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DE10332113A1 - Control device and network for a plurality of devices - Google Patents

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DE10332113A1
DE10332113A1 DE10332113A DE10332113A DE10332113A1 DE 10332113 A1 DE10332113 A1 DE 10332113A1 DE 10332113 A DE10332113 A DE 10332113A DE 10332113 A DE10332113 A DE 10332113A DE 10332113 A1 DE10332113 A1 DE 10332113A1
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DE
Germany
Prior art keywords
domain
control unit
control
specific
bus
Prior art date
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Ceased
Application number
DE10332113A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter-Michael Ludwig
Clemens Kroll
Hartmut Güthner
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
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Priority to PCT/EP2004/007511 priority patent/WO2005006091A1/en
Publication of DE10332113A1 publication Critical patent/DE10332113A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für eine Mehrzahl von Vorrichtungen, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Das Steuergerät umfasst ein Softwarepaket mit einem für eine Domäne spezifischen Anteil (500) und mindestens eine Steuereinrichtung (100) zum Interagieren mit mindestens einer der Vorrichtungen (300) über ein Peripherieelement (200) im Ansprechen auf Befehle des Softwarepakets. Derartige Steuergeräte sind insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugelektronik grundsätzlich bekannt. Sie weisen in ihren bisherigen bekannten Ausgestaltungen jedoch den Nachteil auf, dass sie für eine Standardisierung nur bedingt geeignet sind. Um diesen Nachteil zu überwinden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, nicht nur die Software, sondern auch die Hardware des Steuergerätes domänenspezifisch auszubilden. Dabei wird eine Domäne als eine Gruppe von zumindest ähnlichen Anforderungen an das Steuergerät, insbesondere hinsichtlich dessen Echtzeitverhalten oder dessen Sicherheitsvorkehrungen, definiert.The invention relates to a control device for a plurality of devices, in particular in a motor vehicle. The controller includes a domain specific portion (500) software package and at least one controller (100) for interacting with at least one of the devices (300) via a peripheral element (200) in response to software package commands. Such control devices are known in principle in the field of automotive electronics. However, they have in their previous known embodiments, the disadvantage that they are only partially suitable for standardization. To overcome this disadvantage, the invention proposes to design not only the software but also the hardware of the control unit domain-specific. In this case, a domain is defined as a group of at least similar requirements for the control unit, in particular with respect to its real-time behavior or its security precautions.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät und ein Netzwerk für eine Mehrzahl von Vorrichtungen, insbesondere in einem Kraftfahrzeug (Kfz). Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausrüsten eines Fahrzeugs mit mindestens einem derartigen Steuergerät oder Netzwerk.The The invention relates to a control device and a network for a plurality of devices, in particular in a motor vehicle (Motor vehicles). About that In addition, the invention relates to a method for equipping a Vehicle with at least one such control unit or network.

Steuergeräte, Netzwerke und Verfahren der genannten Art sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Ein Steuergerät umfasst dabei üblicherweise ein Softwarepaket und eine Steuereinrichtung, auf welcher das Softwarepaket abläuft. Im Bereich der Fahrzeugelektronik wird als Steuereinrichtung vielfach ein Mikrocontroller verwendet zum Interagieren mit diversen Vorrichtungen des Fahrzeugs. Bei diesen Vorrichtungen kann es sich insbesondere um den Motor, das Getriebe, ein Anti-Blockier-System, einen Sitz oder ein Schließsystem des Fahrzeuges handeln. Die Vorrichtungen werden üblicherweise von dem Mikrocontroller über ein Peripherieelement im Ansprechen auf Befehle des Softwarepaketes angesteuert.ECUs, networks and methods of the type mentioned are basically known in the art. A control unit comprises usually a software package and a controller on which the software package expires. In the field of vehicle electronics is often as a control device a microcontroller is used to interact with various devices of the vehicle. In particular, these devices may be around the engine, the gearbox, an anti-lock system, a seat or a locking system act of the vehicle. The devices are commonly used by the microcontroller over a peripheral element in response to commands of the software package driven.

Für das Softwarepaket ist es insbesondere im Bereich der Fahrzeugtechnik, zum Beispiel aus dem VDI-Bericht Nr. 1646, 2001, Seite 249 bis Seite 276, "Softwareentwicklung für Steuergeräte im Systemverbund – Von der Cartronic-Domänenstruktur zum Gerätecode", bekannt, dieses domänenspezifisch auszubilden. Dabei meint der Begriff "domänenspezifische Ausbildung" in dem genannten Stand der Technik eine Strukturierung der Software nach funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen. Funktionale Anforderungen sind dabei zum Beispiel die Gewährung einer Rundumsicht, welche durch ein Wischersystem umgesetzt wird. Nichtfunktionale Anforderungen sind dagegen beispielsweise qualitative oder geschäftliche Anforderungen an einzelne Vorrichtungen des Fahrzeugs.For the software package it is especially in the field of vehicle technology, for example from the VDI report No. 1646, 2001, page 249 to page 276, "Software development for ECUs in the system network - From the Cartronic domain structure for Device code, "known, this domain-specific train. The term "domain-specific Training "in the prior art structuring the software after functional and non-functional requirements. Functional requirements are, for example, the grant a panoramic view, which is implemented by a wiper system. Non-functional requirements, for example, are qualitative or business Requirements for individual devices of the vehicle.

Diesem soeben beschriebenen Aufbau bekannter Steuergeräte haftet der Nachteil an, dass er für eine Standardisierung der Steuergeräte nur bedingt geeignet ist. Mit dem in dem VDI-Bericht beschriebenen Konzept der domänenspezifischen Ausbildung des Softwarepaketes für ein Steuergerät wird zwar ein gewisser Grad an Standardisierung für insbesondere die Software der Steuergeräte erreicht; es hat sich jedoch gezeigt, dass dieser Ansatz beim Versuch einer weiteren Standardisierung sehr schnell an seine Grenzen stößt.this just described construction of known control devices adheres to the disadvantage that he is for Standardization of the control devices is only partially suitable. With the in the VDI report described concept of domain-specific Training of the software package for a control unit Although there will be some degree of standardization for particular the software of the control units reached; However, it has been shown that this approach when trying another standardization quickly reaches its limits.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Steuergerät und ein Netzwerk für eine Mehrzahl von Vorrichtungen sowie ein Verfahren zum Ausrüsten eines Fahrzeugs mit mindestens einem dieser Steuergeräte oder Netzwerke derart weiterzubilden, dass eine weitergehende Standardisierung der Steuergeräte möglich wird, so dass diese für eine wesentlich größere Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden können.outgoing from this prior art, it is therefore the object of the invention, a control unit and a network for a plurality of devices and a method for equipping a vehicle with at least one of these control units or networks in such a way, that a further standardization of the ECUs becomes possible so this for a much larger variety can be used by applications.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Demnach haben die von dem Steuergerät anzusteuernden Vorrichtungen zumindest ähnliche Anforderungen an das Steuergerät, repräsentiert die Klasse dieser zumindest ähnlichen Anforderungen die Domäne und ist die Steuereinrichtung des Steuergerätes für die Domäne spezifisch als Domain-Controller ausgebildet.These The object is solved by the subject matter of patent claim 1. Therefore have those from the controller to be controlled devices at least similar demands on the Controller, represents the class of this at least similar Requirements the domain and the controller of the domain controller is specific as a domain controller educated.

Vorrichtungen im Sinne der Erfindung können grundsätzlich beliebige Vorrichtungen sein, die über Aktoren elektrisch/elektronisch ansteuerbar sind und die gegebenenfalls über Sensoren Rückmeldungen geben können.devices in the sense of the invention in principle be any devices that are electrically / electronically via actuators can be controlled and if necessary via sensors feedback can give.

Der Vorteil der beanspruchten Domänenbildung ist darin zu sehen, dass sie bereits in einem sehr frühen Stadium eines Entwicklungsprozesses, nämlich bereits vor der Spezifikation des Steuergerätes, ansetzt und nicht erst – wie aus dem Stand der Technik bekannt – bei der Spezifikation von Anwendungen oder Funktionen, die mit einem vorgegebenen Steuergerät realisiert werden sollen. Wichtig ist auch, dass sich die erfindungsgemäße Domänenbildung im Unterschied zum Stand der Technik nicht lediglich auf die Software des Steuergerätes, sondern auch auf dessen Hardware, insbesondere dessen Steuereinrichtung, erstreckt. Die domänenspezifisch ausgebildete Steuereinrichtung, das heißt der Domain-Controller, und der domänenspezifische Anteil des Softwarepaketes, sind für alle unterschiedlichen Anwendungsfälle innerhalb einer Domain identisch. Insofern bildet die beanspruchte Definition einer Domäne und die darauf basierende domänenspezifische Ausbildung der Software und der Hardware des Steuergerätes die Grundlage für eine sehr weitreichende, weiter unten näher beschriebene Standardisierung/Modularisierung des Steuergeräts und für daraus resultierende Kostenvorteile.Of the Advantage of the claimed domain formation can be seen in the fact that they are already at a very early stage a development process, namely already before the specification of the control unit, attaches and not first - as off known in the art - at the specification of applications or functions that come with a predetermined control unit to be realized. It is also important that the domain formation according to the invention unlike the prior art, not just the software of the control unit, but also on its hardware, in particular its control device, extends. The domain-specific trained Control device, that is the domain controller, and the domain specific Share of software package, are for all different use cases within identical to a domain. In this respect, the claimed definition forms a domain and the domain-specific ones based on it Training of the software and the hardware of the control unit basis for a very far-reaching, further described below standardization / modularization of the control unit and for it resulting cost benefits.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Domain-Controller eine vorzugsweise domänenneutral ausgebildete Busschnittstelle auf. Daran angeschlossene Peripherieelemente müssen zwangsläufig busfähig sein. Eine derartige Ausbildung des Domain-Controllers und der Peripherieelemente bietet den Vorteil, dass in dem Domain-Controller keine für die einzelnen Peripherieelemente spezifische Hardware vorgesehen werden muss. Der Hardwareaufwand zur Ansteuerung der Peripherieelemente wird damit aus dem Domain-Controller in die Peripherieelemente verlagert. Dieses Konzept ist eine weitere Voraussetzung für eine sehr weitreichende Standardisierung der Steuergeräte beziehungsweise insbesondere von deren Steuereinrichtungen, den Domain-Controllern. Sie müssen nun nicht mehr spezifisch für eine Vielzahl von unterschiedlichen Peripherieelementen ausgebildet sein. Die Anzahl der Anwendungsfälle, für die ein einzelner Domain-Controllertyp verwendet werden kann, wird dadurch weiter wesentlich vergrößert. Ein derartig standardisierter Domain-Controller kann in wesentlich größeren Stückzahlen hergestellt werden, woraus ganz erhebliche Kostenvorteile resultieren. Die Kostenvorteile ergeben sich insbesondere bei einer Ausbildung des Domain-Controllers als integrierte Schaltung. Gleichzeitig ist die monolithische Integration Voraussetzung für eine einfache, von hoher Zuverlässigkeit geprägte, Realisierung von folienbasierten „intelligenten" Verkabelungstrukturen.According to an advantageous embodiment, the domain controller has a preferably domain-neutral bus interface. Connected peripherals must necessarily be bus-capable. Such a configuration of the domain controller and the peripheral elements offers the advantage that no specific hardware for the individual peripheral elements has to be provided in the domain controller. The hardware effort to control the peripheral elements is thus from the domain controller in the Relocates peripheral elements. This concept is another prerequisite for a very far-reaching standardization of the control devices or in particular of their control devices, the domain controllers. They no longer have to be designed specifically for a multiplicity of different peripheral elements. The number of use cases for which a single domain controller type can be used is thereby further increased considerably. Such a standardized domain controller can be produced in much larger quantities, resulting in very significant cost advantages. The cost advantages arise in particular when the domain controller is designed as an integrated circuit. At the same time, the monolithic integration is a prerequisite for a simple, highly reliable, realization of foil-based "intelligent" cabling structures.

Für einen einzelnen spezifischen Domain-Controller-Typ ist es vorteilhaft, wenn dieser hinsichtlich seiner Verarbeitungsleistung und/oder seiner Speichergröße skalierbar ist. Daraus resultiert ein weiterhin vergrößertes mögliches Einsatzspektrum mit weiterem Standardisierungspotential und weiteren Kostenvorteilen für ein und denselben spezifischen Domain-Controller-Typ.For one single specific domain controller type it is beneficial if this in terms of its processing power and / or his Memory size scalable is. This results in a further enlarged possible range of use further standardization potential and further cost advantages for a and the same specific domain controller type.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Steuergeräts besteht darin, dass zumindest einzelne (möglichst viele) Einrichtungen des Domain-Controllers oder einzelne (möglichst viele) Peripherieelemente als Intellectual Property IP-Einrichtungen ausgebildet sind. Durch eine derartige Ausbildung werden die Einrichtungen herstellerunabhängig, das heißt es kommen viele Lieferanten für diese Einrichtungen in Frage. Einzelne Teile der Software können als offene Software-Architekturen gestaltet werden. Im Unterschied zum Stand der Technik ist dann keine individuelle softwaremäßige Anpassung von Softwareanteilen an unterschiedliche Hardwareeinrichtungen, die deswegen unterschiedlich sind, weil sie von unterschiedlichen Herstellern stammen, erforderlich.A further particularly advantageous embodiment of the controller consists in that at least individual (as many) facilities as possible of the domain controller or individual (as many) peripheral elements as possible are designed as Intellectual Property IP facilities. By Such training, the devices manufacturer-independent, the is called many suppliers come for these facilities in question. Individual parts of the software can be considered as open software architectures be designed. In contrast to the prior art is then no individual software adaptation of Software shares to different hardware devices, the that's why they're different because they're from different manufacturers come, required.

Die soeben beschriebenen Möglichkeiten zur Standardisierung der Hardware des Steuergerät, das heißt insbesondere des Domain-Controllers, ermöglichen auch eine weitergehende und umfassendere Standardisierung der Software als dies im Stand der Technik möglich war.The just described ways to Standardization of the hardware of the control unit, that is, in particular of the domain controller, enable also a more extensive and comprehensive standardization of the software as this is possible in the prior art was.

Diese weitergehende Standardisierung der Software wird zum Beispiel in Form einer normierten Ablaufsteuerung als domänenspezifischer Teil des Softwarepakets realisiert. Die Ablaufsteuerung vergleicht im Wesentlichen Eingangsmuster mit Bedingungsmustern und löst je nach Ergebnis dieses Vergleiches bestimmte Ereignisse aus. Durch Bereitstellung dieser Bedingungsmuster, welche auf die in jedem Einzelfall individuell anzusteuernden Vorrichtungen individuell angepasst sind, durch eine Parameterdatenbank, ist es möglich, kundenspezifische Funktionen und Anforderungen in die Software beziehungsweise in die Bedingungsmuster oder Datensätze zu verlagern. Der Domain-Controller und die Ablaufsteuerung bleiben von diesen kundensichtbaren Funktionen unbeeinflusst, weshalb sie für eine weitgehende Standardisierung zugänglich sind. Sie müssen nur ein einziges Mal erstellt und geprüft werden. Dies hat zur Folge, dass Entwicklungskosten sowie Garantie- und Kulanzkosten sinken, sich die Zeitdauern für Weiterentwicklungen verkürzen und der Produktreifegrad erheblich gesteigert wird.These Further standardization of the software is for example in Form of a standardized process control as a domain-specific part of the software package realized. The sequence control essentially compares input patterns with condition patterns and triggers depending on the result of this comparison certain events. By Providing these condition patterns, which apply to each Individual case individually controlled devices individually adjusted by a parameter database, it is possible to customize functions and requirements in the software or in the condition patterns or records to relocate. The domain controller and the flow control remain unaffected by these customer-visible features, which is why they are for a far-reaching Standardization accessible are. You need to be created and tested only once. As a consequence, that development costs as well as guarantee and goodwill costs sink, the time periods for Shorten further developments and the degree of product maturity is significantly increased.

Vorteilhafterweise wird die Ablaufsteuerung nicht nur über die Parameterdatenbank, sondern auch über eine Grenzwertedatenbank und insbesondere über Plug-In-Module flexibel an die individuellen Bedingungen eines Einzelfalls innerhalb einer Domäne angepasst. So ist es zum Beispiel möglich, über ein individuell ausgewähltes Plug-In-Modul eine gewünschte Funktionserweiterung für die Ablaufsteuerung zu realisieren, ohne dass die Software der standardisierten Ablaufsteuerung dafür verändert werden müsste.advantageously, is the process control not only via the parameter database, but also about a threshold database and in particular flexible via plug-in modules to the individual conditions of an individual case within one domain customized. For example, it is possible to use an individually selected plug-in module a desired one Function extension for to realize the flow control without the software of the standardized Flow control for this changed would have to be.

Vorteilhafterweise läuft die Ablaufsteuerung in einer normalisierten Umgebung. Die Kapselung wird softwaremäßig durch Linearisierungs-/Normalisierungsanteile im Eingangspfad der Ablaufsteuerung und durch einen Denormalisierungsanteil im Ausgangspfad der Ablaufsteuerung realisiert. Der Linearisierungs-/Normalisierungsanteil sowie der Denormalisierungsanteil sind vorzugsweise standardisiert und wo immer möglich domänenübergreifend sonst domänenspezifisch ausgebildet. Die genannten Softwareanteile bewirken eine Kalibration der angeschlossenen Peripherieelemente und unterstützen so auch einen Anschluss von weniger genauen (preiswerten) Peripherieelementen an das Steuergerät. Weil die Ablaufsteuerung in einer normalisierten Umgebung läuft, kann ihre Systemstruktur vereinfacht beziehungsweise weiter standardisiert werden. Die Normalisierung und Standardisierung der Ablaufsteuerung macht diese unabhängig von den Typen und den Herstellern der angeschlossenen Peripherieelemente und gibt dem Anwender die Freiheit, jederzeit Lieferant und Typ eines Peripherieelementes wechseln zu können, ohne dass dafür die standardisierte Ablaufsteuerung, der Linearisierungs-/Normalisierungsanteil, der Denormalisierungsanteil oder der standardisierte Domain-Controller verändert werden müsste. Es ist in diesen Fällen lediglich eine entsprechende Anpassung beziehungsweise Änderung der dem Linearisierungs-/Normalisierungsanteil und dem Denormalisierungsanteil von einer Konfigurationsdatenbank zuzuführenden vorrichtungsbeziehungsweise funktionsspezifischen Daten erforderlich.advantageously, is running? Flow control in a normalized environment. The encapsulation will by software Linearization / normalization components in the input path of the process control and by a denormalization component in the output path of the sequencer realized. The linearization / normalization component and the denormalization component are preferably standardized and, wherever possible, domain-specific across domains educated. The named software components cause a calibration the connected peripherals and support so also a connection of less accurate (inexpensive) peripheral elements to the control unit. Because the flow control runs in a normalized environment, can their system structure simplified or further standardized become. The normalization and standardization of the flow control makes them independent of the types and manufacturers of the connected peripheral elements and gives the user the freedom, at any time supplier and type a peripheral element to be able to change without the standardized Flow control, the Linearisierungs- / Normalisierungsanteil, the Denormalization portion or the standardized domain controller changed would have to be. It is in these cases only a corresponding adjustment or change the linearization / normalization component and the denormalization component device relationship to be supplied from a configuration database function-specific data required.

Aus Sicherheitsgründen ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Softwarepaket einen Diagnose- und Fehlererkennungsanteil aufweist und/oder zumindest teilweise redundant ausgebildet ist. Aus den gleichen Gründen kann auch der Domain-Controller zumindest teilweise redundant ausgebildet sein.Out security It is also advantageous if the software package a diagnostic and Having error detection portion and / or at least partially redundant is trained. For the same reasons, the domain controller can at least be partially redundant.

Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Netzwerk zum Steuern einer Vielzahl von Vorrichtungen, insbesondere eines Kraftfahrzeugs gelöst, wobei in diesem Netzwerk mindestens zwei der beschriebenen erfindungsgemäßen Steuergeräte zwecks Datenaustausch miteinander verknüpft sind. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Domain-Controller verschiedener Domänen über ein Gateway miteinander gekoppelt sind, weil ein solches Gateway neben einer reinen Multiplexer-Funktion auch – falls erforderlich – eine Protokollumsetzung realisieren kann. Dieses Gateway kann auch Bestandteil eines der Steuergeräte sein.The The above object of the invention is further achieved by a network for controlling a plurality of devices, in particular a motor vehicle solved, wherein in this network at least two of the described control devices according to the invention for the purpose of Data exchange linked together are. It is particularly advantageous if the domain controller different domains over one Gateway are coupled together because such a gateway next to a pure multiplexer function also - if required - a protocol implementation can realize. This gateway can also be part of one of the Be control devices.

Schließlich wird die oben genannte Aufgabe auch durch ein Verfahren zum Ausrüsten eines Fahrzeugs mit mindestens einem der beanspruchten Steuergeräte oder mindestens einem der beanspruchten Netzwerke gelöst. Dabei werden vorteilhafterweise bereits während der Produktion des Fahrzeugs die individuellen Vorrichtungen des Fahrzeugs erfasst, welche später über das Steuergerät angesteuert werden sollen. Die Software des Steuergerätes kann dann am Ende des Produktionsprozesses für die jeweils erfassten Vorrichtungen zusammengestellt und auf das Steuergerät beziehungsweise den standardisierten Domain-Controller eingespielt werden.Finally will The above object is also achieved by a method for equipping a Vehicle with at least one of the claimed ECUs or solved at least one of the claimed networks. It will be advantageous already during the production of the vehicle the individual devices of the Detected vehicle, which later on the Controlled control unit should be. The software of the control unit can then be at the end of the production process for the each detected devices assembled and on the control unit or be imported to the standardized domain controller.

Das Zuordnen einer spezifischen Nummer für jedes eingespielte Softwarepaket, fallweise auch je Softwaremodul, bietet den Vorteil, dass dieses eindeutig identifizierbar ist. So ist der Hersteller immer in der Lage, von jedem Fahrzeug den aktuell eingespielten Softwarestand zu bestimmen. Zur Durchführung eines Software-Updates, zum Beispiel in Werkstätten, wird diese Nummer dann in eine zentrale Datenbank eingelesen und der durch sie repräsentierte Softwarestand mit dem neuesten verfügbaren Softwarestand verglichen. Bei dem Software-Update wird dann die Datenhistorie für jedes Software-Paket fortgeschrieben. Mit Hilfe dieser Zuordnungen können die Softwarestände von Fahrzeugen gezielt bestimmt werden.The Assigning a specific number for each software package that has been brought in, occasionally also per software module, offers the advantage that this is clearly identifiable. So the manufacturer is always in the Location, of each vehicle the currently installed software version to determine. To carry out a software update, for example, in workshops, this number will then into a central database and the software version represented by them with the latest available Software version compared. When the software update is then the Data history for every software package updated. With the help of these assignments can they software versions be determined by vehicles targeted.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Steuergerätes, des Netzwerks und des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Further advantageous embodiments of the control unit, the network and the Method are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend detailliert in Form von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, wobeiThe The invention will now be described in detail in the form of embodiments with reference to the attached Figures described, wherein

1 die Ansteuerung einer Vorrichtung durch eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung über ein Peripherieelement; 1 the control of a device by a control device according to the invention via a peripheral element;

2 den Aufbau der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung; 2 the structure of the control device according to the invention;

3 den Aufbau eines erfindungsgemäßen Softwarepaketes; und 3 the structure of a software package according to the invention; and

4 ein erfindungsgemäßes Verfahren veranschaulicht. 4 a method according to the invention is illustrated.

In 1 ist zu erkennen, wie eine Vorrichtung 300 über eine erfindungsgemäß ausgebildete Steuereinrichtung 100 eines Steuergerätes angesteuert wird. Konkret erfolgt die Ansteuerung ausgehend von der Steuereinrichtung 100 zunächst über einen Datenbus 400, welcher die Steuereinrichtung 100 mit einer Peripherieeinrichtung, in der Regel ein Sensor 200 oder ein Aktor 200', verbindet. Die Peripherieeinrichtung 200, 200' steuert dann im Ansprechen auf Befehle eines in 1 nicht gezeigten Softwarepaketes des Steuergerätes die Vorrichtung 300 direkt an oder empfängt Sensorsignale von ihr. Bei der Vorrichtung 300 kann es sich zum Beispiel um den Motor, das Getriebe, einen Sitz, ein Schließsystem oder eine Kommunikationseinrichtung, wie eine HiFi-Anlage, einen Personal Computer oder ein Navigationssystem etc. eines Fahrzeugs handeln.In 1 is to recognize how a device 300 via a control device designed according to the invention 100 a control unit is controlled. Specifically, the control takes place starting from the control device 100 initially via a data bus 400 which the control device 100 with a peripheral device, usually a sensor 200 or an actor 200 ' , connects. The peripheral device 200 . 200 ' then controls in response to commands in 1 not shown software package of the controller, the device 300 directly on or receiving sensor signals from it. In the device 300 it may be, for example, the engine, the transmission, a seat, a locking system or a communication device, such as a hi-fi system, a personal computer or a navigation system, etc. of a vehicle.

In 2 ist der Aufbau der Hardware des erfindungsgemäßen Steuergerätes, insbesondere von dessen Steuereinrichtung 100 veranschaulicht. Die Steuereinrichtung 100 ist vorzugsweise als Mikrocontroller ausgebildet und umfasst deshalb in der Regel auch die typischen Einrichtungen eines Mikrocontrollers, insbesondere einen Mikroprozessor 110, eine Eingangs-/Ausgangseinrichtung 140 und eine Speichereinrichtung 150. Die Eingangs-/Ausgangseinrichtung 140 ist vorzugsweise als Busschnittstelle, insbesondere zum Anschluss der Peripherieelemente 200, 200' über einen standardisierten LIN-Bus oder SAE J180-Bus ausgebildet.In 2 is the structure of the hardware of the control device according to the invention, in particular of its control device 100 illustrated. The control device 100 is preferably designed as a microcontroller and therefore generally includes the typical features of a microcontroller, in particular a microprocessor 110 , an input / output device 140 and a storage device 150 , The input / output device 140 is preferably as a bus interface, in particular for connecting the peripheral elements 200 . 200 ' via a standardized LIN bus or SAE J180 bus.

Neben den typischen Einrichtungen eines Mikrocontrollers umfasst die Steuereinrichtung 100 auch weitere Einrichtungen, wie beispielsweise eine Sicherheitseinrichtung 120 und eine Energiespareinrichtung 130. Die Sicherheitseinrichtung 120 dient zum Schutz des Controllers gegen unberechtigten Zugriff und unerwünschte Manipulation. Die Energiespareinrichtung 130 dient dazu, die elektrische Leistungsaufnahme der Steuereinrichtung 100 bedarfsorientiert zu steuern. Aus Sicherheitsgründen ist es vorteilhaft, wenn zumindest einzelne der Einrichtungen des Domain-Controllers redundant ausgebildet sind.In addition to the typical features of a microcontroller, the controller includes 100 also other facilities, such as a safety device 120 and an energy saving device 130 , The safety device 120 serves to protect the controller against unauthorized access and unwanted manipulation. The energy saving device 130 serves to the electrical power consumption of the control device 100 to steer on demand. For security reasons, it is advantageous if at least some of the devices of the domain controller are designed to be redundant are.

Erfindungsgemäß ist die in 2 gezeigte Steuereinrichtung zumindest teilweise domänenspezifisch, das heißt als Domain-Controller ausgebildet. Dies bedeutet, dass sie ganz gezielt im Hinblick auf eine spezielle Klasse beziehungsweise Gruppe von identischen oder zumindest ähnlichen Anforderungen an das Steuergerät optimiert ist. Diese zumindest ähnlichen Anforderungen an das Steuergerät werden von den anzusteuernden Vorrichtungen 300 definiert. Dementsprechend wird das Steuergerät vorzugsweise nur zur Ansteuerung solcher Vorrichtungen eingesetzt, welche in ihren Anforderungen an das Steuergerät zumindest annähernd übereinstimmen.According to the invention is in 2 shown control device at least partially domain-specific, that is designed as a domain controller. This means that it is specifically optimized with regard to a specific class or group of identical or at least similar requirements for the control unit. These at least similar requirements for the controller are of the devices to be controlled 300 Are defined. Accordingly, the control device is preferably used only for controlling such devices, which at least approximately match their requirements for the control unit.

Die domänenspezifische Ausbildung des Domain-Controllers bedeutet insbesondere, dass dieser hinsichtlich seines Echtzeitverhaltens, seiner Sicherheitsvorkehrungen oder hinsichtlich seiner Funktionalitäten wie Temperaturstabilität oder Datendurchsatz im Hinblick auf die Anforderungen der von dem Steuergerät anzusteuernden Vorrichtungen optimiert ist. Die Optimierung kann auch darin bestehen, dass, je nach Anwendungsfall, einzelne der normalerweise üblichen und oben genannten Einrichtungen 110...150 des Domain-Controllers weggelassen werden, wenn deren Funktion nicht benötigt wird.The domain-specific design of the domain controller means, in particular, that it is optimized with regard to its real-time behavior, its security precautions or its functionalities such as temperature stability or data throughput with regard to the requirements of the devices to be controlled by the control device. The optimization can also be that, depending on the application, individual of the usual and above-mentioned facilities 110 ... 150 of the domain controller are omitted if their function is not needed.

Ungeachtet seiner domänenspezifischen Ausbildung ist es vorteilhaft, wenn der Domain-Controller 100 hinsichtlich seiner Verarbeitungsleistung und/oder der Speichergröße seiner Speichereinrichtung 150 skalierbar ist. Auch diese mögliche Ausbildung leistet einen wesentlichen Beitrag für eine weitere Standardisierung des Domain-Controllers. Sie gewährleistet, dass ein- und dieselbe Domain-Controller-Architektur, welche hinsichtlich der oben genannten Anforderungen für einen speziellen Anwendungsfall optimiert ist, nicht verändert zu werden braucht, nur weil einzelne Anwendungsfälle mit denselben domänenspezifischen Anforderungen an das Steuergerät eine größere oder kleinere Verarbeitungsleistung und/oder Speichergröße benötigen.Regardless of its domain-specific training, it is beneficial if the domain controller 100 in terms of its processing power and / or the memory size of its memory device 150 is scalable. This potential training also makes a significant contribution to further standardization of the domain controller. It ensures that one and the same domain controller architecture, which is optimized for the specific requirements of the above requirements, does not need to be changed simply because individual use cases with the same domain-specific requirements for the controller provide greater or lesser processing power and performance / or memory size need.

Die physikalischen Größen, hinsichtlich derer das Steuergerät skalierbar ist, sind von den domänenspezifischen Anforderungen an das Steuergerät zu unterscheiden. Während die skalierbaren Größen Anforderungen an das Steuergerät als Ganzes repräsentieren, wobei insbesondere davon ausgegangen wird, dass das Steuergerät als Ganzes eine Vielzahl von Vorrichtungen ansteuert, repräsentieren die domänenspezifischen Anforderungen immer nur die Anforderungen an das Steuergerät aus Sicht einzelner anzusteuernder Vorrichtungen. Wenn von einem Steuergerät also mehrere Vorrichtungen quasi gleichzeitig angesteuert werden, kann dessen erforderliche Verarbeitungsleistung oder Speicherkapazität um ein Mehrfaches höher liegen als eine entsprechende domänenspezifische Anforderung einzelner Vorrichtung dies verlangen würde.The physical quantities, in terms derer the control unit is scalable, are of the domain-specific Requirements for the control unit to distinguish. While the scalable sizes requirements to the control unit as a whole, in particular, it is assumed that the control unit as a whole driving a variety of devices represent the domain specific ones Requirements always only the requirements for the control unit from view individual devices to be controlled. If so from a control unit several Devices can be controlled virtually simultaneously, the required processing power or storage capacity by one Several times higher lie as a corresponding domain-specific requirement single device would require this.

So ist es kein Widerspruch, wenn ein und derselbe Domain-Controller zum einen ein bestimmtes Echtzeitverhalten ermöglicht, was als domänenspezifische Anforderung von einzelnen Vorrichtungen an ihn gestellt wird, und zum anderen hinsichtlich seiner Verarbeitungsleistung skalierbar ist. Das Echtzeitverhalten beschreibt zum Beispiel die Leistung des Domain-Controllers, welche zur Verarbeitung von Daten eines Zylinders (Vorrichtung) einer Brennkraftmaschine in Echtzeit erforderlich ist. Davon unabhängig kann die erforderliche Gesamt-Verarbeitungsleistung des Domain-Controllers wesentlich höher anzusetzen sein. Dies gilt insbesondere dann, wenn nicht nur die Daten von einem Zylinder, sondern die Daten von mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine in Echtzeit verarbeitet werden sollen. Die von dem Domain-Controller verlangte Verarbeitungsleistung liegt dann um ein Mehrfaches höher, als in Bezug auf das Echtzeitverhalten jedes einzelnen Zylinders gefordert wird.So It is not a contradiction if one and the same domain controller on the one hand allows a specific real-time behavior, which is considered domain-specific Requirement of individual devices is put to him, and on the other hand scalable in terms of its processing power is. The real-time behavior describes, for example, the performance of the Domain controller, which is used to process data of a cylinder (Device) of an internal combustion engine in real time required is. Independent of this can the required overall processing power of the domain controller significantly higher to be attached. This is especially true if not only the Data from one cylinder but the data from multiple cylinders the internal combustion engine to be processed in real time. The is the processing power required by the domain controller then several times higher than in terms of real-time behavior of each individual cylinder becomes.

Grundsätzlich umfasst ein Steuergerät lediglich einen Domain-Controller. Es ist jedoch auch denkbar, dass ein Steuergerät mehrere Domain-Controller aufweist, welche jeweils unterschiedliche, ein und derselben Domain zugeordnete Anforderungen realisieren und zum Zwecke einer umfassenden Bereitstellung von Funktionen durch das Steuergerät untereinander, vorzugsweise über einen standarisierten Bus, wie z.B. den CAN-Bus, miteinander vernetzt sind.Basically includes a control unit just a domain controller. However, it is also conceivable that a control device has multiple domain controllers has, which in each case different, one and the same domain implement associated requirements and for the purpose of a comprehensive Provision of functions by the control device with one another, preferably over a standardized bus, e.g. the CAN bus, are networked together.

Mehrere Steuergeräte beziehungsweise deren jeweilige Domain-Controller können auch dann, wenn sie jeweils unterschiedlichen Domains zugeordnet sind, miteinander vernetzt sein. Die Vernetzung der Domain-Controller untereinander erfolgt dann vorzugsweise über Gateways, wobei letztere neben einer Multiplexerfunktion zusätzlich noch eine eventuell erforderliche Protokollumsetzung zwischen verschiedenen Domain-Controllern ermöglichen können.Several ECUs or their respective domain controllers can also, if they respectively different domains are associated with each other be. The networking of the domain controller with each other then takes place preferably over Gateways, the latter in addition to a multiplexer function additionally a possibly required protocol conversion between different Enable domain controllers can.

3 zeigt die erfindungsgemäße Struktur des Softwarepaketes 500 für das Steuergerät. Kernstück des Softwarepaketes ist eine domänenspezifisch ausgebildete normierte Ablaufsteuerung 510. Sie ist im Wesentlichen wie eine von Neumann'sche Zustandsmaschine ausgebildet. Sie erfasst physikalische Eingangsgrößen, welche ihr über direkt an das Steuergerät angeschlossene Sensoreinheiten 230 oder über eine Busanbindung 400, zum Beispiel in Form einer CAN-Bus- oder einer LIN-Bus- oder einer SAE J1850 Bus-Anbindung zugeführt werden. Sie empfängt diese Eingangsgrößen in Form des Eingangsmusters und vergleicht dieses Eingangsmuster mit einem vorgegebenen Bedingungsmuster, welches einem Zustand, in dem sich die Ablaufsteuerung 510 aktuell befindet, zugeordnet ist. Dieses Bedingungsmuster der Ablaufsteuerung 510 wird individuell für die jeweils an das Steuergerät angeschlossene Konfiguration der Vorrichtungen 300 von einer Parameterdatenbank 520 zur Verfügung gestellt. Aufgrund des Ergebnisses dieses Vergleiches entscheidet die Ablaufsteuerung 510 dann, ob sie in ihrem aktuellen Zustand verbleiben oder in einen neuen Zustand wechseln soll. 3 shows the structure of the software package according to the invention 500 for the control unit. The core of the software package is a domain-specific standardized process control 510 , It is essentially like a Neumann state machine. It captures physical input variables which are sent to it via sensor units connected directly to the control unit 230 or via a bus connection 400 , be supplied for example in the form of a CAN bus or a LIN bus or SAE J1850 bus connection. It receives these input quantities in the form of the input pattern and compares this input pattern with a predetermined condition pattern, which is a state in which the flow control 510 is currently assigned. This condition pattern of the flow control 510 is customized for each connected to the controller configuration of the devices 300 from a parameter database 520 made available. Based on the result of this comparison decides the flow control 510 then whether it should remain in its current state or change to a new state.

In Abhängigkeit davon löst die Ablaufsteuerung 510 bestimmte Ereignisse aus. Ein Ereignis, welches ausgelöst werden kann, ist zum Beispiel die Aktivierung eines ausgewählten geeigneten Plug-In-Moduls 540-1...3. Ein solches Plug-In-Modul bietet die Möglichkeit einer Funktionserweiterung für die Ablaufsteuerung während diese in einem bestimmten Zustand ist. Diese Funktionserweiterung kann zum Beispiel in einer Aufbereitung oder Filterung von Daten oder in der Bereitstellung eines Regelalgorithmus für die Ablaufsteuerung bestehen. Insbesondere die Plug-In-Module 540-4...-6 im Ausgangspfad der Ablaufsteuerung 510 können auch eine streaming machine und/oder einen Pre- oder Postprozessor in Software oder Hardware oder einer Kombination aus Sofware und Hardware bereitstellen. Entsprechendes ist auch für den Eingangspfad möglich (hier nicht bildlich dargestellt).Depending on this, the process control triggers 510 certain events. For example, an event that can be triggered is the activation of a selected appropriate plug-in module 540-1 ... 3 , Such a plug-in module offers the possibility of a functional extension for the sequential control while it is in a certain state. This feature enhancement may include, for example, conditioning or filtering data or providing a flow control algorithm. Especially the plug-in modules 540-4 ... -6 in the output path of the process control 510 may also provide a streaming machine and / or a pre or post processor in software or hardware or a combination of software and hardware. The same is also possible for the input path (not pictured here).

Die Plug-In-Module 540-1...-6 werden im Bedarfsfalle über eine standardisierte Schnittstelle von der Ablaufsteuerung 510 aktiviert und mit Daten versorgt oder deaktiviert. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Plug-In-Module 540-1...-3 direkt, das heißt unter Umgehung der Ablaufsteuerung 510, von geeigneten Eingangsgrößen, bereitgestellt von der Sensoreinheit 200 über den Bus 400 oder von einem Sensor direkt über den Sensoreingang 240, aktiviert werden. Danach ist entweder eine Interaktion mit der Ablaufsteuerung 510 oder auch eine direkte Ausgabe von Daten an die Aktoreinheit 200' über den Bus 400 möglich oder direkt an einen Aktor über den Treiberausgang 240'. Die Plug-In-Module 540-1...-6 können sowohl software- wie auch hardwaremäßig ausgebildet sein.The plug-in modules 540-1 ... -6 If required, they can be processed via a standardized interface from the process control 510 activated and supplied with data or deactivated. However, there is also the possibility that the plug-in modules 540-1 ...- 3 directly, that is bypassing the flow control 510 , of suitable input quantities provided by the sensor unit 200 over the bus 400 or from a sensor directly via the sensor input 240 , to be activated. After that is either an interaction with the flow control 510 or also a direct output of data to the actuator unit 200 ' over the bus 400 possible or directly to an actuator via the driver output 240 ' , The plug-in modules 540-1 ... -6 can be designed both software and hardware.

Die soeben in abstrakter Form beschriebene Arbeitsweise der Ablaufsteuerung 510 wird nachfolgend anhand eines Beispiels veranschaulicht. Dazu sei angenommen, dass das Steuergerät zur Ansteuerung einer Sitzklimatisierung als Vorrichtung 300 eingesetzt werden soll. Über geeignete Temperatursensoren als Sensoreinheit 230 des busfähigen Peripherieelementes 200 wird eine aktuelle Temperatur des Sitzes zunächst erfasst (siehe 1). Die erfasste Temperatur wird dann von einer Signalaufbereitungseinrichtung 220 innerhalb des Peripherieelementes 200 auf das Datenformat eines an das Peripherieelement angeschlossenen Datenbusses 400, zum Beispiel den LIN-Bus oder SAE-J1850 Bus, umgesetzt und von einer Busschnittstelle 210 über den LIN-Bus oder SAE J1850-Bus an den Domain-Controller 100 und die Ablaufsteuerung 510 übermittelt. Es wird weiterhin angenommen, dass sich die Ablaufsteuerung 510 zu diesem Zeitpunkt in einem Zustand "Sitztemperatur-Überwachung" befindet. Die Ablaufsteuerung 510 vergleicht dann die Ist-Temperatur des Sitzes als Eingangsgröße beziehungsweise als Eingangsmuster mit einem vorgegebenen Bedingungsmuster, welches zum Beispiel vorgibt, dass der aktuelle Zustand der Ablaufsteuerung 510" Sitztemperatur-Überwachung" nur so lange beizubehalten ist, wie die Sitztemperatur in einem Bereich von 18 – 22 ° liegt. Liegt die Ist-Temperatur des Sitzes zum Beispiel bei 25 ° C, also außerhalb des durch das Bedingungsmuster vorgegebenen Bereiches, so wechselt die Ablaufsteuerung in einen neuen Zustand "Sitzkühlen". Die Ablaufsteuerung 510 aktiviert dann im Ansprechen auf das Ergebnis dieses Vergleiches über den Bus 400 eine Kühleinrichtung als Peripherieelement 200' zum Kühlen des Sitzes von 25° C herunter in den von dem Bedingungsmuster vorgegebenen Bereich. Die Kühleinrichtung als Peripherieelement 200' umfasst eine Busschnittstelle 210' zum Empfangen der Daten von dem Bus 400, eine Treibereinrichtung 220' und eine hier als Kühleinheit ausgebildete Aktoreinheit 230'. Parallel zu der Aktivierung der Kühleinrichtung 200' kann die Ablaufsteuerung 510 zum Beispiel ein ihr zugeordnetes Plug-In-Modul 540-1 aktivieren, welches einen Regelalgorithmus bereitstellt, der vorgibt, mit welchem zeitlichen Verlauf die Temperatur des Sitzes 300 mit Hilfe der Kühleinrichtung 200' heruntergefahren werden soll.The mode of operation of the sequence control just described in abstract form 510 is illustrated below by way of example. For this purpose, it is assumed that the control device for controlling a seat air conditioning as a device 300 should be used. Via suitable temperature sensors as sensor unit 230 the bus-capable peripheral element 200 a current temperature of the seat is first detected (see 1 ). The detected temperature is then from a signal conditioning device 220 within the peripheral element 200 to the data format of a data bus connected to the peripheral element 400 , for example the LIN bus or SAE-J1850 bus, implemented and from a bus interface 210 via the LIN bus or SAE J1850 bus to the domain controller 100 and the flow control 510 transmitted. It is further assumed that the flow control 510 at this time in a state "seat temperature monitoring" is located. The flow control 510 then compares the actual temperature of the seat as an input variable or as an input pattern with a predetermined condition pattern, which, for example, pretends that the current state of the flow control 510 ' Seat temperature monitoring "is only to be maintained as long as the seat temperature is within a range of 18-22 ° C. If the actual temperature of the seat is, for example, 25 ° C., ie outside the range specified by the condition pattern, the sequence changes in a new state "seat cooling." The flow control 510 then activates in response to the result of this comparison over the bus 400 a cooling device as a peripheral element 200 ' to cool the seat down from 25 ° C in the range dictated by the condition pattern. The cooling device as a peripheral element 200 ' includes a bus interface 210 ' for receiving the data from the bus 400 , a driver device 220 ' and an actuator unit designed here as a cooling unit 230 ' , Parallel to the activation of the cooling device 200 ' can the flow control 510 for example, a plug-in module assigned to it 540-1 Activate, which provides a control algorithm that dictates the timing of the temperature of the seat 300 with the help of the cooling device 200 ' shut down.

Neben einer Parameterdatenbank 520, welche grundsätzlich die Bedingungsmuster für alle Zustände bereitstellt, kann der nicht-domänenspezifische Teil des Softwarepaketes 500 auch eine Grenzwertedatenbank 595 vorsehen, welche spezielle Bedingungsmuster für die Ablaufsteuerung 510 bereitstellt. Diese speziellen Bedingungsmuster geben vor, was zu tun ist, wenn die der Ablaufsteuerung 510 zugeführten Eingangsgrößen bestimmte Grenzwerte unter- oder überschreiten. Sie kann zum Beispiel auch einen Fail-safe-Zustand für die Ablaufsteuerung 510 vorgeben, welcher dann einzunehmen ist, wenn der Ablaufsteuerung aufgrund der ihr zugeführten Eingangsdaten bekannt wird, dass von der Vorrichtung 300 möglicherweise eine Gefahr ausgeht. In diesem Fail-safe-Zustand veranlasst die Ablaufsteuerung 510 durch Ausgabe geeigneter Ausgangsgrößen vorzugsweise ein Abschalten der Vorrichtung 300, von welcher die Gefahr auszugehen droht.In addition to a parameter database 520 , which basically provides the condition patterns for all states, may be the non-domain specific part of the software package 500 also a limit database 595 Provide which special condition patterns for the flow control 510 provides. These special condition patterns dictate what to do when the flow control 510 supplied input variables below or exceed certain limits. It can also, for example, a fail-safe state for the flow control 510 predetermine, which is to be assumed when the flow control is known because of the input data supplied to it, that of the device 300 may pose a danger. In this fail-safe state causes the flow control 510 by outputting suitable output variables, preferably switching off the device 300 from which the danger threatens to run out.

Vorteilhafterweise arbeitet die Ablaufsteuerung 510 in einer normalisierten Umgebung; dies ist eine wichtige Voraussetzung für eine weitreichende Standardisierung der Ablaufsteuerung. Zu diesem Zweck ist der Ablaufsteuerung 510 auf ihrer Eingangsseite ein softwaremäßiger, ebenfalls domänenspezifischer oder domänenübegreifender Linearisierung-/Normalisierungsanteil 550 vorgeschaltet, zum Linearisieren und/oder Normalisieren von direkt oder über einen Bus 400 zugeführten Eingangsgrößen. Spiegelbildlich dazu ist auf der Ausgangsseite der Ablaufsteuerung 510 ein domänenspezifisch oder domänenübegreifend ausgebildeter Denormalisierungsanteil 560 vorgesehen zum Anpassen der Ausgangsgrößen der Ablaufsteuerung 510 an diejenigen physikalischen Einheiten, die von dem jeweils angesteuerten Peripherieelement 200, 200' verwendet werden. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Ablaufsteuerung 510 abstrakt, das heißt unabhängig von speziellen von den verwendeten/angeschlossenen Peripherieelementen und insbesondere unabhängig von den von den Peripherieelementen verwendeten physikalischen Einheiten ausgebildet wird, wodurch sie für eine Standardisierung besonders geeignet wird.Advantageously, the sequence control works 510 in a normalized environment; This is an important prerequisite for a far-reaching standardization of process control. To this Purpose is the flow control 510 on its input side, a software-based, also domain-specific or domain-crossing linearization / normalization component 550 upstream, for linearizing and / or normalizing directly or via a bus 400 supplied input variables. Mirror image is on the output side of the flow control 510 a domain-specific or domain-encompassing denormalization component 560 provided for adjusting the output variables of the sequence control 510 to those physical units, that of the respectively driven peripheral element 200 . 200 ' be used. In this way it is possible that the flow control 510 This means that it is designed to be abstract, ie independent of specific peripheral elements used / connected, and in particular independently of the physical units used by the peripheral elements, making it particularly suitable for standardization.

Sowohl der Linearisierungs-/Normalisierungsanteil 550 wie auch der Denormalisierungsanteil 560 stellen lediglich geeignete Umrechnungsalgorithmen bereit, weshalb sie standardisiert und zumindest teilweise domänenübergreifend ausgebildet werden können. Sie müssen jedoch individuell an die jeweils angeschlossenen Peripherieelemente angepasst werden. Zu diesem Zweck werden die genannten Softwareanteile 550 und 560 aus jeweils zugeordneten, vorzugsweise flashbaren, Kalibrationsdatenbanken 555, 565 mit jeweils für die angeschlossenen Peripherieelemente geeigneten Daten, insbesondere zur Kennlinienadaption gespeist.Both the linearization / normalization component 550 as well as the denormalization portion 560 provide only suitable conversion algorithms, which is why they can be standardized and at least partially formed across domains. However, they must be individually adapted to the respectively connected peripheral elements. For this purpose, the software parts mentioned 550 and 560 from respectively associated, preferably flashable, calibration databases 555 . 565 each with suitable for the connected peripheral elements data, in particular fed to the characteristic adaptation.

Weiterhin kann das Softwarepaket 500 einen Diagnose- und Fehlererkennungsanteil 590 umfassen, welcher ein Erkennen und Beheben von Fehlern in der Funktionsweise des domänenspezifischen Anteils des Softwarepaketes ermöglicht.Furthermore, the software package 500 a diagnostic and error detection portion 590 which enables detection and correction of errors in the operation of the domain-specific portion of the software package.

Dieser Diagnose- und Fehlererkennungsanteil 590 wird vorteilhafterweise von einer Konfigurationsdatenbank 600 mit geeigneten Daten oder Algorithmen versorgt und hinsichtlich seiner aktuellen Software-Version überwacht.This diagnostic and error detection portion 590 is advantageously from a configuration database 600 supplied with suitable data or algorithms and monitored for its current software version.

Die Implementierung des bisher beschriebenen Steuergerätes für eine Anwendung in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, erfolgt vorzugsweise im Rahmen des Produktionsprozesses des Kraftfahrzeugs. Ein derartiger Implementierungsvorgang ist in 4 schematisch dargestellt. Nach einem Startschritt S0 umfasst dieser Implementierungsvorgang zunächst einen Schritt S1, bei dem alle Vorrichtungen eines spezifischen Fahrzeugs ermittelt werden, welche über ein Steuergerät oder ein Netzwerk der oben beschriebenen Art angesteuert werden sollen.The implementation of the previously described control unit for an application in a vehicle, in particular in a motor vehicle, is preferably carried out in the context of the production process of the motor vehicle. Such an implementation process is in 4 shown schematically. After a starting step S0, this implementation process initially comprises a step S1, in which all devices of a specific vehicle are determined, which are to be controlled via a control device or a network of the type described above.

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt S2 werden die zuvor ermittelten Vorrichtungen des Fahrzeugs im Hinblick auf ihre jeweiligen Anforderungen an ein Steuergerät untersucht oder abgefragt und einer Domäne zugeordnet. Die Steuergeräte umfassen jeweils einen Domain-Controller 100 und ein Softwarepaket mit den domänenspezifischen Softwareanteilen 510, 550 und 560.In a subsequent method step S2, the previously determined devices of the vehicle are examined or queried with regard to their respective requirements for a control device and assigned to a domain. The controllers each include a domain controller 100 and a software package with the domain specific software portions 510 . 550 and 560 ,

Neben diesen domänenspezifischen Anteilen umfassen die Softwarepakete 500 für die Steuergeräte auch – wie oben bereits erwähnt – nicht-domänenspezifische Anteile, insbesondere die Parameter und/oder Grenzwertedatenbank 520, 595 oder Plug-Ins etc. Deren Inhalte müssen in Form von Daten je nach Art der durch das Steuergerät zu realisierenden Funktionen beziehungsweise der angeschlossenen Peripherieelemente und Vorrichtungen individuell zusammengestellt werden (Verfahrensschritt 3).In addition to these domain-specific shares, the software packages include 500 for the control devices also - as already mentioned above - non-domain-specific shares, in particular the parameters and / or limit database 520 . 595 or plug-ins etc. Their contents must be individually compiled in the form of data, depending on the type of functions to be implemented by the control unit or the connected peripheral elements and devices (method step 3 ).

Das Zusammenstellen des Softwarepaketes für ein individuelles Steuergerät umfasst im Einzelnen das Laden von nichtfahrzeugspezifischer Software in Form eines Betriebssystems und der Ablaufsteuerung, das Laden von fahrzeugspezifischen Funktions- und Diagnoseparameterdaten, von Adressdaten, Kalibrationsdaten und Grenzwertdaten für die jeweils konkret verwendeten Peripherieelemente, das Laden von Bedingungsmustern und Plug-In-Funktionalitäten sowie das Laden von spezifischen Treibern für das Steuergerät. Das Laden der Kalibrationsdaten für die Linearisierungs-/Normalisierungs- und Denormalisierungsanteile 550, 560 erfolgt aus den diesen Anteilen zugeordneten Kalibrationsdatenbanken 555, 565 und das Laden der übrigen Daten erfolgt aus der Konfigurationsdatenbank 600.Specifically, assembling the software package for an individual controller includes loading non-vehicle specific software in the form of an operating system and scheduling, loading vehicle specific function and diagnostic parameter data, address data, calibration data, and threshold data for the particular peripherals being used, loading condition patterns and plug-in functionality as well as the loading of specific drivers for the controller. Loading the calibration data for the linearization / normalization and denormalization components 550 . 560 takes place from the calibration databases assigned to these shares 555 . 565 and the rest of the data is loaded from the configuration database 600 ,

Vorteilhafterweise senden die über einen Bus angeschlossenen Sensoren und Aktoren eine Typkennung, wenn der Domain Controller diese anfordert. Damit wird der Vorgang der Paarung von Sensor/Aktor zu einem jeweilig passenden Kalibrationsdatensatz automatisiert. Konfigurationsfehler werden so in der Produktion oder bei einem eventuell auftretenden Servicefall unterbunden.advantageously, send the over a bus connected sensors and actuators a type identifier, if the domain controller requests them. This will be the process the pairing of sensor / actuator with a respective matching calibration data set automated. Configuration errors are thus in production or prevented in the event of a service event that may occur.

Grundsätzlich kann dann bereits das zusammengestellte Softwarepaket auf den jeweiligen Domain-Controller des Steuergerätes oder des Netzwerkes eingespielt werden (Verfahrensschritt S4). Damit wäre das Verfahren zur Implementierung eines individuellen Steuergerätes gemäß Verfahrensschritt S5 beendet.Basically then already the compiled software package on the respective Domain controller of the control unit or the network are recorded (step S4). In order to would be that Method for implementing an individual control device according to method step S5 completed.

Die Konfigurationsdatenbank 600 kann weiterhin ausgebildet sein zum Verwalten der Versionen von verschiedenen verwendeten Datenbanken und Softwareanteilen in dem Softwarepaket des Steuergerätes. Dies bedeutet insbesondere, dass sie einzelne Softwareanteile nur dann zum Einspielen auf ein Steuergerät freigibt, wenn keine Inkompatibilitäten zwischen den unterschiedlichen Versionen bestehen.The configuration database 600 may further be configured to manage the versions of various databases and software portions used in the control software package device. This means, in particular, that it only releases individual software components for import onto a control unit if there are no incompatibilities between the different versions.

Darüber hinaus kann die Konfigurationsdatenbank 600 ausgebildet sein, Daten und/oder Algorithmen für Authentifikationsverfahren, für Lizenzvergabeverfahren und/oder für Abrechnungsverfahren im Zusammenhang mit einer Nutzung von insbesondere dem domänenspezifischen Anteil des Softwarepaktes bereitzustellen. Eine derartige Ausbildung der Konfigurationsdatenbank 600 würde eine wesentliche Erleichterung und Vereinfachung in der Abwicklung der Nutzung von Softwarelizenzen für insbesondere den domänenspezifischen Anteil des Softwarepaketes bedeuten. In diesem Zusammenhang wäre es von Vorteil, wenn nach einem vorangegangenen Authentifizierungsschritt bei einem automatischen Einspielen des Softwarepaketes auf ein Steuergerät gleichzeitig auch ein Abrechnungsprozess für das verwendete Softwarepaket, für den im Rahmen des Authentifizierungsschrittes authentifizierten Nutzer des Softwarepaketes ausgelöst wird, insbesondere wenn das Softwarepaket in Lizenz verwendet wird.In addition, the configuration database 600 be designed to provide data and / or algorithms for authentication procedures, for licensing procedures and / or billing methods in connection with a use of particular the domain-specific portion of the software package. Such a configuration of the configuration database 600 would significantly ease and simplify the processing of the use of software licenses for, in particular, the domain-specific portion of the software package. In this context, it would be advantageous if after a previous authentication step in an automatic import of the software package to a controller at the same time a billing process for the software package used for the authenticated in the context of the authentication step user of the software package is triggered, especially if the software package under license is used.

Claims (25)

Steuergerät für eine Mehrzahl von Vorrichtungen (300), insbesondere eines Kfz, umfassend: ein Softwarepaket (500) mit einem für eine Domäne spezifischen Anteil (510, 550, 560); und mindestens eine Steuereinrichtung (100), insbesondere einen Mikrocontroller, zum Interagieren mit mindestens einer der Vorrichtungen (300) über ein Peripherieelement, insbesondere einen Sensor (200) oder Aktor (200'), im Ansprechen auf Befehle des Softwarepaktes; dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen (300) zumindest ähnliche Anforderungen an das Steuergerät haben; die Klasse dieser zumindest ähnlichen Anforderungen die Domäne repräsentiert; und die Steuereinrichtung (100) zumindest teilweise für die Domäne spezifisch als Domain-Controller ausgebildet ist.Control device for a plurality of devices ( 300 ), in particular a motor vehicle, comprising: a software package ( 500 ) with a domain-specific proportion ( 510 . 550 . 560 ); and at least one control device ( 100 ), in particular a microcontroller, for interacting with at least one of the devices ( 300 ) via a peripheral element, in particular a sensor ( 200 ) or actuator ( 200 ' ), in response to commands of the software pact; characterized in that the devices ( 300 ) have at least similar requirements for the control unit; the class of at least similar requirements represents the domain; and the control device ( 100 ) is at least partially designed for the domain specifically as a domain controller. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Anforderungen an das Steuergerät beispielsweise um dessen Echtzeitverhalten, dessen Sicherheit oder dessen Funktionalitäten, wie Temperaturstabilität oder Datendurchsatz, handelt.control unit according to claim 1, characterized in that it is in the requirements of the control unit for example, its real-time behavior, its security or its functionalities, like temperature stability or data throughput. Steuergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Domain-Controller ein domain-spezifisch ausgebildeter Mikrocontroller ist.control unit according to one of the preceding claims, characterized that the domain controller is a domain-specific trained microcontroller is. Steuergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Domain-Controller eine vorzugsweise domänenspezifisch ausgebildete Sicherheitseinrichtung (120) aufweist zum Schutz des Controllers gegen unberechtigten Zugriff.Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the domain controller has a preferably domain-specific safety device ( 120 ) has to protect the controller against unauthorized access. Steuergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Domain-Controller eine vorzugsweise domänenspezifisch ausgebildete Energiespareinrichtung (130) zum bedarfsabhängigen Beeinflussen der Leistungsaufnahme des Domain-Controllers aufweist.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the domain controller has a preferably domain-specific energy saving device ( 130 ) for influencing the power consumption of the domain controller as needed. Steuergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Domain-Controller eine Eingangs-/Ausgangseinrichtung (140), insbesondere Busschnittstelle, aufweist.Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the domain controller has an input / output device ( 140 ), in particular bus interface. Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Peripherieelement (200) busfähig ausgebildet ist und über einen Datenbus (400) an die Busschnittstelle (140) des Domain-Controllers angeschlossen ist.Control device according to claim 6, characterized in that the peripheral element ( 200 ) is designed bus-compatible and via a data bus ( 400 ) to the bus interface ( 140 ) of the domain controller is connected. Steuergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein busfähiger Sensor als busfähiges Peripherieelement (200) neben einer Sensoreinheit (230) auch eine Busschnittstelle (210) und eine Signalaufbereitungseinrichtung (220) aufweist.Control device according to claim 7, characterized in that a bus-capable sensor as a bus-capable peripheral element ( 200 ) next to a sensor unit ( 230 ) also a bus interface ( 210 ) and a signal conditioning device ( 220 ) having. Steuergerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein busfähiger Aktor als busfähiges Peripherieelement (200') neben einer Aktoreinheit (230') auch eine Busschnittstelle (210') und eine Treibereinrichtung (220') aufweist.Control device according to claim 7 or 8, characterized in that a bus-capable actuator as a bus-capable peripheral element ( 200 ' ) next to an actuator unit ( 230 ' ) also a bus interface ( 210 ' ) and a driver device ( 220 ' ) having. Steuergerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der busfähige Sensor (200) und/oder der busfähige Aktor (200') zumindest teilweise als Companion-Einheit, vorzugsweise als Companion-Chip, ausgebildet ist.Control device according to claim 8 or 9, characterized in that the bus-capable sensor ( 200 ) and / or the bus-capable actuator ( 200 ' ) is at least partially designed as a companion unit, preferably as a companion chip. Steuergerät nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Companion-Einheit sich aus ein oder mehreren Intelectual-Property IP-Einheiten zusammensetzt.control unit according to one of the claims 6 to 10, characterized in that the companion unit itself composed of one or more Intelectual Property IP units. Steuergerät nach einem der Ansprüche 3 – 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Einrichtungen (110...150) des Domain-Controllers als Intellectual Property IP-Einheiten ausgebildet ist.Control device according to one of Claims 3 - 11, characterized in that at least one of the devices ( 110 ... 150 ) of the domain controller is designed as Intellectual Property IP units. Steuergerät nach einem der Ansprüche 3 – 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Domain-Controller (100) – bei unveränderter zumindest teilweiser domain-spezifischer Ausbildung seiner Einrichtungen – hinsichtlich seiner Verarbeitungsleistung und/oder der Speichergröße seiner Speichereinrichtung (150) skalierbar ist.Control device according to one of Claims 3 to 12, characterized in that the domain controller ( 100 ) - with unchanged at least partial domain-specific training its facilities - in terms of its processing power and / or the memory size of its memory device tion ( 150 ) is scalable. Steuergerät nach einem der vorangegangen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Domain-Controllern, welche untereinander, vorzugsweise über einen lokalen Bus, z.B. den CAN-Bus, miteinander vernetzt sind und jeweils unterschiedliche Aufgaben bei der Ansteuerung der Vorrichtungen übernehmen.control unit according to one of the preceding claims, characterized by a Majority of domain controllers, which are interconnected, preferably via a local bus, e.g. the CAN bus, are interconnected and each different Take over tasks in the control of the devices. Steuergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der domänenspezifische Softwareanteil umfasst: eine normierte Ablaufsteuerung (510) zum Erfassen von Eingangsgrößen in Form von Eingangsmustern über die Sensoren (200), zum Vergleichen der Eingangsmuster mit Bedingungsmustern, welche einem aktuellen Zustand der Ablaufsteuerung zugeordnet sind, zum Entscheiden aufgrund des Vergleiches, ob, und wenn ja, in welchen neuen Zustand die Ablaufsteuerung wechselt und zum Auslösen von Ereignissen im Ansprechen auf das Ergebnis des Vergleiches.Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the domain-specific software part comprises: a standardized sequence control ( 510 ) for detecting input variables in the form of input patterns via the sensors ( 200 ), for comparing the input patterns with condition patterns associated with a current state of the scheduler, for deciding whether to compare whether and, if so, to which new state the scheduler changes and for triggering events in response to the result of the comparison. Steuergerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein nicht-domänenspezifischer Anteil des Softwarepaketes (500) aufweist: eine Parameterdatenbank (520) zum Bereitstellen der Bedingungsmuster, und/oder eine Grenzwertedatenbank (595) zum Bereitstellen von Bedingungsmustern für Grenzfälle, bei denen die von der Ablaufsteuerung zu verarbeitenden Eingangs- oder Ausgangsgrößen vorgegebene Grenzwerte über- oder unterschreiten und ggf. zum Definieren eines Überganges in einen Fail-safe Zustand für die Ablaufsteuerung (510).Control unit according to Claim 15, characterized in that a non-domain-specific portion of the software package ( 500 ): a parameter database ( 520 ) for providing the condition patterns, and / or a limit database ( 595 ) for providing condition patterns for borderline cases in which the input or output variables to be processed by the sequence controller are above or below specified limit values and, if necessary, for defining a transition to a fail-safe state for the sequence controller ( 510 ). Steuergerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-domänenspezifische Softwareanteil weiterhin umfasst: – mindestens ein Plug-In-Modul (540-1...-6), welches eine Funktionserweiterung für die Ablaufsteuerung (510) über eine standardisierte Schnittstelle bereitstellt und von der Ablaufsteuerung (510) im Ansprechen auf das Ergebnis des Vergleiches aktivierbar oder deaktivierbar ist.Control unit according to Claim 16, characterized in that the non-domain-specific software component further comprises: - at least one plug-in module ( 540-1 ... -6 ), which is a functional extension for the sequence control ( 510 ) via a standardized interface and by the flow control ( 510 ) is activatable or deactivatable in response to the result of the comparison. Steuergerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Plug-In bereitgestellte Funktionserweiterung einen allgemeinen Regelalgorithmus, einen Algorithmus zur Aufbereitung oder Filterung von Daten, die Funktion einer streaming machine und/oder die Funktion eines Pre- oder Postprozessors umfasst.control unit according to claim 17, characterized in that by the plug-in provided function extension a general control algorithm, a Algorithm for conditioning or filtering of data, the function a streaming machine and / or the function of a pre- or post-processor includes. Steuergerät nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Plug-In-Modul software- und/oder hardwaremäßig ausgebildet ist.control unit according to claim 17 or 18, characterized in that the plug-in module software and / or hardware trained is. Steuergerät nach einem der Ansprüche 15 – 19, dadurch gekennzeichnet, dass der domänenspezifische Softwareanteil weiterhin umfasst: einen Linearisierungs-/Normalisierungsanteil (550) zum Linearisieren und/oder Normalisieren von Eingangsgrößen für die Ablaufsteuerung (510) mit Hilfe geeigneter Algorithmen; und einen Denormalisierungsanteil (560) zum Anpassen der Ausgangsgrößen der Ablaufsteuerung an die von dem jeweils angesteuerten Peripherieelemente verwendeten spezifischen physikalischen Einheiten mit Hilfe von Denormalisierungsalgorithmen.Control unit according to one of Claims 15-19, characterized in that the domain-specific software component further comprises: a linearization / normalization component ( 550 ) for linearizing and / or normalizing input variables for the sequence control ( 510 ) with the help of suitable algorithms; and a denormalization component ( 560 ) for adapting the output variables of the sequence control to the specific physical units used by the respectively driven peripheral elements by means of denormalization algorithms. Steuergerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der domänenspezifische Softwareanteil weiterhin umfasst: eine Kalibrationsdatenbank (555, 565), vorzugsweise flashbar, zum Bereitstellen von jeweils erforderlichen Daten für den Linearisierungs-/Normalisierungs- und Denormalisierungsanteil (550, 560), je nach Typ/Art der im Einzelfall angeschlossenen Peripherieelemente beziehungsweise Vorrichtungen.Control unit according to Claim 20, characterized in that the domain-specific software component also comprises: a calibration database ( 555 . 565 ), preferably flashbar, for providing respectively required data for the linearization / normalization and denormalization component ( 550 . 560 ), depending on the type / type of peripheral elements or devices connected in the individual case. Steuergerät nach einem der Ansprüche 16 – 21, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-domänenspezifische Softwareanteil weiterhin umfasst: einen Diagnose- und Fehlererkennungsanteil (590) zum Erkennen und Beheben von Fehlern in der Funktionsweise des domänenspezifischen Anteils (510, 550, 560) der Software.A controller according to any one of claims 16-21, characterized in that the non-domain specific software portion further comprises: a diagnostic and error detection portion (16); 590 ) for detecting and correcting errors in the functioning of the domain-specific share ( 510 . 550 . 560 ) of the software. Steuergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der domänenspezifische und/oder nicht-domänenspezifische Teil des Softwarepakets oder des Domain-Controllers zumindest teilweise redundant ausgebildet sind.control unit according to one of the preceding claims, characterized that the domain specific and / or non-domain specific Part of the software package or the domain controller at least partially are designed redundant. Steuergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Domäne, mehrere Domain-Controller direkt über einen Bus miteinander vernetzt sind.control unit according to one of the preceding claims, characterized that within a domain, several domain controllers networked directly via a bus are. Netzwerk zum Steuern einer Vielzahl von Vorrichtungen, insbesondere eines Kfz, dadurch gekennzeichnet, dass: mindestens zwei Steuergeräte, jeweils ausgebildet gemäß einem der Ansprüche 1 – 24, vorgesehen sind zum Ansteuern der Vorrichtungen, welche zumindest teilweise unterschiedliche Anforderungen an die Steuergeräte haben; die Steuergeräte für unterschiedliche Domänen entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen der Vorrichtungen ausgebildet sind; und die Domaincontroller der Steuergeräte vorzugsweise über ein Gateway miteinander vernetzt sind.Network for controlling a variety of devices, in particular of a motor vehicle, characterized in that: at least two controllers, each formed according to a the claims 1 - 24, are provided for driving the devices, which at least partially have different requirements for the control units; the controllers for different domains according to the different requirements of the devices are trained; and the domain controller of the control units preferably via a Gateway are interconnected.
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