DE102024102894A1

DE102024102894A1 - Steuern eines Anhängefahrzeugs

Info

Publication number: DE102024102894A1
Application number: DE102024102894.7A
Authority: DE
Inventors: Axel Stender; Norbert Witte
Original assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Priority date: 2024-02-01
Filing date: 2024-02-01
Publication date: 2025-08-07
Also published as: WO2025162813A1

Abstract

Ein Steuersystem (100) für ein Anhängefahrzeug (105) umfasst eine Schnittstelle (115) zur Verbindung mit einem Zugfahrzeug, eine mit der Schnittstelle (115) verbundene erste Steuervorrichtung (110) zur Steuerung einer ersten Gruppe von Funktionen des Anhängefahrzeugs (105), eine zweite Steuervorrichtung (120) zur Steuerung einer zweiten Gruppe von Funktionen des Anhängefahrzeugs und eine Kommunikationsverbindung (250) zwischen der ersten (110) und der zweiten Steuervorrichtung (120). Dabei umfasst die erste Gruppe eine Sicherheitsfunktion des Anhängefahrzeugs (105) und die zweite Gruppe ist frei von Sicherheitsfunktionen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung eines Anhängefahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Steuerung unterschiedlicher Funktionen des Anhängefahrzeugs.
Ein Anhängefahrzeug umfasst verschiedene technische Systeme, die mittels einer vom Anhängefahrzeug umfassten Steuereinrichtung gesteuert werden. Eine solche Steuereinrichtung ist auch als „Vehicle Control Unit“ (VCU) bekannt. Dabei können beispielsweise Funktionen wie eine Beleuchtung, eine optische Signalisierung, eine Steuerung eines Bremssystems oder eine Übertragung von Daten im Rahmen einer autonomen Steuerung einer Zugmaschine, mit der das Anhängefahrzeug gekoppelt ist, von der Steuereinrichtung gesteuert werden.
Manche der Funktionen des Anhängefahrzeugs sind für die Aufrechterhaltung eines sicheren Betriebszustands wichtig und müssen so implementiert sein, dass eine vorbestimmte Ausfallsicherheit erreicht werden kann. Beispielsweise kann die Steuerung des Bremssystems eine funktionale Sicherheitsstufe von ASIL A nach ISO 26262 erreichen. Das Übertragen von Daten, die aus dem Umfeld des Anhängefahrzeugs abgetastet wurden, kann hingegen weniger sicherheitsrelevant sein. Andererseits kann das Verarbeiten, Zusammenfassen oder Übertragen gesammelter Daten am Anhängefahrzeug eine sehr schnelle Verarbeitung erfordern und aufgrund einer rasch fortschreitenden Entwicklung können häufige Aktualisierungen erforderlich sein.
Die Anforderungen an die Steuervorrichtung können schwer gleichzeitig zu erfüllen sein, sodass einerseits eine Beeinträchtigung einer sicherheitsrelevanten Funktion und andererseits einer Verzögerung einer Entwicklung innovativer autonomer Fahrkonzepte droht.
Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe liegt in der Bereitstellung einer verbesserten Technik zur Steuerung eines Anhängefahrzeugs. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Abhängige Ansprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Ein Steuersystem für ein Anhängefahrzeug umfasst eine Schnittstelle zur Verbindung mit einem Zugfahrzeug, eine mit der Schnittstelle verbundene erste Steuervorrichtung zur Steuerung einer ersten Gruppe von Funktionen des Anhängefahrzeugs, eine zweite Steuervorrichtung zur Steuerung einer zweiten Gruppe von Funktionen des Anhängefahrzeugs, und eine Kommunikationsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Steuervorrichtung. Dabei umfasst die erste Gruppe eine Sicherheitsfunktion des Anhängefahrzeugs und die zweite Gruppe ist frei von Sicherheitsfunktionen. Die erste Gruppe kann auch mehrere und optional alle Sicherheitsfunktionen des Anhängefahrzeugs umfassen.
Durch das Aufspalten einer bekannten, integrierten Steuereinrichtung für sowohl sicherheitsrelevante als auch weitergehende Funktionen in zwei voneinander getrennte Steuereinrichtungen können die Funktionen des Anhängefahrzeugs in zwei Gruppen aufgeteilt und die Gruppen den Steuereinrichtungen zugeordnet werden. Die Gruppen können disjunkt sein, sodass eine Funktion der ersten Gruppe nur auf der ersten Steuereinrichtung und eine Funktion der zweiten Gruppe nur auf der zweiten Steuereinrichtung ausgeführt werden kann.
Funktionen der ersten Gruppe können gegenüber Funktionen der zweiten Gruppe isoliert sein, sodass eine Funktion der zweiten Gruppe eine Funktion der ersten Gruppe nicht beeinträchtigen kann. Sollte beispielsweise eine Funktion der zweiten Gruppe übermäßig viele Ressourcen anfordern oder eine Ressource einer anderen Funktion belegen, so kann nur eine Funktion der zweiten Gruppe davon beeinflusst sein und eine Funktion der ersten Gruppe kann davon unbehelligt weiter ausgeführt werden.
Die erste Gruppe kann eine Sicherheitsfunktion des Anhängefahrzeugs umfassen. Die Sicherheitsfunktion kann einen Fahrzustand des Anhängefahrzeugs beeinflussen und eine Fehlausführung der Sicherheitsfunktion kann den Fahrzustand gefährden. Beispielsweise kann die Sicherheitsfunktion das Betätigen einer Bremse oder das Überwachen eines Betriebsparameters einer Bremse umfassen. Insbesondere kann die Sicherheitsfunktion eine Randbedingung oder Voraussetzung einhalten, unter der die Bremse arbeiten kann, beispielsweise das Überwachen oder Steuern eines vorbestimmten pneumatischen Drucks, der zur Betätigung der Bremse erforderlich ist, oder das Überwachen eines Verschleißes eines Reibbelags der Bremse. Eine weitere Sicherheitsfunktion kann etwa ein Steuern einer Beleuchtung oder einer optischen oder akustischen Signaleinrichtung, ein Reinigen eines Sensors, ein Überwachen eines pneumatischen Drucks oder ein Ein- oder Ausfahren eines Stützbeins des Anhängefahrzeugs betreffen. Es ist bevorzugt, dass eine Sicherheitsfunktion, bevorzugt alle Sicherheitsfunktionen, weiter bevorzugt alle Funktionen der ersten Gruppe, deterministisch ausgeführt werden. Funktionen der ersten Gruppe können mittelbar oder unmittelbar eine Betriebs- oder Funktionssicherheit des Anhängefahrzeugs betreffen, sodass eine nicht-deterministische Ausführung, beispielsweise auf der Basis von Statistik, maschinellem Lernen, unscharfer Logik oder einem zellulären Automaten, bevorzugt nicht erfolgt. Für eine Sicherheitsfunktion kann es erforderlich sein, nicht nur korrekte Ergebnisse, sondern auch ihre Nachvollziehbarkeit nachzuweisen.
Die zweite Gruppe kann insbesondere eine kommunikative und/oder sensorische Funktion umfassen. Beispielsweise kann in der zweiten Gruppe von Funktionen eine Erfassung eines Umfelds des Anhängefahrzeugs, etwa mittels einer Kamera, eines Radarsensors oder eines LiDAR-Sensors, gegebenenfalls eine Verarbeitung einer Abtastung oder eine Weiterleitung einer rohen oder verarbeiteten Abtastung liegen. Das Verarbeiten kann auch eine nicht-deterministische Technik umfassen, etwa ein Künstliches Neuronales Netzwerk (KNN), welches beispielsweise eine Objekterkennung durchführen kann.
Durch das Ausführen möglichst aller Sicherheitsfunktionen des Anhängefahrzeugs auf der ersten Steuereinrichtung kann der Fahrzustand des Anhängefahrzeugs verbessert gesichert sein. Die Funktionen der ersten Gruppe können einzeln oder gemeinschaftlich eine vorbestimmte funktionale Sicherheitsstufe höher als ASIL QM nach ISO 26262 erreichen, insbesondere ASIL A, ASIL B oder ASIL C. Das Erreichen der Sicherheitsstufe kann in einem vorbestimmten Prozess nachgewiesen werden. Dazu kann der physische Aufbau der ersten Steuereinrichtung ebenfalls betrachtet werden. Der Nachweis kann aufwändig sein und eine erste Steuereinrichtung, deren Sicherheitsstufe bestätigt wurde, kann möglichst nicht mehr verändert werden.
Die zweite Steuereinrichtung kann mit erhöhten Freiheitsgraden konzipiert oder betrieben werden, ohne Sicherheitsaspekte einer Funktion der ersten Gruppe beachten zu müssen. In einer Ausführungsform kann eine erste Steuereinrichtung mit verschiedenen zweiten Steuereinrichtungen zu einem Steuersystem kombiniert werden. Die zweite Steuereinrichtung kann verbessert an einen besonderen Zweck des Anhängefahrzeugs oder eine kundenorientierte Funktion am Fahrzeug angepasst werden. Ist eine Sonderfunktion nicht gewünscht, so kann eine kostengünstige Standardversion der zweiten Steuereinrichtung verwendet werden.
Das Steuersystem kann ein Bremssystem umfassen, das dazu eingerichtet ist, eine Bremse des Anhängefahrzeugs zu steuern. Dabei kann die erste Steuervorrichtung dazu eingerichtet sein, das Bremssystem zu steuern. Das Steuern des Bremssystems kann dabei eine Funktion des Anhängefahrzeugs sein, die in der ersten Gruppe liegt. Die Bremse kann von einer Betriebsbremse und/oder von einer Feststellbremse umfasst sein. Die mit der ersten Steuereinrichtung verbundene erste Schnittstelle kann elektrisch ausgeführt sein, wobei Informationen durch Beeinflussen eines elektrischen Parameters übertragen werden. Damit kann eine rein elektrische Ansteuerung des Bremssystems erfolgen, wobei auch von einer elektrischen Bremse oder einem elektrischen Bremssystem (electronic brake system, EBS) gesprochen wird.
Das Bremssystem kann dazu eingerichtet sein, autonom zu arbeiten, um eine Notbremsung durchzuführen, falls andere Steuervorgaben fehlen. Eine Bremse kann per Druckluft betätigt werden, wobei das Steuern der Bremse eine Steuerung eines Zu- oder Abflusses von Druckluft aus der Bremse umfassen kann. Eine Bremse kann auch direkt pneumatisch gesteuert werden, indem eine pneumatische Steuerleitung mit einem entsprechenden Druck beaufschlagt wird. Die Steuerleitung und eine Versorgungsleitung für Druckluft können mit dem Zugfahrzeug verbunden sein.
Das Steuersystem kann darüber hinaus eine mit der zweiten Steuereinrichtung verbundene zweite Schnittstelle zur Verbindung mit dem Zugfahrzeug umfassen. Die zweite Schnittstelle kann wie die erste zur elektrischen Übertragung von Informationen eingerichtet sein. Optional kann auch eine optische Übertragung realisiert sein. Die erste und/oder die zweite Schnittstelle können zusätzlich dazu eingerichtet sein, elektrische Energie zwischen der Zugmaschine und dem Anhängefahrzeug zu übertragen. Eine Funktion der zweiten Gruppe kann in Abhängigkeit einer Information gesteuert werden, die über die zweite Schnittstelle übertragen wurde. Umgekehrt kann eine Funktion der zweiten Gruppe auch ein Übermitteln von Informationen über die zweite Schnittstelle umfassen oder bewirken.
Am Anhängefahrzeug kann ein bildgebender Sensor oder können mehrere Sensoren zur Abtastung eines Umfelds des Anhängefahrzeugs vorgesehen sein. Die zweite Steuervorrichtung kann dazu eingerichtet sein, Abtastungen des Sensors oder der Sensoren an das Zugfahrzeug bereitzustellen. Die zweite Steuereinrichtung kann Abtastungen einer Vielzahl Sensoren übermitteln, unter denen auch mehrere bildgebende Sensoren sein können. Ein solcher Sensor kann beispielsweise eine Kamera, einen Radarsensor, einen LiDAR-Sensor oder einen Ultraschallsensor umfassen.
Daten, die von der zweiten Steuereinrichtung verarbeitet werden, können insbesondere zur autonomen Steuerung des Anhängefahrzeugs bzw. eines Lastzugs genutzt werden, der zusätzlich zum Anhängefahrzeug ein Zugfahrzeug umfasst. Das Zugfahrzeug kann beispielsweise eine Sattelzugmaschine und das Anhängefahrzeug einen Sattelauflieger umfassen. Durch die Ausführung von Funktionen zu diesem Zweck nur auf der zweiten Steuereinrichtung kann die zweite Steuereinrichtung verbessert auf diesen Zweck abgestimmt werden. Außerdem können unterschiedliche Funktionen der zweiten Gruppe verbessert auf der zweiten Steuereinrichtung miteinander kooperieren, beispielsweise durch Inter-Prozess-Kommunikation oder gemeinschaftliche Nutzung begrenzter Hardware-Ressourcen.
Während Funktionen der ersten Gruppe geringere Ressourcen zur Ausführung als Funktionen der zweiten Gruppe erfordern und dabei hohe Anforderungen an funktionale Sicherheit stellen können, benötigen Funktionen der zweiten Gruppe meist eine höhere Verarbeitungsleistung, müssen aber oft nicht so hohe Anforderungen an die funktionale Sicherheit erfüllen wie Funktionen der ersten Gruppe. Die Steuereinrichtungen können jeweils verbessert an eine Funktion der jeweiligen Gruppe angepasst sein.
Die erste und die zweite Schnittstelle können jeweils dazu eingerichtet sein, Informationen zu übertragen. Die Informationen können insbesondere elektrisch über die Schnittstellen und insbesondere in einer digitalen Form übertragen werden. Dabei kann eine Übermittlungsgeschwindigkeit der zweiten Schnittstelle insbesondere um ein Vielfaches größer als eine Übertragungsgeschwindigkeit der ersten Schnittstelle, insbesondere um einen Faktor 10, einen Faktor 100, einen Faktor 10³, einen Faktor 10⁴, einen Faktor 10⁶ oder einen Faktor 10⁹. Die erste Schnittstelle kann einen CAN-Bus umfassen, der nur eine Übertragung mit einigen kBit/s erlauben kann. Die zweite Schnittstelle kann eine oder mehrere Ethernet-Schnittstellen umfassen, die jeweils Übertragungsgeschwindigkeiten im Bereich von mehreren Mbit/s bis zu ca. 1 GBit/s erlauben können. Es ist zu beachten, dass einer Schnittstelle ein vorbestimmtes Übertragungsprotokoll zugeordnet sein kann, wobei auf den verschiedenen Schnittstellen üblicherweise auch verschiedene Übertragungsprotokolle verwendet werden.
In einer Ausführungsform ist die zweite Steuervorrichtung mit der Schnittstelle verbunden und dazu eingerichtet, Informationen zwischen der Schnittstelle und der ersten Steuervorrichtung weiterzuleiten. So kann die erste Verarbeitungseinrichtung auch ohne dedizierte Schnittstelle zum Zugfahrzeug noch korrekt arbeiten. Die zweite Steuervorrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, vorbestimmte Informationen zwischen der zweiten Schnittstelle und der ersten Steuervorrichtung durchzuleiten. Sollte die erste Schnittstelle nicht verwendbar sein, so kann eine Nachricht über die zweite Schnittstelle und die Kommunikationsverbindung an die erste Steuereinrichtung übermittelt werden. So kann eine Redundanz geschaffen werden, die eine Funktionssicherheit des Systems steigern kann.
Die zweite Verarbeitungseinrichtung kann die Funktionalität einer Firewall erfüllen und nur bestimmte Nachrichten durchlassen. Nachrichten, die nicht durchgelassen werden sollen, kann sie verwerfen oder zurückweisen. Ob eine Nachricht weitergeleitet werden soll oder nicht, kann bezüglich eines Senders, eines Empfängers, eines Nachrichtentyps und/oder dem Inhalt einer Nachricht entschieden werden.
Es ist zu beachten, dass eine umgekehrte Funktionalität, bei der eine Information über die erste Schnittstelle, die erste Verarbeitungseinrichtung und die Kommunikationsverbindung an die zweite Verarbeitungseinrichtung übertragen wird, in einer Ausführungsform nicht vorgesehen ist. Die erste Verarbeitungseinrichtung kann so verbessert zur Steuerung der ihr zugeordneten Funktionen der ersten Gruppe genutzt und nicht durch zusätzliche Kommunikation belastet werden.
Informationen auf der Kommunikationsverbindung können mittels eines ersten Übertragungsprotokolls übertragen werden und Informationen zwischen der zweiten Schnittstelle und der zweiten Steuervorrichtung können mittels eines zweiten Übertragungsprotokolls übertragen werden. Insbesondere können auf der zweiten Schnittstelle Nachrichten übertragen werden, in die Nachrichten des ersten Übertragungsprotokolls gekapselt sind. Beide Übertragungsprotokolle können Informationen in Einheiten vorbestimmter Größe übertragen, die beispielsweise Rahmen (frame) oder Pakete (packet) genannt werden können. Beim Kapseln kann beispielsweise ein Rahmen des ersten Übertragungsprotokolls als Nutzdaten (payload data) in ein Paket des zweiten Übertragungsprotokolls eingefügt werden. Nach der Übertragung mittels des zweiten Übertragungsprotokolls kann der Rahmen dem Paket unverändert entnommen und auf einer passenden Schnittstelle weitergeleitet werden. Im vorliegenden Fall kann insbesondere ein CAN-Rahmen in einem oder mehreren Ethernet-Paketen gekapselt übertragen werden.
Die zweite Steuereinrichtung ist bevorzugt dazu eingerichtet, das Kapseln und/oder Entkapseln durchzuführen. So kann die zweite Steuervorrichtung nur eine einzige, schnelle Übertragungstechnologie auf der zweiten Schnittstelle unterstützen und trotzdem mit wenig Aufwand eine Anbindung der ersten Steuereinrichtung über die zweite Schnittstelle ermöglichen. Die erste Steuereinrichtung muss ebenfalls nur ein einziges Übertragungsprotokoll aktiv unterstützen.
Das Steuersystem kann darüber hinaus eine mit der zweiten Steuervorrichtung verbundene Übertragungseinrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, drahtlos Daten mit einer externen Stelle auszutauschen. So können beispielsweise Fahrinformationen des Anhängefahrzeugs mit geringer Verzögerung oder gar in Echtzeit an eine zentrale Stelle bereitgestellt werden, was auch als Telemetrie bezeichnet wird. Die zentrale Stelle kann beispielsweise als fest installierter oder mobiler Rechner, als Server oder als Dienst, beispielsweise in einer Cloud, implementiert sein.
Die Übertragungseinrichtung kann auch eine Aktualisierung der zweiten Steuereinrichtung unterstützen. Eine solche Aktualisierung über eine drahtlose Schnittstelle wird auch „over-the-air-update“ (OAU) genannt. Dabei kann die Übertragungseinrichtung die Verwaltung unterschiedlicher Versionen von Software der zweiten Verarbeitungseinrichtung unterstützen. So kann die zweite Verarbeitungseinrichtung mehrere Funktionskomponenten umfassen, die einzeln aktualisiert werden können. Gegenseitige Abhängigkeiten oder das Rückgängigmachen (roll-back) einer fehlgeschlagenen Aktualisierung können mittels der Übertragungseinrichtung gesteuert werden. So kann die Software der zweiten Verarbeitungseinrichtung flexibel und rasch aktualisiert werden. Die Entwicklung oder Anpassung der Software kann in kürzeren Zyklen erfolgen, sodass eine beabsichtigte Funktionalität verbessert zügig erreicht werden kann. Eine Aktualisierung der ersten Verarbeitungseinrichtung über die Übertragungseinrichtung ist in einer Ausführungsform nicht vorgesehen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Anhängefahrzeug ein hierin beschriebenes Steuersystem. Das Anhängefahrzeug ist bevorzugt dazu eingerichtet, von einer Zugmaschine gezogen zu werden. Insbesondere kann das Anhängefahrzeug ein kommerzielles Fahrzeug umfassen. Das Anhängefahrzeug kann insbesondere einen ein- oder mehrachsigen Anhänger und weiter bevorzugt einen Sattelauflieger umfassen.
Nach wieder einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Anhängefahrzeugs, das eine erste und eine zweite Steuervorrichtung umfasst, Schritte des Steuerns einer Funktion einer ersten Gruppe von Funktionen des Anhängefahrzeugs mittels der ersten Steuervorrichtung und des Steuerns einer Funktion einer zweiten Gruppe von Funktionen des Anhängefahrzeugs mittels der zweiten Steuervorrichtung, wobei die Gruppen disjunkt sind.
Das Verfahren kann jeweils teilweise mittels einer ersten und einer zweiten Steuervorrichtung ausgeführt werden, die hierin beschrieben sind. Eine Verarbeitungseinrichtung kann elektronisch ausgeführt sein und einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen. Das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein.
Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:

1 ein Steuersystem an einem Anhängefahrzeug,
2 ein Ausschnitt eines Steuersystems und
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens

1 zeigt ein Steuersystem 100 an einem Anhängefahrzeug 105. Das Anhängefahrzeug 105 ist exemplarisch als Sattelauflieger mit drei Achsen dargestellt. Das Steuersystem 100 ist dazu eingerichtet, mehrere vorbestimmte Funktionen des Anhängefahrzeugs 105 zu steuern.
Das Anhängefahrzeug 105 umfasst eine erste Steuereinrichtung 110, die mit einer ersten Schnittstelle 115 verbunden ist, und eine zweite Steuereinrichtung 120, die mit einer zweiten Schnittstelle 125 verbunden ist. Die erste Steuereinrichtung 110 kann auch als TCE (Trailer Central Electronic), die zweite Steuereinrichtung 120 als TEG (Trailer Ethernet Gateway) bezeichnet werden. Im Unterschied zur vorgeschlagenen Zweiteilung der Steuereinrichtungen 110, 120 verwenden derzeitige Anhängefahrzeuge 105 üblicherweise eine gemeinsame Steuereinrichtung, die auch als VCU (Vehicle Control Unit) bezeichnet wird.
Die erste Schnittstelle 115 ist vorliegend nach ISO 7638 und die zweite Schnittstelle 125 proprietär ausgeführt. Die Schnittstellen 115, 125 sind jeweils zur Verbindung mit einem Zugfahrzeug eingerichtet und können eine Übermittlung von Informationen und/oder elektrischer Energie unterstützen. Eine weitere zweite Schnittstelle 125 kann ebenfalls vorgesehen sein, beispielsweise zur Verbindung mit einem weiteren Anhängefahrzeug 105.
Ein Bremssystem 130 ist dazu eingerichtet, eines oder mehrere Räder 135 an einer Achse des Anhängefahrzeugs 105 abzubremsen. Dabei können eine Betriebsbremse und/oder eine Feststellbremse implementiert sein. An einem Rad 135 ist eine Bremse 140 angebracht, die pneumatisch betätigt werden kann. Ein pneumatischer Betriebsdruck kann aus einer Druckleitung 145 bezogen werden, die aus dem Zugfahrzeug belüftet sein kann. Eine pneumatische Steuerleitung 150 kann eine pneumatische Steuerung einer Bremse 140 erlauben. Ein Drucksensor 160 kann zur Überwachung eines pneumatischen Drucks in einer Leitung vorgesehen sein. Üblicherweise wird das pneumatische Betätigen bzw. Lösen vorhandener Bremsen 140 mittels eines Modulators 155 auf der Basis eines elektrischen Signals gesteuert, das über die erste Schnittstelle 115 vom Zugfahrzeug empfangen werden kann. Das Bremssystem 130 kann eine ausfallsichere Bremseinrichtung 165 (Fail Operational Brake System, FOBS) umfassen, die dazu eingerichtet ist, bei Ausfall des primären Bremssystems 155 eine Bremsung des Anhängefahrzeugs 105 bis zum Stillstand zu steuern. Die erste Schnittstelle 115 kann direkt mit der Bremseinrichtung 165 verbunden sein, Informationen können von dort aus an die erste Verarbeitungseinrichtung 110 weitergeleitet werden.
Das Bremssystem 130 kann mittels der ersten Steuereinrichtung 110 gesteuert werden. Die erste Steuereinrichtung 110 kann noch weitere Funktionen am Anhängefahrzeug 105 steuern, insbesondere ein Anheben oder Absenken eines Stützbeins 170, ein Reinigen eines optischen Sensors, ein Überwachen einer Funktion oder eines Betriebszustands eines Rads 135 oder einer Bremse 140 mittels eines Sensors 175 oder ein Überwachen eines pneumatischen Drucks mittels eines Drucksensors 180.
2 zeigt einen Abschnitt des Steuersystems 100 der Art von 1 mit der ersten Steuereinrichtung 110 und der zweiten Steuereinrichtung 120 in einer detaillierteren Darstellung. An einem oberen Ende der Darstellung sind Verbindungen der ersten Steuereinrichtung 110 dargestellt, die in 1 fortgeführt sind. Es ist gut zu erkennen, dass Komplexe um die Steuereinrichtungen 110, 120 im Wesentlichen getrennte Einheiten bilden, die nur durch ausgewählte Leitungen miteinander verbunden sind.
Das Anhängefahrzeug 105 kann ein Beleuchtungssystem 205 umfassen, das eine optische Beleuchtungseinrichtung 210 wie ein Rück- oder Seitenlicht und/oder eine optische Signaleinrichtung 215 wie ein Brems- oder Rückfahrlicht umfassen kann. Eine Lichtsteuerung 220 kann mit einer weiteren Schnittstelle 225 verbunden sein, die insbesondere nach ISO 12098 ausgeführt sein kann und über die dedizierte bzw. analoge Signale empfangen werden können. Die Lichtsteuerung 220 kann die Einrichtungen 210, 215 in Abhängigkeit der Signale steuern. Die erste Steuereinrichtung 110 kann dazu eingerichtet sein, die Lichtsteuerung 220 zu steuern oder zu überwachen.
Die erste Steuereinrichtung 110 kann auch dazu eingerichtet sein, elektrische Energie an Bord des Anhängefahrzeugs 105 zu verwalten. Dazu kann eine elektrische Batterie 230 vorgesehen sein, deren Auf- oder Entladen gesteuert werden kann. Eine optionale Reinigungseinrichtung 235 kann angesteuert werden, um einen Seitensensor 240 zu reinigen. Außerdem können eine oder mehrere allgemeine Ein-/Ausgaben 245 (General Input Output, GIO) gesteuert werden.
Die erste Steuereinrichtung 110 kann mittels einer Kommunikationsverbindung 250 mit der zweiten Steuereinrichtung 120 verbunden sein. Dabei kann die Kommunikationsverbindung 250 einen CAN-Bus umfassen. Die zweite Steuereinrichtung 120 kann eine Firewall umfassen, die dazu eingerichtet ist, nur vorbestimmte Nachrichten über die Kommunikationsverbindung 250 weiterzuleiten.
Eine optionale drahtlose Übertragungseinrichtung 255 ist dazu eingerichtet, Daten zwischen einer externen Stelle und der zweiten Steuereinrichtung 120 zu übertragen, beispielsweise mittels eines Mobilfunknetzes. Bevorzugt kann die zweite Steuereinrichtung 120 auf diesem Weg auch aktualisiert werden. Außerdem können Programmbausteine der zweiten Steuereinrichtung 120 mittels der Übertragungseinrichtung 255 verwaltet werden. Die zweite Steuereinrichtung 120 kann mit einem oder mehreren Sensoren 260 sowie einem oder mehreren Seitensensoren 265 verbunden sein. Ein Sensorknoten 270 kann vorgesehen sein, um weitere Sensoren anzubinden.
Verschiedene Sensoren oder Schnittstellen können mit unterschiedlich schnellen Verbindungen an die zweite Steuereinrichtung 120 angebunden sein. In 2 sind an einzelnen Verbindungen beispielhafte Varianten des Ethernet-Standards angegeben, die beispielhaft verwendet werden können. Eine zweite Schnittstelle 125 kann zusätzlich zu einer Datenverbindung mit einer oder mehreren Versorgungsleitungen mit der zweiten Steuereinrichtung 120 verbunden sein.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Steuern eines Steuersystems 100 eines Anhängefahrzeugs 105. In einem Schritt 305 kann ein Signal auf der ersten Schnittstelle 115 empfangen werden. Das Signal kann von der ersten Steuereinrichtung 110 empfangen und ausgewertet werden und eine vorbestimmte Funktion kann in einem Schritt 310 in Abhängigkeit des Signals gesteuert werden.
In ähnlicher Weise kann in einem Schritt 315 ein Signal auf der zweiten Schnittstelle 125 empfangen werden. Das Signal kann insbesondere an die zweite Steuereinrichtung 120 weitergeleitet werden, die eine vorbestimmte zweite Funktion in einem Schritt 320 in Abhängigkeit des Signals steuern kann. Es kann insbesondere der Fall sein, dass eine erste Gruppe oder Menge von Funktionen, die durch die erste Steuereinrichtung 110 ausgeführt werden kann, und eine zweite Gruppe oder Menge von Funktionen, die durch die zweite Steuereinrichtung 120 ausgeführt werden kann, disjunkt sind.
Eine Steuerung einer ersten Funktion kann auch auf einem anderen Weg erfolgen. Dazu kann eine über die erste Schnittstelle 315 empfangene Nachricht in einem Schritt 325 von der zweiten Steuereinrichtung 120 an die erste Steuereinrichtung 110 weitergeleitet werden. Die Nachricht kann eine gekapselte Nachricht umfassen und die zweite Steuereinrichtung 120 kann die eine Nachricht aus der anderen entkapseln und weiterleiten. In ähnlicher Weise kann eine Nachricht von der ersten Steuereinrichtung 110 an die zweite Steuereinrichtung 120 übertragen, von dieser in eine andere Nachricht eingekapselt und über die zweite Schnittstelle 125 weitergeleitet werden.
Bezugszeichen (als Teil der Beschreibung)

100: Steuersystem
105: Anhängefahrzeug
110: erste Steuereinrichtung
115: erste Schnittstelle
120: zweite Steuereinrichtung
125: zweite Schnittstelle
130: Bremssystem
135: Rad
140: Bremse
145: pneumatische Druckleitung
150: pneumatische Steuerleitung
160: Drucksensor
155: Modulator
165: ausfallsichere Bremseinrichtung
170: Stützbein
175: Sensor
180: Drucksensor
205: Beleuchtungssystem
210: Beleuchtungseinrichtung
215: Signaleinrichtung
220: Lichtsteuerung
225: weitere Schnittstelle
230: Batterie
235: Reinigungseinrichtung
240: Seitensensor
245: allgemeine Ein-/Ausgabe
250: Kommunikationsverbindung
255: Übertragungseinrichtung
260: Sensor
265: Seitensensor
270: Sensorknoten
300: Verfahren
305: Signal auf erster Schnittstelle empfangen
310: Funktion aus erster Gruppe steuern
315: Signal auf zweiter Schnittstelle empfangen
320: Funktion aus zweiter Gruppe steuern
325: Nachricht weiterleiten

Claims

Steuersystem (100) für ein Anhängefahrzeug (105), wobei das Steuersystem (100) folgende Elemente umfasst: - eine Schnittstelle (115) zur Verbindung mit einem Zugfahrzeug, - eine mit der Schnittstelle (115) verbundene erste Steuervorrichtung (110) zur Steuerung einer ersten Gruppe von Funktionen des Anhängefahrzeugs (105), - eine zweite Steuervorrichtung (120) zur Steuerung einer zweiten Gruppe von Funktionen des Anhängefahrzeugs und - eine Kommunikationsverbindung (250) zwischen der ersten (110) und der zweiten Steuervorrichtung (120), - wobei die erste Gruppe eine Sicherheitsfunktion des Anhängefahrzeugs (105) umfasst und die zweite Gruppe frei von Sicherheitsfunktionen ist.
Steuersystem (100) nach Anspruch 1, wobei die Gruppen disjunkt sind.
Steuersystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein Bremssystem (130), das dazu eingerichtet ist, eine Bremse (140) des Anhängefahrzeugs (105) zu steuern, wobei eine Sicherheitsfunktion ein Steuern oder Überwachen des Bremssystems (130) umfasst.
Steuersystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Steuervorrichtung (120) mit der Schnittstelle (115) verbunden und dazu eingerichtet ist, Informationen zwischen der Schnittstelle (115) und der ersten Steuervorrichtung (110) weiterzuleiten.
Steuersystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine mit der zweiten Steuereinrichtung (120) verbundene zweite Schnittstelle (125) zur Verbindung mit dem Zugfahrzeug.
Steuersystem (100) nach Anspruch 5, ferner umfassend einen bildgebenden Sensor (260) zur Abtastung eines Umfelds des Anhängefahrzeugs (105), wobei die zweite Steuervorrichtung (120) dazu eingerichtet ist, Abtastungen des Sensors (260) an das Zugfahrzeug bereitzustellen.
Steuersystem (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die erste und die zweite Schnittstelle (115, 125) jeweils dazu eingerichtet sind, Informationen zu übertragen, wobei eine Übermittlungsgeschwindigkeit der zweiten Schnittstelle (125) um ein Vielfaches größer als eine Übertragungsgeschwindigkeit der ersten Schnittstelle (115) ist.
Steuersystem (100) nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend eine Kommunikationsverbindung (250) zwischen der ersten (110) und der zweiten Steuervorrichtung (120), wobei die zweite Steuervorrichtung (120) dazu eingerichtet ist, vorbestimmte Informationen zwischen der zweiten Schnittstelle (125) und der ersten Steuervorrichtung (110) durchzuleiten.
Steuersystem (100) nach Anspruch 8, wobei Informationen auf der Kommunikationsverbindung (250) mittels eines ersten Übertragungsprotokolls und zwischen der zweiten Schnittstelle (125) und der zweiten Steuervorrichtung (120) mittels eines zweiten Übertragungsprotokolls übertragen werden, wobei auf der zweiten Schnittstelle (125) Nachrichten übertragen werden, in die Nachrichten des ersten Übertragungsprotokolls gekapselt sind.
Steuersystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine mit der zweiten Steuervorrichtung (120) verbundene Übertragungseinrichtung (255), die dazu eingerichtet ist, drahtlos Daten mit einer externen Stelle auszutauschen.
Steuersystem (100) nach Anspruch 10, wobei die Übertragungseinrichtung (255) dazu eingerichtet ist, auf der Basis empfangener Daten eine Aktualisierung der zweiten Steuereinrichtung (120) durchzuführen.
Anhängefahrzeug (105) umfassend ein Steuersystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Verfahren (300) zum Steuern eines Anhängefahrzeugs (105), insbesondere eines Anhängefahrzeugs (105) nach Anspruch 12, wobei das Anhängefahrzeug (105) eine erste und eine zweite Steuervorrichtung (110, 120) umfasst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Steuern (310) einer Funktion einer ersten Gruppe von Funktionen des Anhängefahrzeugs (105) mittels der ersten Steuervorrichtung (110), - Steuern (320) einer Funktion einer zweiten Gruppe von Funktionen des Anhängefahrzeugs (105) mittels der zweiten Steuervorrichtung (120), - wobei die erste Gruppe eine Sicherheitsfunktion des Anhängefahrzeugs (105) umfasst und die zweite Gruppe frei von Sicherheitsfunktionen ist.