專利名稱：用于技術設備、尤其是機動車的通信系統(tǒng)的制作方法
用于技術設備、尤其是機動車的通信系統(tǒng)本發(fā)明涉及用于技術設備、尤其是機動車的通信系統(tǒng)以及具有通 信系統(tǒng)的機動車。許多技術設備具有分別用于對技術設備的互相不同功能進行監(jiān)控 和控制的多個功能系統(tǒng)。在此，功能系統(tǒng)在其一般的形式上具有分析 單元以及至少一個與該分析單元為了信號交換而相耦合的功能元件。 在機動車中，例如可以由人員保護系統(tǒng)來形成這樣的功能系統(tǒng)。該功能系統(tǒng)除了與分析單元相連接的傳感器裝置之外還具有用于一個或多 個保護系統(tǒng)的控制單元。通常在機動車中存在的另一功能系統(tǒng)例如涉 及同樣擁有分析單元的通信和/或娛樂設備，所述通信和/或娛樂設備例 如與接收機單元和控制通信和/或娛樂功能的功能單元相連接。此外， 還有例如涉及電動車窗玻璃升降器的操作、電動坐位調整裝置、空調或ESP (電子穩(wěn)定程序)等等的其它功能系統(tǒng)。在有些功能系統(tǒng)中，可能在傳感器技術方面與另外的功能系統(tǒng)出 現交叉，即一個功能系統(tǒng)使用了由另外的功能系統(tǒng)例如在總線上所提 供的傳感器值。這些單獨的功能系統(tǒng)以互相獨立的方式被運行，并且相互間絲毫 不具有接觸點。這一方面提供了以下的優(yōu)點在功能元件或功能系統(tǒng) 的分析單元失靈的情況下，不由此殃及另外的功能系統(tǒng)。另一方面， 遭受功能元件的功能失效的功能系統(tǒng)在其效率方面至少大大受限或甚 至于完全失效。為了避免功能系統(tǒng)的完全失效，經常以冗余的方式實施在功能系 統(tǒng)內存在的功能元件。在功能系統(tǒng)的功能能力受限制之前，由于相應 的相互邏輯連接，兩個冗余的功能元件的失效是必然的。出于成本原 因，在此通常僅僅以冗余的方式設計安全性重要的功能系統(tǒng)的元件。因此本發(fā)明的任務是說明用于技術設備、尤其是機動車的通信系 統(tǒng)，該通信系統(tǒng)以簡單的方式在單個功能元件失效時確保改善了的安 全性。通過一種具有權利要求1的所述特征的通信系統(tǒng)來解決該任務。 由從屬權利要求中得出有利的擴展方案。用于技術設備、尤其是機動車的本發(fā)明通信系統(tǒng)，具有多個功能 系統(tǒng)，所述功能系統(tǒng)分別用于監(jiān)控和控制技術設備的互相不同的功能， 并且所述功能系統(tǒng)分別具有分析單元以及至少一個與該分析單元為了 信號交換相耦合的功能元件。功能系統(tǒng)中的至少一個被構造用于，檢 測另外的功能系統(tǒng)中的至少一個的功能干擾和/或功能失效，并且在至 少一個另外的功能系統(tǒng)的功能干擾和/或功能失效的情況下，承擔至少 一個另外的功能系統(tǒng)的功能性的至少部分。在本發(fā)明的范圍內應將通信系統(tǒng)的概念理解為功能系統(tǒng)聯合，所個功育系ii。 、、 無、, 無、-,、 5本發(fā)明因此建議一種通信系統(tǒng)，在該通信系統(tǒng)中，將分配給不同 技術功能的功能系統(tǒng)互相間聯網，使得功能系統(tǒng)的功能元件的失效可 以由另外的功能系統(tǒng)來承擔。根據本發(fā)明的構思，承擔功能性的功能 系統(tǒng)在其本來的功能方面在此與失效的功能系統(tǒng)的功能絲毫不具有交 叉。這當然也包含由功能類似的功能系統(tǒng)來承擔功能性的情況。本發(fā)明通信系統(tǒng)因此沖破了在用于對技術設備的互相不同的功能 進行監(jiān)控和控制的這種功能系統(tǒng)之間的迄今所進行的嚴格分離，由此 提供通信系統(tǒng)的容許失效的體系結構。該體系結構允許各個功能系統(tǒng) 相互的聯網和協(xié)調，使得可以通過其余還有功能能力的功能系統(tǒng)中的至少一個來至少承擔安全性臨界的功能性。除此之外，該實施方式允許一種特別方式的故障診斷，因為從現在起，可以不僅僅在功能系統(tǒng)之內、而且跨越多個功能系統(tǒng)來執(zhí)行該故障診斷。這能夠實現對所使用的資源的進一步優(yōu)化，因為從現在起不再需要功能系統(tǒng)之內的顯著提高成本的冗余性。該實施方式的為此所需要的前提是，通信系統(tǒng)的各個功能系統(tǒng)的邏輯連接，使得所述功能系統(tǒng)可以承擔遭受功能干擾和/或功能失效的功能系統(tǒng)的功能性。在本發(fā)明的一種實施形式中，所述一個或多個功能系統(tǒng)分別具有 至少一個可以向分析單元提供輸出信號的傳感器單元和至少一個接收由分析單元所生成的控制信號的控制單元作為功能元件。根據該實施 形式，所述一個或多個功能系統(tǒng)將功能以傳統(tǒng)的方式劃分為例如執(zhí)行 元件的感測、評價/計算/分析和控制。尤其是在采用于機動車的情況下 可以遇到功能系統(tǒng)的這種劃分。根據本發(fā)明的另一實施形式規(guī)定，在功能系統(tǒng)中的至少兩個功能系統(tǒng)的相應分析單元之間存在通信連接。由此可以承擔遭受功能干擾和/或功能失效的分析單元的功能性或功能性的一部分。在另一實施形式中，本發(fā)明規(guī)定，在功能系統(tǒng)之一的分析單元和另外的功能系統(tǒng)中的至少一個的功能元件之間和相反地設置通信連接。由此例如可以通過能運轉的功能系統(tǒng)的分析單元來采集(erfassen) 失效的功能系統(tǒng)的傳感器裝置的傳感器信號。如果該分析單元與失效的功能系統(tǒng)的執(zhí)行元件相連接，則對于由傳感器裝置所檢測的信號作出反應地，該分析單元的正確控制是可能的。該本發(fā)明變型方案因此能夠實現對功能系統(tǒng)的分析單元的失效的補償。根據一種擴展方案通過相應離散的線路、或在另一擴展方案中通 過數據總線，可以形成通信連接。后者的可能性允許通過相應地轉換經由數據總線所傳輸的消息來特別簡單地實現跨越功能系統(tǒng)的體系結構。根據另一實施形式，在另外的功能系統(tǒng)的功能干擾和/或功能失效的情況下，可以由進行承擔的功能系統(tǒng)確定，維持另外的功能系統(tǒng)的 功能性的哪些部分和不承擔另外的功能系統(tǒng)的功能性的哪些部分。該實施方式隨之帶來以下的優(yōu)點，不必如此大地設計所述進行承擔的功能系統(tǒng)的資源、例如存儲器或處理器功率，使得可以同時承擔和實施不同功能系統(tǒng)的多個功能性。通過選擇性地繼續(xù)尤其是安全性重要的功能性，有時根本不需要設置已有的進行承擔的功能系統(tǒng)的超尺寸或 變化(上述的附加通信連接除外)。由此也可以在成本觀點下有利地實現本發(fā)明通信系統(tǒng)。為了可以由進行承擔的功能系統(tǒng)來承擔失效的功能系統(tǒng)的功能性，根據另一實施形式設置中央存儲器裝置，其中所有的功能系統(tǒng)都可以訪問所述中央存儲器裝置，并且可以針對通信系統(tǒng)的功能系統(tǒng)(尤其是其分析單元)讀取所述存儲器裝置的數據，其中，存儲器裝置中的數據包括功能系統(tǒng)的配置數據和/或執(zhí)行代碼。這種實現允許，不必在通信系統(tǒng)中多重設置對執(zhí)行確定的功能性所必要的配置數據和/或執(zhí)行代碼。由于在中央存儲這些數據并且有關的功能系統(tǒng)能夠訪問這些數據， 一次存儲就足夠了，由此通信系統(tǒng)的拓樸可以保持得簡單和因此將成本保持得低。通過以下方式來得出另一改善，即存儲器裝置只包括這種功能系 統(tǒng)的配置數據和/或執(zhí)行代碼，所述功能系統(tǒng)的功能性在功能干擾和/ 或功能失效的情況下可以由功能系統(tǒng)中的一個來承擔。例如這可以是 與安全性重要的功能性、例如機動車中的人員保護裝置有關的這種數 據。根據該擴展方案，在存儲器中不需要維持例如涉及車輛舒適性特 征和對于車輛安全運行不是絕對重要的數據，由此可以將該存儲器設計得小。根據一種實施形式，將CD (壓縮盤(Compact Disc))或DVD (數字通用盤(Digital Versatile Disc))設置為存儲器裝置。由此可 能以特別簡單和成本低廉的方式提供對于承擔功能性所需要的數據。 如果所述存儲器裝置是導航CD或DVD，則尤其是提供一種特別有效 的解決方案，其中所述導航CD或DVD除了機動車導航系統(tǒng)的導航數 據之外，還包括一些或所有的功能系統(tǒng)的配置數據和/或執(zhí)行代碼。除 此之外，這樣的存儲器裝置的使用提供以下可能性，即能夠以簡單的 方式提供所更新的配置數據和/或執(zhí)行代碼。根據另一變型方案，功能系統(tǒng)中的至少一個具有存儲器裝置，其 中所述存儲器裝置的數據可由有關的功能系統(tǒng)讀取，其中，存儲器裝 置中的數據包括所述一個或多個功能系統(tǒng)的配置數據和/或執(zhí)行代碼， 所述功能系統(tǒng)的功能性在功能干擾和/或功能失效的情況下可由另外的 功能系統(tǒng)來承擔。根據該變型方案規(guī)定，在為承擔功能性而被選中的 相應功能系統(tǒng)中設置對于承擔功能性所必要的相應數據。設置本發(fā)明通信系統(tǒng)用以采用于機動車中。具有上述類型的通信系統(tǒng)的機動車同樣是本發(fā)明的主題。本發(fā)明的構思因此可以在于，設置以跨越功能系統(tǒng)的方式所實現 的冗余性。分別提供冗余性的功能系統(tǒng)在此執(zhí)行最初互相不同的任務， 使得不通過雙重提供相同的功能元件來實現冗余性。以下進一步借助附圖來闡述本發(fā)明及其優(yōu)點。圖l展示了本發(fā)明通信系統(tǒng)的第一實施例，和圖2展示了本發(fā)明通信系統(tǒng)的第二實施例。

圖1展示了本發(fā)明通信系統(tǒng)1的第一實施例。通信系統(tǒng)1示范性 地具有三個功能系統(tǒng)IO、 20、 30。功能系統(tǒng)IO、 20、 30用于監(jiān)控和控 制通信系統(tǒng)1的分別互相不同的功能。通信系統(tǒng)1例如可以構造在機動車中。功能系統(tǒng)IO、 20、 30中的每一個都具有分析單元11、 21、 31以及 與所述分才斤單元11、 21、 31相連接的功能元件12、 13或22、 23或32、 33。功能元件12、 22、 32例如可以構成為傳感器單元14、 24、 34。功 能元件13 、 23 、 33例如可以構成控制單元15、 25、 35。功能系統(tǒng)的 功能元件分別通過線路16、 17或26、 27或36、 37與相應的功能系統(tǒng) 10、 20、 30的分析單元11或21或31相連接。為了功能系統(tǒng)10可以例如承擔另外的功能系統(tǒng)20、 30的功能性 或其的至少部分，功能單元12通過線路16a、 16b與功能系統(tǒng)20、 30 的分析單元21或31相連接。功能元件13以相應的方式通過線路27a、 37b與功能系統(tǒng)20、 30的分析單元21或31相連接。為了可以由功能 系統(tǒng)20實現對功能系統(tǒng)10、 30的功能性的功能承擔，功能系統(tǒng)20的 功能單元22和23通過相應的線路26a、 26b或17a、 37a與功能系統(tǒng) IO和30的分析單元11或31相連接。以相應的方式，設置功能系統(tǒng)30 的功能元件32、 33通過線路36b、 36a以及17b、 27b與功能系統(tǒng)10、 20的分析單元11、 21的直接連接。另外，在功能系統(tǒng)IO、 20、 30的分析單元11、 21、 31之間存在相 應的連接。為此所述分析單元ll、 21、 31通過相應的線路60、 61、 62 互相連接。除此之外，分析單元ll、 21、 31中的每一個都配備有存儲器裝置 18或28或38。在分析單元11的存儲器裝置18中含有功能系統(tǒng)20、 30的配置數據和/或執(zhí)行代碼。在存儲器裝置28中存儲有功能系統(tǒng)10、 30的配置數據和/或執(zhí)行代碼。存儲器裝置38包括功能系統(tǒng)IO、 20的 配置數據和/或執(zhí)行代碼。此外，在相應的存儲器裝置18、 28、 38中(或 在附圖中沒有示出的附加的存儲器裝置中)也含有有關的功能系統(tǒng)10、 20、 30本身的配置數據和/或執(zhí)行代碼。通過功能系統(tǒng)的各個元件的所述通信拓樸，得出以下可能性識 別和補償各個元件的功能失效。如果例如功能系統(tǒng)20的功能元件22失效，則功能系統(tǒng)20不再能 夠提供對其所賦予的功能性。如果所述功能元件22例如是減速傳感器 (Verz6gerungssensor ),則當功能系統(tǒng)10的功能元件12同樣是加速 傳感器時，也可以例如由功能系統(tǒng)10的功能元件12提供由分析單元21所期待的信息。即使所述加速傳感器在功能系統(tǒng)IO的范圍內用于滿 足另一功能性，分析單元21也可以使用由功能元件12所提供的數據 用于進一步處理，以便可以相應地控制功能系統(tǒng)20的功能元件23。如果例如功能系統(tǒng)30的分析單元31失效，則功能系統(tǒng)30的功能 性(盡管起作用的功能元件32、 33)不再能夠被維持。根據本發(fā)明的 構思，替代于此，可以由功能系統(tǒng)IO、 20的分沖斤單元11和/或21來處 理對由功能元件32所提供的數據的評價和分析。所述分析單元11和/ 或21為此檢測分析單元31的失效，其方式是例如監(jiān)控在通向分析單 元31的線路61、 62上消息的缺失。通過能夠在分析單元11和/21的存 儲器18、 28中訪問分析單元31的配置數據和/或執(zhí)行代碼，可以評價 由功能元件32所提供的數據。必要時由分析單元11或21中的一個來 進行對功能元件33的控制。以相應的方式可以處理功能元件12、 23、 33之一的失效。為了承擔功能系統(tǒng)的功能元件或分析單元的功能性，要求可以由 至少另外的功能系統(tǒng)確定對這些單元的失效的診斷。例如這可以通過 在相應的功能單元之間的適當的通信流程來實現。通信系統(tǒng)1的本發(fā)明體系結構允許，在無需功能系統(tǒng)之一內的相 應冗余性的情況下，設置相應的功能系統(tǒng)10、 20、 30。替代于此，由 在本身互相獨立的功能系統(tǒng)之間的跨越式通信來提供冗余性。與圖l的示圖相反地，不是絕對必要地需要在所有的功能系統(tǒng)10、 20、 30相互之間存在通信連接。也可以如下來設計通信系統(tǒng)的體系結 構，使得僅僅功能系統(tǒng)中的幾個互相間具有通信連接，而對另外的功 能系統(tǒng)不具有。應該互相邏輯連接功能系統(tǒng)中的哪些的選擇，在此可 以按照功能系統(tǒng)的分別所提供的功能性的、尤其是監(jiān)控和控制功能的 觀點來進行。尤其是可以設置在技術設備之內完成安全性臨界任務的 這種功能系統(tǒng)的聯網。圖2展示了本發(fā)明通信系統(tǒng)1的第二實施例。該通信系統(tǒng)1像在 以上的實例中那樣，僅僅示范性地具有三個功能系統(tǒng)10、 20、 30。功 能系統(tǒng)IO、 20、 30中的每一個(像在以上的實施例中那樣)又僅僅示 范性地擁有兩個功能元件12、 13或22、 23或32、 33,所述功能元件 處于與相應的分析單元11、 21、 31的通信連接中。根據該實施例，通過總線線路40、 50來實現在功能系統(tǒng)的元件之內的、但也通向另外的功能系統(tǒng)的元件的通信連接。將功能元件12、 22、 32通過相應的線路41、 42、 43連接到所述總線線路上。以相應的 方式，分析單元ll、 21、 31具有經由線路44、 51或45、 52或46、 53 通向兩個總線線路40、 50的連接。總線線路50經由線路54、 55、 56 與相應的功能元件13、 23、 33相連接。在該實施例中所示出的通信結構，尤其是能夠以簡單的方式實現 多個功能系統(tǒng)IO、 20、 30的通信，而不需對硬件元件進行較大的改變。 通過對經由總線線路40、 50所傳輸的消息的轉換或匹配或通過對為此 所采用的協(xié)議的匹配來實現相應的通信。例如由某個功能系統(tǒng)的功能 元件所提供的數據可以由此在正常運行的范圍內由另外的功能系統(tǒng)中 的一個來考慮用于處理。具體地可以由多個功能系統(tǒng)來處理由某個傳 感器所提供的測量值。在根據圖2的實施例中，在處于與總線線路50的通信連接中的中 央存儲器裝置70中維持用于承擔失效的功能系統(tǒng)的功能性所需要的配 置數據和/或執(zhí)行代碼。存儲器裝置70可以是任意的存儲器類型，諸如 固定盤或另一種非易失性存儲器。在機動車中，尤其是含有例如用于 機動車導航系統(tǒng)的導航數據的CD或DVD被考慮作為存儲器裝置。以 此方式不需要在通信系統(tǒng)中設置附加的硬件元件，以便設置對多個功 能元件的互相監(jiān)控和控制。
權利要求
1.用于技術設備、尤其是機動車的通信系統(tǒng)(1)，具有-多個功能系統(tǒng)(10；20；30)，所述功能系統(tǒng)分別用于監(jiān)控和控制技術設備的互相不同的功能，并且所述功能系統(tǒng)分別具有分析單元(11；21；31)以及與所述分析單元(11；21；31)為了信號交換相耦合的至少一個功能元件(12，13；22，23；32，33)，-其中所述功能系統(tǒng)(10；20；30)中的至少一個被構造用于，-檢測另外的功能系統(tǒng)(10；20；30)中的至少一個的功能干擾和/或功能失效，和-在至少一個另外的功能系統(tǒng)(10；20；30)的功能干擾和/或功能失效的情況下，承擔至少一個另外的功能系統(tǒng)(10；20；30)的功能性的至少部分。
2. 按權利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于，作為功能元件，所述一 個或多個功能系統(tǒng)(10; 20; 30)分別具有至少一個可以向分析單元(11; 21; 31)提供傳感器輸出信號的傳感器單元(14; 24; 34)和 至少一個接收由分析單元(11; 21; 31 )所生成的控制信號的控制單 元(15; 25; 35)。
3. 按權利要求1或2的通信系統(tǒng)，其特征在于，在功能系統(tǒng)(10; 20; 30)中的至少兩個的相應分析單元(11; 21; 31)之間設置通信 連接(60， 61， 62)。
4. 按以上權利要求之一的通信系統(tǒng)，其特征在于，在功能系統(tǒng)(10; 20; 30)之一的分析單元(11; 21; 31)和另外的功能系統(tǒng)(10; 20; 30)中的至少一個的功能元件(12, 13; 22， 23; 32， 33)之間設置 通信連接，反之亦然。
5. 按權利要求4的通信系統(tǒng)，其特征在于，通過相應離散的線路 (16a， 16b， 17a， 17b; 26a， 26b， 27a， 27b; 36a， 36b， 37a， 37b)或數據總線(40; 50)形成通信連接。
6. 按以上權利要求之一的通信系統(tǒng)，其特征在于，在另外的功能系 統(tǒng)(10; 20; 30)的功能干擾和/或功能失效的情況下，可以由進行承 擔的功能系統(tǒng)(10; 20; 30)確定，維持另外的功能系統(tǒng)(10; 20; 30)的功能性的哪些部分和不承擔另外的功能系統(tǒng)(10; 20; 30)的 功能性的哪些部分。
7. 按以上權利要求之一的通信系統(tǒng)，其特征在于，設置中央存儲器 裝置(70)，其中所有的功能系統(tǒng)(10; 20; 30)可以訪問所述中央 存儲器裝置，并且針對通信系統(tǒng)的功能系統(tǒng)(10; 20; 30)可以讀取 所述中央存儲器裝置的數據，其中，存儲器裝置(70)中的數據包括 功能系統(tǒng)(10; 20; 30)的配置數據和/或執(zhí)行代碼。
8. 按權利要求7的通信系統(tǒng)，其特征在于，存儲器裝置(70)只包 括這種功能系統(tǒng)的配置數據和/或執(zhí)行代碼，其中所述這種功能系統(tǒng)的 功能性在功能干擾和/或功能失效的情況下可由功能系統(tǒng)(10; 20; 30) 之一承擔。
9. 按權利要求7或8的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲器裝置是 CD (壓縮盤)或DVD (數字通用盤)。
10. 按權利要求1至6之一的通信系統(tǒng)，其特征在于，功能系統(tǒng)(10; 20; 30)中的至少一個具有存儲器裝置(18; 28; 38)，其中所述存 儲器裝置的數據可由有關的功能系統(tǒng)(10; 20; 30)讀取，其中，在 存儲器裝置(18; 28; 38 )中的數據包括所述一個或多個功能系統(tǒng)(10; 20; 30)的配置數據和/或執(zhí)行代碼，所述一個或多個功能系統(tǒng)(10; 20; 30)的功能性在功能干擾和/或功能失效的情況下由另外的功能系 統(tǒng)(10; 20; 30)來承擔。
11. 按以上權利要求之一所述的通信系統(tǒng)在機動車中的應用。
12. 機動車，其特征在于，所述機動車具有按權利要求1至IO之一 所述的通信系統(tǒng)(1)。
全文摘要
本發(fā)明說明了一種用于技術設備、尤其是機動車的通信系統(tǒng)(1)，該通信系統(tǒng)(1)包括多個功能系統(tǒng)(10；20；30)，所述功能系統(tǒng)分別用于監(jiān)控和控制技術設備的互相不同的功能，并且所述功能系統(tǒng)分別具有分析單元(11；21；31)以及至少一個與所述分析單元(11；21；31)為了信號交換相耦合的功能元件(12，13；22，23；32，33)。功能系統(tǒng)(10；20；30)中的至少一個被構造用于，檢測另外的功能系統(tǒng)(10；20；30)中的至少一個功能系統(tǒng)的功能干擾和/或功能失效，和在至少一個另外的功能系統(tǒng)(10；20；30)的功能干擾和/或功能失效的情況下承擔至少一個另外的功能系統(tǒng)(10；20；30)的功能性的至少部分。
文檔編號H04L12/40GK101278526SQ200680035973
公開日2008年10月1日 申請日期2006年9月20日 優(yōu)先權日2005年9月28日
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