用于车辆的控制设备的制作方法

1.本发明涉及一种尤其使用在车辆中的控制设备。


背景技术：

2.在车辆的车内设置有控制设备，该控制设备被设计成用于实施车辆的预定的功能。车辆通常具有几十年的范围内的规划的使用寿命。如果必须更换旧的车辆的控制设备，那么很难获得合适的备用件。在车辆制造时生产的控制设备可能已经因电子结构元件上的化学过程而老化，并且可能不再能完全使用。此外，在此期间，微电子器件的制造和实现方法可能发生了变化，从而也不再能够制造结构相同的控制设备。利用现代工艺制造的半导体可能具有不同的特性，并且例如需要不同的运行电压。因此，控制设备的现代化可能是困难的。
3.此外，车辆中的控制设备通常仅被设计成用于唯一的预定的目的。没有设置另外的功能的附加的实施方案。在狭窄的界限内，可以改变或更换在控制设备上实施的计算机程序。相反，程序的显著的改变通常是不可能的，因为一方面安全功能可以防止更大量的程序代码的更换，并且另一方面，控制设备尤其是关于处理速度、存储器或外围设备的资源不能在以后被改变。


技术实现要素：

4.本发明的任务是，提供一种用于车辆的改进的控制设备，其支持以后的调整。本发明通过独立权利要求的主题来解决该任务。从属权利要求反映了优选的实施方式。
5.用于车辆的控制设备包括壳体；第一接口，其用于与车辆的通信网络连接；联接单元，其用于与第一接口连接；与联接单元连接的第一组件，其被设计成用于控制车辆的车内的功能；以及用于第二组件的容纳部，该第二组件被设计成用于控制另外的功能，尤其是车辆的车内的另外的功能。另外的功能可以是独立的，是由第一组件提供的功能的一部分或扩展。
6.根据本发明，可以通过安装第二组件来为新的使用目的准备控制设备。该使用目的可以包括先前由第一组件实现的现有功能的扩展，或者包括添加新的功能。此外，第二组件可以使用与第一组件不同的技术。例如，如果在控制设备的制造和第二组件的制造之间，用于微电子器件的生产技术已经改变，则第二组件可以利用当前的技术制造，并且被设计成用于在旧的控制设备中运行。控制设备可以在车辆上长时间地运行，并且在需要时可以适配于车辆在硬件层面上的变化的要求。
7.可以设置一个或多个第二组件，其分别可以对应于第一组件。然而，组件也可以尤其在使用目的、有效功率或装备方面被不同地获得。
8.在更换车辆上的过时的组件时，可以使用当前的技术。可以保留控制设备的有效的部件，从而可以减少电子垃圾的总量。从控制设备取出以便例如更换为更有效的组件的有效的组件仍然可以在另一控制设备中使用。为此可以检查组件的功能是否正确。还可以
确保的是，已完成的运行小时的数量不超过预定值。为此，组件可包括运行小时计数器。在一个实施方式中，组件可以确定其可运行性的接近的终点，并且在组件示出缺陷之前提供指示其需要更换的信号。组件的配置可以存储在外部位置处，例如车辆的车内的其他的控制设备处，服务器或云中，以便能够在需要时将其用于被更换的组件。
9.在第一变型方案中，联接单元被设计成用于与组件连接。组件可以在联接单元处同等地运行。为此，组件可以安装在联接单元的不同的容纳部处。在一个实施方式中，组件与容纳部的配属可以是任意的。容纳部分别可以确定所安装的组件的形状因子和/或电气或通信最大值。容纳部可以基本上相同地获得，从而组件的调换不具有另外的影响。然而，例如在数据总线上运行时，容纳部也可以在可用的空间、周围的散热流体的平均温度或逻辑优先级方面有所区别。
10.在第二变型方案中，第一组件被设计成用于与第二组件连接。在该情况下，第二组件可以不具有与联接单元的直接的连接，而是可以在电气、通信和/或机械上与第一组件相关。当第一组件将预定的功能、例如处理数据流或接收传感器值委托给第二组件时，该变型方案是适合的。第一组件可以独立于第二组件地提供预定的基本功能，并且必要时可以准备好通过添加第二组件来解决附加的或扩展的任务。如果使用多个第二个组件，则第一组件可以协调它们的功能。
11.容纳部可以提供另外的组件的机械紧固和/或电连接。在一个实施方式中，容纳部包括与组件的电插接装置。该组件可以可逆地与容纳部连接。可以在没有工具的情况下安置或移除组件。
12.控制设备还可以包括用于与车辆的供电网络连接的第二接口。供电网络可以提供电流来运行控制设备。第二接口的电流可以被提供给联接单元和/或第一或第二组件。
13.第二接口可以配置用于与冗余的电源连接。例如，可以根据需要在控制设备上安装用于与简单的电源连接的第一插接装置或用于与冗余的电源连接的第二插接装置。在另外的实施方式中，控制设备包括用于在冗余的电源上运行的插接装置，其中在需要时，插接装置还可以与车辆侧的用于简单的电源的配对件连接。
14.壳体在密封性方面可以满足预定的保护等级。保护等级尤其可以根据din en 60529和din 40 050第9部分来说明(ip00至ip68)，并且规定相对于异物和/或水的密封性。此外，壳体可以以预定的方式提供针对火、酸、燃料、油脂、空气湿气、振动或磁性的保护。此外，壳体可以确保预定的电磁兼容性(emv)。
15.壳体以什么样的方式或在什么样的程度中保护其内含物可以与车辆上的计划的安置位置相关地被选择。例如，车辆可以具有尤其是用于运输乘客的内部空间，并且控制设备可以安置在内部空间中或安置在外部。在安置在内部空间中时，防水与在安置在外部空间中时相比可能是不太重要的。
16.控制设备可以包括用于机械安置在车辆上的固定元件；其中，在壳体与固定元件之间安置有减震器。减震器可以被设计成用于在预定的频率或幅度范围内衰减冲击和/或振动。
17.联接单元可以被设计成用于，借助第一协议经由第一接口通信并且借助第二协议与至少一个组件通信。联接单元可以在协议之间进行调解，并且例如在车辆方向上支持can总线、flexray总线或多功能车辆总线(mvb)。在组件的方面例如可以使用pcie总线。
18.此外，联接单元可以在控制设备上被更换。尤其地，控制设备可以被设计成用于，机械地支持联接单元的更换。为此，联接单元可以以可松开的方式与壳体连接。联接单元上的电气或通信要求可以通过第一接口或组件之一来确定。
19.根据本发明的第二方面，系统包括在此描述的控制设备和至少第二组件，该第二组件被设计成用于，安装到控制设备中并且控制车辆的功能。组件可以彼此不同，并且功能可以彼此不同。在一个实施方式中，第二组件被设计成用于，实施针对第一组件的预定的功能，其中，第一组件被设计成用于控制车辆的功能。控制设备可以从该系统模块化地被组装，控制设备灵活地满足车辆上的预定的要求。尤其地，在需要时可以通过不同的第二组件来提供不同运转的控制设备，其可以具有高份额的相同的或彼此相应的部件。
20.根据本发明的另一方面，车辆包括在此描述的控制设备。车辆可包括固定安装的部件，其中，控制设备被设计成用于控制部件或通过影响部件来控制车辆。固定安装的部件尤其可以包括车辆的驱动装置、制动装置或转向装置。
附图说明
21.现在参照附图更详细地描述本发明，其中：
22.图1示出了具有控制设备的车辆；并且
23.图2示出了用于车辆的另外的控制设备。
具体实施方式
24.图1在上部区域中示意性示出了具有控制设备105的车辆100，并且在下部区域中以放大图示意性示出了控制设备。车辆105示例性地构造为机动车、优选乘用车并且包括至少一个固定安装的部件，该部件对于车辆105的运行可能是需要的。在图1中示例性地，驱动马达110示出为这样的部件；其他的可能的部件包括制动装置或转向装置。另外的装置，尤其用于提供辅助功能、例如打开或关闭窗或门、调节座椅或控制空调(hvac)的另外的装置也是可能的。
25.优选地，在车辆105的车内设置有通信总线115，通过该通信总线可以在部件105、110之间传输消息。此外优选地，设置有供电网络120，其通常包括能量源125，能量源尤其向车辆100的部件105、110提供电能。能量源125可以例如包括电池或电机，其可通过驱动马达110被驱动。
26.控制设备105包括壳体130，该壳体被设计成用于，保护容纳在其中的部件免受环境影响。壳体130可以优选非破坏性地打开并且又关闭。在一个实施方式中，壳体130被密封地关闭以防止灰尘或液体。优选的是，壳体130被设计成用于安置在车辆105上的某一部位处，在该部位处，壳体至少在一定程度上受到保护以防可能在车辆100上出现的有害的环境影响、尤其是喷水、油脂、酸、燃料、灰尘或高温。此外优选的是，壳体130是可良好接近的。例如，壳体130可以安置在车辆100的内部空间中，该内部空间可以被设计成用于运输人。出于实用或美观的原因，壳体130可以被覆盖，例如通过隔板、地板垫或维护窗来覆盖。
27.壳体130和车辆100之间的机械连接可以包括减震器135，该减震器被设计成用于阻尼车辆100相对于控制设备105的振动和/或冲击。减震器135例如可以包括弹性体、橡胶或由弹性元件和阻尼元件构成的组合(例如以油压缓冲器的形式)。在一个实施方式中，设
置诸如基板或框架的固定元件140，以用于固定安置在车辆100上，并且壳体130可以安置在固定元件140上并且优选机械地固定或锁定。控制设备105与车辆100之间的电连接可以在安装时闭合，并且在移除时中断。在另一实施方式中，控制设备105与固定元件140牢固连接。为了从车辆100移除控制设备105，固定元件140可以从车辆100上拆下。控制设备105的电连接可以手动分离。
28.在壳体130上优选设置有用于与通信网络115连接的第一接口145和用于与供电网络120的第二接口150。
29.第一接口145可以包括一定数量的电触点，例如以便与can总线的一对数据线连接。附加的信号线、屏蔽线或通信线也是可能的。第一接口145还可以例如通过光来支持与信息的电传输不同的传输。通常，第一接口145双向工作。为了与车辆侧的部件的通信，可以设置至少一个第一通信协议。
30.第二接口150通常包括至少一对电接头，但也可以承载更多的接头，以便传输不同的电流或电信号。尤其地，第二接口150可以被设计成用于与冗余的电源连接。在该情况下，车辆100通常包括至少两个供电网络120，其至少部分彼此分离。
31.在壳体130内部，第一接口145与联接单元155连接。联接单元155与至少一个组件160连接，该组件被设计成用于，实施车辆100的车内的预定的功能。组件160优选通过可以以可松开的方式实施的连接件165与联接单元115连接。
32.联接单元155优选被设计成用于与组件160通信，为此可以设置有第二通信协议，其可以与第一通信协议不同。例如，可以在联接单元155与组件160之间使用pcie总线，在pcie总线上定义与在实施为can总线的第一接口145上不同的协议。联接单元155可以适当地将通信协议中的消息彼此转换，并且在此例如调整或转换寻址、仲裁或传输速度。要注意的是，通常可以在接口145、165处使用多个分级排序的通信协议，这例如在用于通信的iso层模型中被描述。联接单元155的转换可以涉及一个或多个层。
33.在壳体130中设置有用于组件160的容纳部170。容纳部170尤其可以包括用于组件160的机械、电气或通信规范。例如，容纳部170可以在形状和尺寸中确定对于组件160可用的空间。当前，设置有多个容纳部160，它们可以提供相同的空间；然而，在另一实施方式中，也可以提供不同获得的空间。组件160的机械紧固也可以通过容纳部170例如在凹口、棱边或钻孔方面被预设，组件160必须具有该钻孔，以便能够建立与壳体130的力锁合的连接。
34.此外，容纳部170可以确定可通过所使用的组件160使用的能量。此外，可以确定组件160与联接单元155之间的通信。能量和通信可以经由组合的连接165引导，或者可以设置分离的连接165。
35.在另一实施方式中，散热装置可以设置在壳体130中，该散热装置可以包括用于接受组件160的热能的贴靠面。贴靠面可以导热地与壳体130外侧的散热体连接。在另一实施方式中，贴靠面可以通过封闭的散热系统散热。备选地，可以导致壳体130中的尤其气态的散热流体的流动。通过散热或贴靠面可从组件160吸收的能量可以在不同的容纳部170上是不同的。
36.在当前的图示中，多个组件160可以分别布置在容纳部170中，其中，每个组件160与联接单元155连接。各个组件160之间的连接也是可能的。组件160还可以占据多个容纳部170，其中，组件可以使用多个或仅一个与联接单元155的连接165。壳体130中的容纳部170
的数量通常是固定预定的，并且通常为每个容纳部170设置连接165，即使当最初没有组件160安装到容纳部中时。
37.图2示出了另一实施方式中的控制设备105。与图1所示的实施方式不同地，在此仅第一组件160与联接单元155连接。一个或多个第二组件160可以通过为此设置的连接165安置在第一组件160上并且与其连接。在该情况下，与第二组件160相比，第一组件160在处理技术方面可以是主导的(主从配置)。
38.在另一实施方式中，第二组件160可以附加地通过另外的连接与第二接口150连接。
39.附图标记列表
40.100车辆
41.105控制设备
42.110驱动马达
43.115通信总线
44.120供电网络
45.125能量源
46.130壳体
47.135减震器
48.140固定元件
49.145通向通信总线的第一接口
50.150通向供电网络的第二接口
51.155联接单元
52.160组件
53.165连接
54.170容纳部。