriebene, von dem vierten Modul CD ausgegebene Softwaresignal SI 1 wird dann ebenfalls der Steuergeräte- Hardware 100a zugeführt, damit diese das empfangene Softwaresignal in ein reales elektrisches Signal S 12 zur Λnsteuerung des Einspritzventils 200bl als Aktor umwandelt. Die so erfolgteHardware capsule component for special actuators with a more complex interface, such as an injection valve 200bl for setting the fuel quantity. The described software signal SI 1, which is output by the fourth module CD, is then likewise supplied to the control unit hardware 100a so that it converts the received software signal into a real electrical signal S 12 for actuating the injection valve 200bl as an actuator. That was done
Ansteuerung des Druckregelvenlils 200b2 und des Einspritzventils 200bl bewirken zusammen eine Veränderung des Drehmomentes der Brennfaaftmaschine 300 im Hinblick auf den durch die veränderte Gaspedalstellung repräsentierten Fahrerwunsch beziehungsweise auf das diesen Fahrerwunsch repräsentierende Solldrehmoment. Würde es sich bei der Brennkraftmaschine 300 nicht um eine Dieselmaschine, sondern um eineActivation of the pressure control valve 200b2 and the injection valve 200bl together bring about a change in the torque of the internal combustion engine 300 with regard to the driver's request represented by the changed accelerator pedal position or the target torque representing this driver's request. Would the internal combustion engine 300 not be a diesel engine, but one
Benzinmaschine handeln, so würden von der Λnlriebsaggregate-Komponete EF drei Stellgrößensignale erzeugt. Das erste Stellgrößensignal S6, welches auf das dritte Modul DE ausgegeben wird, repräsentiert einen Sollwert für die einzustellende Luftmasse und das zweite auf das vierte Modul ausgegebene Slellgrößensignal S10 repräsentiert die zur Realisierung des Solldrehmomentes erforderliche Sollkrafistofrmenge. Weiterhin wird ein drittesActing petrol engine, the drive unit component EF would generate three manipulated variable signals. The first manipulated variable signal S6, which is output to the third module DE, represents a setpoint for the air mass to be set and the second set variable signal S10 output to the fourth module represents the setpoint force quantity required to implement the setpoint torque. Furthermore, a third
Stellgrößensignal S13, ebenfalls von der Antriebsaggregate-Komponente EF an das vierte Modul CD ausgegeben, wobei das Stellgrößensignal S13 den Zündzeitpunkt für die Zündkerzen der Brennkrafunaschine definiert.Command value signal S13, also output by the drive unit component EF to the fourth module CD, the command value signal S13 defining the ignition timing for the spark plugs of the internal combustion engine.
Das erste Stellgrößensignal"S6 dient nach einer Umwandlung in die Signale S7, S8 und S9 zurThe first manipulated variable signal " S6 is used for conversion after being converted into the signals S7, S8 and S9
Ansteuerung der Drosselklappe, das zweite Stellgrößensignal S10 dient nach einer Umwandlung in die Signale SI 1 und S12 wiederum zur Λnsteuerung des Einspritzventils und das dritte Stellgrößensignal S13 dient nach einer Umwandlung in die Signale S14 und S15 zur Ansteuerung einer Zündkerze 200b3. Die in Figur 8 innerhalb der Module oder Komponenten gezeichneten gestrichelten Linien veranschaulichen lediglich die Zuordnungen von Eingangssignal zu Ausgangssignal. Sie schließen eine Bearbeitung der Eingangssignale innerhalb der Module oder Komponenten ausdrücklich nicht aus.Activation of the throttle valve, the second manipulated variable signal S10, after conversion into signals SI 1 and S12, in turn serves to control the injection valve, and the third manipulated variable signal S13, after conversion into signals S14 and S15, is used to actuate a spark plug 200b3. The one in Figure 8 within the modules or components drawn dashed lines only illustrate the assignments of input signal to output signal. They expressly do not rule out processing of the input signals within the modules or components.
Die Funktionseinheiten, Komponenten oder Module werden vorzugsweise alsThe functional units, components or modules are preferably as
Computerprogramme realisiert. Dann ist es möglich, diese Computerprogramme, gegebenenfalls zusammen mit weiteren Computerprogrammen zur Steuerung der Antriebsaggregate, auf einem computerlesbaren Datenträger abzuspeichern. Dabei kann es sich um eine Diskette, eine Compact Disc, einen sogenannten Flash-Memory oder dergleichen handeln. Die auf dem Datenträger abgespeicherte Software kann dann als Produkt an einenComputer programs implemented. It is then possible to store these computer programs, possibly together with other computer programs for controlling the drive units, on a computer-readable data carrier. This can be a floppy disk, a compact disc, a so-called flash memory or the like. The software stored on the data carrier can then be sent to a product
Kunden verkauft werden. Außerdem ist es im Fall einer Softwarerealisierung möglich, das Computerprogramm, wiederum gegebenenfalls zusammen mit weiteren Computerprogrammen, auch ohne die Zuhilfenahme eines Datenträgers über ein elektronisches Kommunikationsnetzwerk als Produkt an einen Kunden zu übertragen und auf diese Weise zu verkaufen. Bei dem Kommunikationsnetzwerk kann es sich zum Beispiel um das Internet handeln.Customers are sold. In addition, in the case of software implementation, it is possible to transmit the computer program to a customer via a electronic communication network as a product and sell it in this way, possibly together with other computer programs, without the aid of a data carrier. The communication network can be, for example, the Internet.
In einer speziellen Erweiterung der bisher beschriebenen Ausführungsformen wird nun konkret auf die Konfiguration und Zuordnung der Ein- und Ausgangssignale der Module, insbesondere DE und CO sowie auf deren Beschreibung abgehoben. Dabei wird ein Zwischenmodul bzw. eine Zwischenschicht SZS eingeführt, welche eine Zuordnung der Signale zwischen den Modulen, insbesondere CO und DE ermöglicht. Die ist in der Figur 10 dargestellt. Darin sind wieder die Module CO, CD, DE, ΛSW wie bereits beschrieben dargestellt. Zwischen den Modulen CO und DE wird nun eine konkrete Schnittstelle zur Struklurierung von Konfigurationsdaten, die so genannte Konfigurationsschnittstelle KSS gezeigt. Diese enthält als wesentlichen Anteil ein Routing Modul zur Signalzuordnung also eine Signal-Zuordnung- Schicht SZS. Diese SZS ist der Hardwarenäheren Schicht, also dem Modul CO zugeordnet. Des weiteren ist ein Λnforderungsmodul oder eine Λnforderungsschicht AS dem Modul DE zugeordnet. Durch diese SZS bzw. die gesamte KSS kann nun eine allgemeine und flexible Signalzuordnung erfolgen, so dass das Modul CO und das Modul DE unabhängig von ihren miteinander ausgetauschten Ein- und Ausgangssignalen bzw. deren konkreter Anordnung konzipiert werden können, da die korrekte Signalzuordnung in einer Zwischen-Schicht, dem Modul SZS erfolgt. Bei einer ausgewählten Darstellung erfolgt die Konfiguration von Modulen vorteilhafter Weise über eine XML Beschreibung der Konfigurationsparameier, die durch Konfigurationsgeneratoren in entsprechende *.c- und *.h-Dateien übersetzt werden. Dieses Dokument beschreibt die Konfiguration des Software-Paketes Digital InputZOutpul (DIO) über XML-basierte Textdateien. In diesen XML-Dateien werden u.a. die Eigenschaften derIn a special extension of the previously described embodiments, the configuration and assignment of the input and output signals of the modules, in particular DE and CO, as well as their description are now emphasized. An intermediate module or an intermediate layer SZS is introduced, which enables the signals to be assigned between the modules, in particular CO and DE. This is shown in FIG. 10. This again shows the modules CO, CD, DE, ΛSW as already described. A specific interface for structuring configuration data, the so-called configuration interface KSS, is now shown between the modules CO and DE. The essential part of this is a routing module for signal assignment, ie a signal assignment layer SZS. This SZS is assigned to the layer closer to the hardware, i.e. the CO module. Furthermore, a requirement module or a requirement layer AS is assigned to the module DE. This SZS or the entire KSS now enables a general and flexible signal assignment, so that the module CO and the module DE can be designed independently of their interchanged input and output signals or their specific arrangement, since the correct signal assignment is in one Intermediate shift, the module SZS takes place. In the case of a selected display, the configuration of modules is advantageously carried out via an XML description of the configuration parameters, which are translated into corresponding * .c and * .h files by configuration generators. This document describes the configuration of the Digital InputZOutpul (DIO) software package using XML-based text files. In these XML files, the properties of the
Signalklasse DIO definiert. Die Beschreibung der DIO-Eigenschaften wird auf verschiedenen Arbeilsebenen durchgeführt. Einerseils werden DIO-Signale von der projekl-unabhängigen Device Encapsulalion (DE) mit den Parametern Richtung, InitiaUsierungswert und Λpplizierbarkeit angefordert (DIθ_SIGNΛL_REQUEST), andererseits müssen diese Signale auf die projektspezifische Anwendung projiziert werden, d.h. die Signale müssen auf die entsprechende Hardware geroutet werden (DIθ_SIGNΛL_RθUTING). Angeforderte Hardware Pins müssen gleichfalls konfiguriert werden (DIθ_SIGNAL_IMPLEMENT).Signal class DIO defined. The description of the DIO properties is carried out at various levels. On the one hand, DIO signals are requested by the project-independent device encapsulation (DE) with the parameters direction, initialization value and applicability (DIθ_SIGNΛL_REQUEST), on the other hand these signals must be projected onto the project-specific application, i.e. the signals must be routed to the appropriate hardware (DIθ_SIGNΛL_RθUTING). Requested hardware pins must also be configured (DIθ_SIGNAL_IMPLEMENT).
Beschreibung auf unterschiedlichen Konfigurationsebenen.Description at different configuration levels.
Bei der Beschreibung der digitalen Ein- und Ausgangssignale wird zwischen Device Encapsulation (DE), Hardware Abstraction Layer (HAL= SZS) und Hardware Configuration (Modul CO) unterschieden. Diese Anordnung findet sich aber auch zwischen weiteren Schichten bzw. ist zwischen den übrigen Modul ebenso einsetzbar. Optional zum Beispiel zwischen ASW und CO als KSS3 oder ASW und DE als KSS4 oder ASW und CD als KSS5 sowie CD und DE als KSS2. Dabei ist immer wie bei KSS das Ausgangsmodul wie hier CO als Hardware Configuration, ein Ziel-Modul, wie DE bei KSS mit einem Anforderungsmodul bzw. einer Λnforderungsschicht AS sowie eine Zuordnungsschicht bzw. ein Routing-Modul SZS enthalten. Diese Grundstruklur ist ebenfalls auf die übrigen Konfigurationsschnittstellen KSS2 bis KSS5 übertragbar. Im weiteren wird nur die KSS, also CO und DE betreffend beschrieben, wobei dadurch die Anwendbarkeit die übrigen Schnittstellen KSS2-KSS5 als ebenso veranschaulicht angesehen wird.When describing the digital input and output signals, a distinction is made between device encapsulation (DE), hardware abstraction layer (HAL = SZS) and hardware configuration (module CO). However, this arrangement can also be found between further layers or can also be used between the other modules. Optional for example between ASW and CO as KSS3 or ASW and DE as KSS4 or ASW and CD as KSS5 as well as CD and DE as KSS2. As with KSS, the output module such as CO as hardware configuration, a target module such as DE with KSS with a request module or a request layer AS as well as an assignment layer or a routing module SZS are always included. This basic structure can also be transferred to the other configuration interfaces KSS2 to KSS5. In the following, only the KSS, that is to say CO and DE, is described, whereby the applicability of the other interfaces KSS2-KSS5 is regarded as also illustrated.
Die relevanten Konfigurationsparameter für die Komponententreiber der DE können abstrakt und projektunabhängig dargestellt werden. Bei digitalen Ein- und Λusgangssignalen sind auf dieser Ebene beispielsweise der Signalnamen, die Richtung und der Initialisierungswert von Interesse. Dabei spielt es aus Sicht der Komponententreiber keine Rolle (die Einhaltung der Rahmenbedingungen vorausgesetzt), auf welcher Hardware der Komponententreiber später laufen soll. The relevant configuration parameters for the component drivers of the DE can be presented in an abstract and project-independent manner. For digital input and output signals, the signal name, the direction and the initialization value are of interest at this level. From the point of view of the component drivers, it does not matter (provided the general conditions are met) on which hardware the component driver is to run later.
Die Konfiguration der HAL umfasst das Routing des Signalnamens auf die entsprechende Hardware. In dieser Schicht wird dem Signal ein Generischer Hardwarepinnamen zugewiesen.The configuration of the HAL includes the routing of the signal name to the corresponding hardware. In this layer, a generic hardware pin name is assigned to the signal.
Die Hardware-spezifischen Konfϊgurationseinstellungen werden auf unterster Ebene vorgenommen. Die Konfϊgurationsparameter dieser Ebene beziehen sich auf das entsprechende Modul bzw. auf die Signalklasse und lassen sich bereits nicht mehr Projekt- und Hardwareunabhängig betrachten. Die Zuordnung der Signale geschieht über die Angabe des Hardwaremoduls (z.B. ΛDC, GPIO oder CY310, CY100, etc.) mit dem gewünschten Port bzw. Pin auf diesem Modul. Beim ADC Modul muss zusätzlich noch die Schwellspannung angegeben werden, die über High oder Low entscheidet.The hardware-specific configuration settings are made at the lowest level. The configuration parameters at this level relate to the corresponding module or signal class and can no longer be viewed independently of the project and hardware. The signals are assigned by specifying the hardware module (e.g. ΛDC, GPIO or CY310, CY100, etc.) with the desired port or pin on this module. For the ADC module, the threshold voltage that decides high or low must also be specified.
Das Einstellen von Registerwerten erfolgt über die Konfiguration der Port Hardware Schicht (Layer). Auf dieser Ebene kommen Modul-übergreifende Anforderungen zusammen. Beispielsweise existieren für die Parallel Schnittstelle Anforderungen von verschiedenenRegister values are set via the configuration of the port hardware layer. At this level, cross-module requirements come together. For example, there are different requirements for the parallel interface
Modulen bzw. Signalklassen (GPIO, GPTA, SSC, CΛN, etc.). Aus diesem Grund können Hardwareeinstellungen nicht Modul-spezifisch in einer Signalklasse erfolgen (siehe auch Konfigurationsprozess).Modules or signal classes (GPIO, GPTA, SSC, CΛN, etc.). For this reason, hardware settings cannot be made module-specifically in a signal class (see also configuration process).
Die DIO-Konfiguration findet somit auf unterschiedlichen Konfigurationsebenen statt:The DIO configuration therefore takes place at different configuration levels:
- Device Encapsulation DE: Anforderung eines Signals- Device Encapsulation DE: Request a signal
- Hardware EncapsulationZHAL=SZS: Routing eines Signals- Hardware EncapsulationZHAL = SZS: Routing a signal
- Hardware Configuration CO: Konfiguration der Hardware Schicht Die drei Schichten der Konfiguration- Hardware Configuration CO: Configuration of the hardware layer The three layers of the configuration
Schicht /Datei /InhaltLayer / file / content
DE I paketname.xm\ I Signalname, Richtung (IN.OUT), Applizierbarkeit bzw. Einstellung der Zugriffsart (Makro oder Funktion)DE I package name.xm \ I signal name, direction (IN.OUT), applicability or setting of the access type (macro or function)
HAL(Routing) / prq/ecf.xml / Signalname, Hardware Modul, Port, Pin, [SCHWELLWERT(ADC>] Hardware Configuration / hardware. xml I Hardwareeigenschaften, RegistereinstellungenHAL (routing) / prq / ecf.xml / signal name, hardware module, port, pin, [THRESHOLD (ADC>) Hardware configuration / hardware. xml I hardware properties, register settings
Die Aufteilung der Konfiguration in verschiedene Ebenen beschränkt sich nicht nur auf das Konfigurieren digitaler Ein- und Λusgangssignale bzw. des DIO-Moduls, auch in anderenThe division of the configuration into different levels is not only limited to the configuration of digital input and output signals or the DIO module, but also in others
Modulen (ΛDC, PWM) erfolgt die Konfiguration entsprechend obiger Klassifizierung einschließlich etwaiger Abweichungen.Modules (ΛDC, PWM) are configured according to the above classification including any deviations.
Die Namen der XML-Konfigurationsdateien sind im Grunde genommen frei wählbar. Innerhalb der DE wird sicherlich eine Vielzahl an pakelorientierten Konfigurationsdateien entstehen. AufBasically, the names of the XML configuration files are freely selectable. A multitude of package-oriented configuration files will certainly be created within the DE. On
HAL-Ebene kann das Signal-Routing entweder in einer zentralen XML-Datei oder aber auf verschiedene Konfϊgurationsdateien verteilt werden. Hierbei muss es sich noch herausstellen, welche Aufteilung sich am besten für die Strukturierung der Projekt-spezifischen Konfiguration eignet. Dasselbe gilt auch für die Einstellung der Hardware bzw. Registerkonfigurationen.At the HAL level, signal routing can be distributed either in a central XML file or in different configuration files. It still has to be determined which division is best suited for structuring the project-specific configuration. The same applies to the setting of the hardware or register configurations.
Anforderung eines SignalsRequest a signal
XML-Beschreibung für DIO (Paketschicht - DE)XML description for DIO (packet layer - DE)
<CONF><CONF>
<DIO><DIO>
<DIO_SIGNA_REQUEST><DIO_SIGNA_REQUEST>
<DESOBreaJc signal</ÜESC> <DIO_SIGNa_NÄME>B_A_Bi?K</DIO_SIGNa_NÄME><DESOBreaJc signal </ ÜESC> <DIO_SIGNa_NÄME> B_A_Bi? K </ DIO_SIGNa_NÄME>
<DIO_DIR>IW</DIO_DIR><DIO_DIR> IW </ DIO_DIR>
<DIO_CA IBRA.TION>yBS</DIO_CALIBRATION><DIO_CA IBRA.TION> yBS </DIO_CALIBRATION>
<DIO_INIT>JΪIGH</DIO_INIT> </DIO_SIGNA_PEQÜEST> </DIO><DIO_INIT> JΪIGH </DIO_INIT> </ DIO_SIGNA_PEQÜEST> </DIO>
</CONF></ CONF>
Auf dieser Ebene wird vom Paket aus der DE ein Signal angefordert. Jedes Paket kann eine oder mehrere XML-Datei(en) mit beliebigem Dateinamen anlegen und digitale Ein- und Λusgangssignale vom CoreZHwe/Dio-Modul anfordern bzw. reservieren. Dazu muss die Paketsyntax aus der XML-Beschreibung für DIO (Paketschicht - DE) in diese XML- Dateien) kopiert und angepasst werden.At this level, the package requests a signal from the DE. Each package can create one or more XML files with any file name and request or reserve digital input and output signals from the CoreZHwe / Dio module. To the package syntax must be copied from the XML description for DIO (package layer - DE) into these XML files and adapted.
In obigem Beispiel wird festgelegt, dass ein Signal mit dem Namen "E_A_BSK" im Paket "DIO" verwendet wird, es eine bestimmte Richtung hat (hier "IN" für Eingang) und applizierbar (Applizierbar bedeutet, dass das Signal-Routing zur Laufzeit anhand einer Signaltabelle stattfindet und somit während des Betriebs verändert werden kann. Werden die Signaldaten ausschließlich zur Compilezeit festgelegt, so können Signale zur Laufzeit nicht mehr umgeleitet werden.) ist oder nicht (hier "TES" für applizierbar). Die Konfiguration verschiedener Signale kann in einer XML Datei beliebig oft wiederholt werden.In the above example it is specified that a signal with the name "E_A_BSK" is used in the "DIO" package, it has a specific direction (here "IN" for input) and can be applied (Applicable means that the signal routing is based on the runtime a signal table takes place and can therefore be changed during operation. If the signal data is only determined at compile time, signals can no longer be redirected at runtime.) or not (here "TES" for applicable). The configuration of various signals can be repeated as often as you like in an XML file.
Anmerkung:Annotation:
Die Tags DIO_CALIBRATION und DIOJNIT sind optionale Tags. Diese sollten nur dann definiert werden, wenn aus der DE-Schicht schon im Vorfeld Anforderungen an Zugriffsart bzw. Initialisierung existieren. Bei diesen Tags handelt es sich um einen Wunsch an dieThe DIO_CALIBRATION and DIOJNIT tags are optional tags. These should only be defined if requirements for access type or initialization already exist in advance from the DE layer. These tags are a request to the
Konfiguration. Werden auf der HW-Ebene abweichende Einstellungen vorgenommen, so werden die Anforderungen aus der DE-Schicht überschrieben und in der Report-Datei mitprolokolliert (siehe auch Auszug aus der Datei tmpZinclude_lmpZdio_report.txt).Configuration. If different settings are made at the HW level, the requirements from the DE layer are overwritten and logged in the report file (see also excerpt from the file tmpZinclude_lmpZdio_report.txt).
Routing eines SignalsRouting a signal
XML-Beschreibung für DIO (Projektschicht . HAL) <CONF>XML description for DIO (project layer. HAL) <CONF>
<DIO><DIO>
<DIO_SIGNAL_ROÜ ING><DIO_SIGNAL_ROÜ ING>
<DESC>Brea.fc signal</OESC> <DIO_SOORCE>S_A_BRiK/DIO_SθπRCE > <DIO_TARGET>GPIO_Pβ_ 0_IW</DIO_TÄRGET><DESC> Brea.fc signal </OESC> <DIO_SOORCE> S_A_BRiK / DIO_SθπRCE> <DIO_TARGET> GPIO_Pβ_ 0_IW </ DIO_TÄRGET>
</DIO_SIGNΑ_ROUTING> </DIO> </CONF> Auf dieser Ebene wird vom Projekt das Signal-Routing durchgeführt. Der Software Signalname wird sozusagen einem Hardwarepinnamen zugewiesen. Dieser Hardwarepinname ergibt sich aus der gewünschten Hardware-Ressource, welche in der Hardware Schicht konfiguriert wird (siehe Konfiguration der Hardware Schicht). In Beispiel aus der XML-Beschreibung für DIO (Projektschicht . HAL) wird festgelegt, dass ein Signal mit dem Namen "E_A_BRK" im Paket "DIO" mit der Beschreibung (DESC) "Break signal" verwendet wird und es einem bestimmte Hardwarepinnamen "GPIO_P8_P0_IN" (Port "8", Pin "0", Direction "IN") zugeordnet werden soll ("GPIO" steht für Zugriffe auf die Parallele Schnittstelle). Die Konfiguration verschiedener Signale kann in einer XML Datei behebig oft wiederholt werden.</ DIO_SIGNΑ_ROUTING></DIO></CONF> The signal routing is carried out by the project at this level. The software signal name is assigned to a hardware pin name, so to speak. This hardware pin name results from the desired hardware resource, which is configured in the hardware layer (see configuration of the hardware layer). In the example from the XML description for DIO (project layer. HAL) it is specified that a signal with the name "E_A_BRK" in the package "DIO" with the description (DESC) "Break signal" is used and that it has a specific hardware pin name "GPIO_P8_P0_IN "(Port" 8 ", pin" 0 ", direction" IN ") should be assigned (" GPIO "stands for access to the parallel interface). The configuration of various signals can be repeated in an XML file without any problems.
Konfiguration der Hardware Schicht XML-Beschreibung für DIO (Hardware Schicht)Configuration of the hardware layer XML description for DIO (hardware layer)
<CONF><CONF>
<DIO><DIO>
<DIO_SIG A _IMP EMENT> <DESC>hardware resource for break signaK/DESO<DIO_SIG A _IMP EMENT> <DESC> hardware resource for break signaK / DESO
<Diq_MODULE>GPJO< /DIO_MODDXE> <DIO_K)RT>8</DIOJPORT> <DIO_PIN> 0</DIO_PIN> <DIO_DIR>IW</DIO_DIR> <DIO_CaLIBR&TION>YES</DIO_C2VLlBRATION><Diq_MODULE> GPJO </ DIO_MODDXE> <DIO_K) RT> 8 </DIOJPORT> <DIO_PIN> 0 </DIO_PIN> <DIO_DIR> IW </DIO_DIR> <DIO_CaLIBR & TION> YES </DIO_C2VLlBRATION>
<DIO_INIT>HIGH</DIO_INIT> </DIO_SIGN2U-_IMP EMENT> </DIO> </CONF><DIO_INIT> HIGH </DIO_INIT> </ DIO_SIGN2U-_IMP EMENT> </DIO> </CONF>
Die Hardware-Eigenschaften des TC1775ZTC1796 werden von den funktionalen Einstellungen getrennt und in einer separaten Konfigurationsschicht (HW Layer) definiert.The hardware properties of the TC1775ZTC1796 are separated from the functional settings and defined in a separate configuration layer (HW layer).
Jedes Projekt kann eine oder mehrere XML-Datei(en) mit behebigem Dateinamen anlegen undEach project can create one or more XML file (s) with a clear file name and
Module sowie deren Ports und Pins (Endstufen und Pins) bestimmte Eigenschaften zuordnen. Diese Module müssen für das Einlesen und Ausgeben digitaler Signale funktional in der Lage sein. Dazu muss die Syntax aus der XML-Beschreibung für DIO (Hardware Schicht) in diese XML-Dalei(en) kopiert und angepasst werden.Assign certain properties to modules and their ports and pins (power amplifiers and pins). These modules must be functionally capable of reading and outputting digital signals. To do this, the syntax from the XML description for DIO (hardware layer) must be copied and adapted in these XML files.
In obigem Beispiel wird festgelegt, dass ein Modul mit dem Namen "GPIO" im Paket "DIO" mit der Beschreibung (DESC) "GPIO_P8_P0_IN" verwendet wird ("GPIO" (steht für ParalleleIn the example above it is specified that a module with the name "GPIO" in the package "DIO" with the description (DESC) "GPIO_P8_P0_IN" is used ("GPIO" (stands for parallel
Schnittstelle). Von diesem Modul wird die Ressource (Port "8", Pin "0") angefordert und der Applikationsidentifier "YES" sowie der Initialisierungswert "HIGH" zugewiesen (sofern dieses an dieser Stelle für einen Eingang Sinn macht). Die Konfiguration verschiedener Signale kann in einer XML Datei beliebig oft wiederholt werden. Interface). This module requests the resource (port "8", pin "0") and assigns the application identifier "YES" and the initialization value "HIGH" (if this makes sense for an input at this point). The configuration of various signals can be repeated as often as you like in an XML file.
Gcnerischer HardwarepinnamenHardware hardware pin name
Der Hardwarepinname ist ein rein generischer Name, welcher einer Hardwareressource eindeutig zugeordnet und nach dem folgenden Muster zusammengestellt wird.The hardware pin name is a purely generic name, which is uniquely assigned to a hardware resource and compiled according to the following pattern.
<Modulπarnβ>_P<Portnummβr>_P<Piπππummβr>_<Richtuπg>,<Modulπarnβ> _P <Portnummβr> _P <Piπππummβr> _ <Richtuπg>
Z.B. GPIO_P8_P0__IN.For example, GPIO_P8_P0__IN.
Der Hardwarepinname lässt sich nach einem Konfigurationslauf der DIO Report Datei entnehmen (siehe nachfolgend Generischer Hardwarepinnamen).The hardware pin name can be found in the DIO report file after a configuration run (see the generic hardware pin name below).
Auszug aus der Datei tmp/includc_tmpZdio_rcport.txtExtract from the file tmp / includc_tmpZdio_rcport.txt
DIO ReportDIO report
Signal Map - Digital Input/Outp t SignalsSignal Map - Digital Input / Outp t Signals
Signal name: OUTPUT H Signal: GPIO_E9_P0_OUTSignal name: OUTPUT H Signal: GPIO_E9_P0_OUT
Module: GPIOModules: GPIO
Port : 9Port: 9
Pin: 0Pin: 0
Calibration: YESCalibration: YES
Signal name: INPUTSignal name: INPUT
HW Signal: GPIO_P9_P4_INHW signal: GPIO_P9_P4_IN
Module: GPIOModules: GPIO
Port: 9 Pin: 4Port: 9 Pin: 4
Calibration: YESCalibration: YES
Signal name: INPUT2Signal name: INPUT2
HW Signal: GPIO_P9_P8_IN Module: GPIOHW signal: GPIO_P9_P8_IN module: GPIO
Port : 9 Pin: 8 Calibration: YES AnmerkungenPort: 9 Pin: 8 Calibration: YES notes
Es wird deutlich, dass die XML-Elemente <DIO_CALIBRATION> und <DIO_ESπ> in jeweils zwei unterschiedlichen Schichten vorkommen. Beide XML-Elemente sind optional, d.h. falls diese nicht explizit angegeben werden wird von folgenden Default-Einstellungen ausgegangen: It becomes clear that the XML elements <DIO_CALIBRATION> and <DIO_ESπ> occur in two different layers. Both XML elements are optional, ie if they are not explicitly specified, the following default settings are assumed:
<DIO_CALIBRATION>JVÖ<ZDIO_CALIBRATION> <DIO_JJSIT>ZOJr<ZDIO_INIT> Kommen diese XML-Elemente sowohl in der DE-Schicht (Anforderung eines Signals), als auch bei der Konfiguration der Hardware Schicht vor, so sind die Einstellungen in der Hardwareschicht auf Projektebene höherprior. Hierbei wird angenommen, das die Projektebene spezifische Einstellungen vornehmen und auch gegenüber der DE-Schicht durchsetzen kann. Etwaige Überlappungen werden mitprotokolliert und können nach dem Konfigurationslauf eingesehen werden.<DIO_CALIBRATION> JVÖ <ZDIO_CALIBRATION> <DIO_JJSIT> ZOJr <ZDIO_INIT> If these XML elements occur both in the DE layer (request for a signal) and in the configuration of the hardware layer, the settings in the hardware layer are at project level higher priority. It is assumed that the project level can make specific settings and can also enforce them against the DE layer. Any overlaps are also logged and can be viewed after the configuration run.
Registrieren der XML-KonfigurationsdateiRegister the XML configuration file
Nach der Durchführung der Konfiguration gemäß Anforderung eines Signals und Routing eines Signals müssen die gespeicherten XML-Dateien in die jeweiligen Makefiles unter dem ElementAfter performing the configuration according to the request of a signal and routing of a signal, the saved XML files must be in the respective makefiles under the element
CONF eingetragen werden, siehe Abbildung S: Makefϊle mit eingetragener XML- Konfigurationsdatei.CONF must be entered, see Figure S: Makefϊle with entered XML configuration file.
Makefile mit eingetragener XML-Konfigurationsdatei #Makefile with registered XML configuration file #
# Module definition# Module definition
##
NAME = dioNAME = dio
INTERFACE = dlo. CONF = dio_rθquQst.xml dti.o_routing.xml dio__imp-.emGnt.xmlINTERFACE = dlo. CONF = dio_rθquQst.xml dti.o_routing.xml dio__imp-.emGnt.xml
CSOORCES = dio.c gpio.oCSOORCES = dio.c gpio.o
ASMS0URCESASMS0URCES
IMPLEMENTATIONIMPLEMENTATION
DATA SUBDIRS diocfgDATA SUBDIRS diocfg
Eingabe der KonfigurationsdatenEnter the configuration data
Die Eingabe der Konfigurationsdaten erfolgt über einen XML-Browser (z.B. XMetal). Anhand einer Document Type Definition (DTD) für die Konfiguration des Miniprojektes wird die XML-The configuration data is entered via an XML browser (e.g. XMetal). Using a Document Type Definition (DTD) for the configuration of the mini project, the XML
Struktur vorgegeben. Die DTD für die Konfiguration des Miniprcjects Hegt auf dem edc_hwe vob im Miniprojekt unter \scripts\xml\medcl7_coπf.dtd. Diese DTD wird von den Entwicklern der Core Pakete (Module) entsprechend den bereit gestellten, konfigurierbaren Daten sukzessive erweitert. Die XML-Konfigurationsdateien müssen über diese DTD plausibilisert werden.Structure specified. The DTD for the configuration of the mini project is on the edc_hwe vob in the mini project under \ scripts \ xml \ medcl7_coπf.dtd. This DTD is used by the Developers of the core packages (modules) gradually expanded according to the configurable data provided. The XML configuration files must be checked for plausibility using this DTD.
Konfigurationsprozessconfiguration process
Durch die Aufteilung in verschiedene Konfigurationsebenen ist es möglich, ohne detaillierte Kenntnisse über die Konfigurations weise anderer Schichten, auf unterschiedlichen Ebenen Einstellungen vorzunehmen.By dividing it into different configuration levels, it is possible to make settings at different levels without detailed knowledge of the configuration of other layers.
Dabei müssen nur die Konfigurationsparameter angegeben werden, die für die zu konfigurierend Schicht auch tatsächlich relevant sind.Only the configuration parameters that are actually relevant for the layer to be configured need to be specified.
Das entsprechende Schichtenmodell ist in Figur 11 dargestellt.The corresponding layer model is shown in FIG. 11.
Anhand der Beschreibung digitaler Ein- und Ausgangssignale lässt sich dieser Prozess recht anschaulich erläutern. In der obersten Schicht (DE) wird eine Signalanforderung an die Signalklasse DIO gestellt. Neben der Richtung, dem Initialisierungswert und dem Parameter Apptizierbarkeil, ist es der Signalname, über den die Anforderung aus der DE mit dem Routing in der HAL verknüpft wird. In der HAL kann nun der Signalname auf die entsprechende Ressource geroutet werden. Das Mapping mit den Einstellungen in der HWL erfolgt über denThis process can be explained very clearly using the description of digital input and output signals. In the top layer (DE), a signal request is made to the DIO signal class. In addition to the direction, the initialization value and the parameter applicability, it is the signal name that is used to link the request from the DE with the routing in the HAL. The signal name can now be routed to the corresponding resource in the HAL. The mapping with the settings in the HWL takes place via the
Signalnamen bzw. Hardwarepinnamen des Pins. In der Hardware Layer muss neben dem Modulnamen auch der entsprechende Port bzw. Pin angegeben werden. Die Eigenschaften für die PORT Hardware z.B. Regislereinstellungen werden separat über die PORT- Konfiguration vorgenommen. Die Konfiguration der einzelnen Schichten wird in der Regel auf verschiedene XML-Dateien verteüt. Die Konfigurationsgeneratoren haben dieSignal name or hardware pin name of the pin. In addition to the module name, the corresponding port or pin must also be specified in the hardware layer. The properties for the PORT hardware e.g. Controller settings are made separately via the PORT configuration. The configuration of the individual layers is usually distributed to different XML files. The configuration generators have that
Aufgabe die konfigurierten Daten zu überprüfen und diese zu plausibilisieren.Task to check the configured data and to make it plausible.
KonfiguratioπsgcπeratorcnKonfiguratioπsgcπeratorcn
Nach dem Aufruf des "make" bzw. "make xml2conf' -Kommandos im Miniprojekt wird anhand der registrierten XML-Konfigurationsdateien eine Dateiliste für die angemeldetenAfter calling the "make" or "make xml2conf 'command in the mini project, a file list for the registered ones is created based on the registered XML configuration files
Konfigurationsdateien generiert. Darauf basierend sammelt der zentrale XML-Parser für die Konfiguration (ehemals core_ρarse.pl) alle Konfϊgurationsdaleien bzw. .Daten ein. Im Anschluss an den Parsing-Prozess werden die individuellen Konfigurationsgeneraloren gestartet und die entsprechenden *.c- und *.h-Konfiguralionsdateien erzeugt. Die Konfigurationsgeneratoren prüfen zusätzlich die Datenkonsistenz und plausibilisieren die Benutzerdaten. Nach erfolgreichem Beenden des "Makelaufs" können die konfigurierten Signale im Steuergeräte-Code verwendet werden. Configuration files generated. Based on this, the central XML parser for the configuration (formerly core_ρarse.pl) gathers all configuration data or data. Following the parsing process, the individual configuration generalists are started and the corresponding * .c and * .h configuration files are generated. The configuration generators also check the data consistency and make the user data plausible. After successful completion of the "flaw run", the configured signals can be used in the control unit code.

Claims

21.02.2003Robert Bosch GmbH, 70442 StuttgartAnsprüche 02/21/2003 Robert Bosch GmbH, 70442 Stuttgart Claims
1. Steuergerät (100) mit wenigstens einem Prozessor (100a-l) und wenigstens einem Speicherelement (100a-2) zum Steuern eines Antriebsaggregates (300), insbesondere einer Brennkraftmaschine, eines Fahrzeugs mit Hilfe einer zwischen das Steuergerät (100) und dem Antriebsaggregat (300) geschalteten Sensor-ZAktor- Konfiguration (200), wobei die Steuerung durch eine Kommunikation zwischen einer1. Control unit (100) with at least one processor (100a-l) and at least one memory element (100a-2) for controlling a drive unit (300), in particular an internal combustion engine, of a vehicle with the aid of a between the control unit (100) and the drive unit (300) switched sensor ZAktor configuration (200), wherein the controller through a communication between a
Vielzahl von in dem Speicherelement (100a-2) hinterlegten Funktionseinheiten erfolgt;A large number of functional units stored in the memory element (100a-2) are carried out;
gekennzeichnet durchmarked by
ein zweites hardwarenäheres Modul (CO), das mit einem dritten hardwarefernerena second hardware closer module (CO), which with a third hardware remote
Modul (DE) über eine Signalzuordnungsschic (SZS=HAL) verbunden ist, welche die digitalen Signale des einen Moduls dem anderen zuordnet, wobei hardwarenäher und hardwareferner auf den Prozessor bezogen ist.Module (DE) is connected via a signal assignment scheme (SZS = HAL), which assigns the digital signals of the one module to the other, hardware-related and hardware-less related to the processor.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Modul (ΛSW), in dem diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst sind, die zur2. Control device according to claim 1, characterized in that a first module (ΛSW), in which those functional units are summarized, which for
Beeinflussung des Λntriebsaggregates im Ansprechen auf einen Benutzerwunsch auf physikalischer Ebene dienen, enthalten ist.Influencing the drive unit in response to a user request on a physical level is included.
3. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modul (CO),derart ausgebildet ist, dass in dem diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst sind, welche eine individuelle Programmierung der Hardware des Steuergerätes in der Weise ermöglichen, dass die Hardware in die Lage versetzt wird, mit den Modulen des Steuergeräts (100) zu kommunizieren und welche die Abarbeitung von Funktionen der Funktionseinheiten in den Modulen zeitlich koordinieren; und das dritte Modul (DE), derart ausgebildet ist, dass in dem diejenigen Furd tionseinheiten zusammengefasst sind, die eine individuelle Anpassung der verwendeten Sensor- ZAktor-Konfiguration (300) an das Steuergerät (100) in der Weise ermöglichen, dass zwischen den einzelnen Sensoren oder Aktoren der Konfiguration eine Kommunikation mit den übrigen Modulen des Steuergerätes möglich ist; und3. Control device according to claim 1, characterized in that the second module (CO) is designed such that in which those functional units are summarized, which allow individual programming of the hardware of the control device in such a way that the hardware is enabled to communicate with the modules of the control device (100) and which coordinate the processing of functions of the functional units in the modules in time; and the third module (DE) is designed in such a way that it combines those production units that allow the sensor-Z-actuator configuration (300) to be individually adapted to the control device (100) in such a way that between the individual ones Sensors or actuators of the configuration, communication with the other modules of the control device is possible; and
wobei zwischen den Modulen (CO, DE) Modul-Schnittstellen (Ml ... M5) für eine modul-übergreifende Kommunikation vorgesehen sind.whereby between the modules (CO, DE) module interfaces (Ml ... M5) are provided for cross-module communication.
4. Steuergerät (100) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modul (ΛSW) aufweist: - eine Fahrzeug-Komponente (VF), in welcher diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst sind, die nicht spezifisch für einen bestimmten verwendeten Typ von Antriebsaggregat (300) sind; und4. Control device (100) according to claim 2 and 3, characterized in that the first module (ΛSW) has: - a vehicle component (VF), in which those functional units are summarized that are not specific for a particular type of drive unit used (300) are; and
- eine Antriebsaggregate-Komponente (EF), in welcher diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst sind, die für den verwendeten Typ von Λntriebsaggregat (300) spezifisch sind.- A drive unit component (EF), in which those functional units are summarized that are specific to the type of drive unit (300) used.
5. Steuergerät (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modul (CO) aufweist:5. Control device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the second module (CO) has:
- eine Infrastruktur-Komponente (IS), in welcher diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst sind, welche grundlegende Dienste anbieten oder repräsentieren, auf die andere Funktionseinheiten zugreifen können; und- An infrastructure component (IS), in which those functional units are summarized which offer or represent basic services that other functional units can access; and
- eine Hardwarekapsel-Komponente (HWE), in welcher diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst sind, welche eine individuelle Programmierung der Hardware (100a) des Steuergerätes (100) in der Weise ermöglichen, dass die Hardware in die Lage versetzt wird, mit den Modulen (ΛSW, CO, DE, CD) des Steuergeräts (100) zu kommunizieren.- A hardware capsule component (HWE), in which those functional units are combined which allow individual programming of the hardware (100a) of the control device (100) in such a way that the hardware is in a position is set to communicate with the modules (ΛSW, CO, DE, CD) of the control unit (100).
6. Steuergerät (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrastruktur-Komponente (IS) vorzugsweise die Funktionseinheiten Dienstebibliotheken (IS-1), Ablaufsteuerung (IS-2), Diagnosemanager (IS-3) und/oder6. Control device (100) according to claim 5, characterized in that the infrastructure component (IS) preferably the functional units service libraries (IS-1), sequence control (IS-2), diagnostic manager (IS-3) and / or
Überwachungskonzept (IS-4) umfasst.Surveillance concept (IS-4) includes.
7. Steuergerät (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (100) ein viertes Modul (CD) aufweist, in dem diejenigen Funktionseinheiten zusammengefasst sind, die eine direkte Λnsteuerung von speziellen Sensor-AMor-Konfigurationen mit komplexen Schnittstellen zu dem7. Control device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (100) has a fourth module (CD), in which those functional units are combined that directly control special sensor AMor configurations with complex interfaces to that
Steuergerät durch das erste Modul ermöglichen.Enable control unit through the first module.
8. Steuergerät (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheiten, die Komponenten und/oder die Module sowie die Schnittstellen zwischen ihnen zumindest teilweise als Computerprogramm ausgebildet sind.8. Control device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the functional units, the components and / or the modules and the interfaces between them are at least partially designed as a computer program.
9. Computerprogramm für ein Steuergerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 - 7 zum Steuern eines Antriebsaggregates (300) eines Fahrzeugs, umfassend einen Programmcode, der geeignet ist, die Funktionseinheiten, Komponenten oder Module abzubilden und eine Kommunikation zwischen diesen zum Zwecke der Steuerung des Antriebsaggregates zu realisieren. 9. Computer program for a control device (100) according to one of claims 1-7 for controlling a drive unit (300) of a vehicle, comprising a program code which is suitable for mapping the functional units, components or modules and communication between them for the purpose of control to realize the drive unit.
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