(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の電子的な構成要素（２）と１つの中央制御ユニット（１）が含まれており、
前記多数の電子的構成ユニット（２）と中央制御ユニット（１）は、バス構造部（４）を介して相互に接続されており、
前記中央制御ユニット（１）はメモリ（１２）を含んでおり、該メモリ内には各電子的構成要素（２）の電子的および機能的なパラメータがファイルされており、前記中央制御ユニット（１）を介して機能選択が全ての電子的構成要素（２）の電子的および機能的パラメータに依存してセットアップされ、中央グラフィックインターフェースを介して表示され、
前記中央制御ユニット（１）と各電子的構成要素（２）に対し、階層的に見てオペレーションシステムの上位におかれる抽象化プレーン（７）が対応付けられており、該抽象化プレーン（７）では前記中央制御ユニット（１）と電子的構成要素（２）がソフトウエア的に抽象化されて機器固有でないように規定され、機器固有でないデータフォーマットで記憶されており、さらに、
前記中央制御ユニット（１）において、中央グラフィックインターフェースを介して入力された、中央制御ユニット（１）を介した電子的構成要素（２）の排他的起動制御のための命令に、機能選択における機器固有でない機能が割当てられ、これに対して必要とされる電子的構成要素が機器固有でない起動制御命令も含めて編成され、機器固有の制御命令に変換され、バス構造部（４）を介してそれぞれの電子的構成要素（２）に伝送される、電子システムにおいて、
前記中央ユニット（１）と電子的構成要素（２）の機器固有でないデータフォーマットが抽象化プレーン（７）に割当てられ、それに対して機器固有でない機能に必要とされる電子的構成要素の構成部分の編成が、機器固有でない起動制御命令も含めて、前記抽象化プレーン（７）の上に設けられている機器固有でない命令ないし要求インタプリタプレーン（８）において実行されるように構成されていることを特徴とする電子システム。
【請求項２】
前記中央制御ユニット（１）は、ＰＣとして構成されている、請求項１記載の電子システム。
【請求項３】
前記中央制御ユニット（１）および/または電子的構成要素（２）は、初期化プログラムと共に構成されており、該プログラムを用いて電子的構成要素（２）の電子的及び機能的パラメータが稼働前に中央制御ユニット（１）によって呼出し可能かまたは中央制御ユニット（１）に伝送可能である、請求項１または２記載の電子システム。
【請求項４】
前記バス構造部（４）は、ＭＯＳＴバスとして構成されている、請求項１から３いずれか１項記載の電子システム。
【請求項５】
前記バス構造部（４）は、他のネットワークおよび/またはバス構造部との通信のためにゲートウエイ（１５，１６）に接続されている、請求項１から４いずれか１項記載の電子システム。
【請求項６】
前記電子システムは、電子的情報システムとして自動車内部に構成されている、請求項１から５いずれか１項記載の電子システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、多数の電子的構成要素からなる電子システムに関する。
【０００２】
この種のシステムは、例えば車両用の快適性充足型電装品、例えばオーディオ・ビデオ装置やナビゲーションシステム、空調装置やその他の類似のコンポーネントなどを含んでいる。その際これらの個々の構成要素は、基本的に自立型のタイプとして構想されており、つまりそれぞれの適用領域にて単独で完全に機能できる能力を備えている。これに対してこれらの構成要素は、固有の入/出力ユニットおよび固有の制御機器を有している。この場合ハードウエアとソフトウエアは、共通のケーシング内に統合されている。自動車内の限りある構造空間に基づいて、この種のシステムの効果的な構成を可能にするために様々な工夫がこらされている。１つには、これらの多数の構成要素に対して共通の入/出力ユニットとして用いられるマルチ機能操作ユニットを開発することである。このマルチ機能操作ユニットによってこれらの様々な構成要素には中央のグラフィックディスプレイ面（これはモニターないしはＬＣＤディスプレイによって形成される）が共通であり、これはタッチスクリーン構成としても既知である。この場合この表示ユニットには１つの制御機器が対応付けられており、この制御機器がそのつどの入力を実行し、所属の構成要素かもしくはその制御部に転送する。このマルチ機能操作ユニットの大きな利点は、それまではコンソール内に一緒に組込まなければならなかった別個の入力ユニットと出力ユニットが省ける点である。さらに様々な構成要素をバス構造を介して相互に接続することも公知である。それによれば、種々の制御機器が他の制御器やセンサのデータにアクセスすることが可能となり、これによって所定のデータの何重もの検出が省略できる。これらの公知の全ての電気的なシステムの欠点は、これらの電子的な構成要素が、その他の電気的な構成要素部分に対するアクセス手段に欠けている点があることである。そのため冗長度のある構成部品をより多く使わなくてはならず、これは電気的なシステム全体のコストを引上げ、大きな構造空間を占める。さらにこれらの自立的な装置の電気的な構成要素の多くは専有的インターフェースを有しており、そのためそれらのデータ交換には厳しい制約があり、機能の共同利用も多くは不可能である。さらなる別の欠点は、システムの展開もしくは改善に対して多くの場合に電子的な構成要素の交換が必要となることである。
【０００３】
それ故に本発明の課題は、このような従来技術の問題に鑑みて、簡単かつコンパクトな構成と、改良されたアップグレード手段と、機能的に集約された手段とを有する、融通性に富み階層化の可能な電子システムを提供することである。
【０００４】
この課題は、請求項１の特徴部分に記載された本発明によって解決される。本発明の別の有利な改善例は従属請求項に記載されている。
【０００５】
これに対して本願の電子システムは、１つの中央制御ユニットだけを有しており、この制御ユニットは、複数の電子的な構成要素とバス構造部を介して接続されている。この中央制御ユニットは、メモリを含んでおり、このメモリ内には可用の機能と固有のパラメータが各電子構成要素毎にファイルされている。中央制御ユニットは、機能の選択を設定し、これは中央のグラフィックインターフェースに表示可能である。これによって入/出力ユニットとそれに所属する、個々の電子的構成要素に対する制御機器が節約できる。これらの電子的構成要素の機器固有のデータは、機器固有でないフォーマットで抽象化ないしは変換される。それにより中央制御ユニットは、既存の電子的構成要素を制御し、必要に応じてそれらの機能性も相互に統合する。そのため実現可能な機能が電子的構成要素の個別の機能の和よりも大きくなる。さらに当該電子システムは、これらの電子的構成要素の固有の機能に対する個々の構成部分の有効利用を可能にする。つまり複数のマルチメディアデータを任意に転送および変換でき、ソフトウエア的技術だけで複数のデータから新たな機能を創り出すことができる。
【０００６】
さらなる利点は、当該システムの容易な後付け性と、様々な装備へのその簡単な適合性である。この後付け性に関しては当該の電子的なシステムによって“プラグ・アンド・プレイ”が実現される。新たな電子的構成要素を当該システムに統合させる場合には、申込プロシージャにおいてそのパラメータが中央制御ユニットに伝送され、そこでこれらのパラメータがメモリにファイルされる。そのため中央制御ユニットは新たな機能を使用でき、さらに場合によって当該拡張性に対する機能的ソフトウエアが既にファイルされているならば、グラフィックインターフェースに表示することができる。同じように様々な装備をグラフィックインターフェースのためのグラフィック処理ソフトウエアの簡単な交換によって同じハードウエア構造で同じ機能ソフトウエアのもとで実現可能である。有利には中央制御ユニットは、ＰＣとして構成される。
【０００７】
本発明の別の有利な実施形態によれば、バス構造部がＭＯＳＴ(Media Oriented Systems-Transfer)バスとして構成される。自動車内における当該電子システムと快適装備エレクトロニクスの構成要素との通信は、有利にはゲートウエイを介して行われる。その際有利にはＣＡＮバスによって接続されているセキュリティーに係わる構成要素との通信には、ＣＡＮ−ゲートウエイを介して行われる。この場合他のネットワーク、例えば移動無線網との通信は、ワイヤレス−ゲートウエイを介して行われる。
【０００８】
有利にはワイヤレス−ゲートウエイは、モジュール式に構成される。すなわちこのワイヤレス−ゲートウエイは、外部ネットワークとの通信のための接続可能な送/受信ユニットに対する多数のインターフェースと共に構成されている。
【０００９】
特に有利には、本発明による電子システムは、自動車において快適装備のエレクトロニクスに対して統合されている。基本的には駆動部の構成要素、例えば変速機制御装置も統合可能であるが、これはＣＡＮゲートウエイの機能確実性に関する要求とそのつどの制御機器に関する要求を高めることになる。
【００１０】
本発明は、以下の明細書で有利な実施例に基づいて詳細に説明する。ここで図１は、電子システムの概略的な層モデルが示されており、図２には、電子システムのハードウエア構造が概略的に示されている。
【００１１】
実施例
図１には、電子システムの概略的な階層モデルが示されている。この電子システムは、中央制御ユニット１と多数の電子的構成要素２を含んでいるが、ここでは図を見やすくする理由から多数の電子的構成要素のうちの１つだけが示してある。中央制御ユニット１と電子的構成要素２の最下層プレーン３は、本来のハードウエアを示しており、これらは物理的にバス構造部４を介して相互に接続されている。この場合このバス構造部４は、有利にはＭＯＳＴバスとして構成されている。（この最下層の）次に上位にあるプレーン５は、機器固有のドライバソフトウエアによって構成されている。その上にあるプレーン６は、オペレーションシステムによって形成されている。これらのプレーン３，５，６は、機器固有のプレーンを示しており、これらは従来技術においても存在している。オペレーションシステムの上には、抽象化プレーン７が設けられている。この階層的に見てオペレーションシステムの上位におかれている抽象化プレーンでは、機器固有の電子的構成要素２と中央制御ユニット１がソフトウエア的に抽象化されて機器固有でないように規定されている。抽象化プレーン７の上には、命令ないし要求インタプリタプレーン８が設けられており、これらも機器固有のものではない（機器に依存しない）。電子的構成要素２の最上位プレーン９は、電子的構成要素２の機能およびパラメータリストを含んでいる。この２つのリストの内容は、構成要素２の初期化の際でも後からの追加装備の際でも制御ユニット１のメモリ１２に通知される。中央制御ユニット１の機能ソフトウエアモジュール１０は、例えばナビゲーション、診断、エンターテインメントなどのアドレステーブルのような任意の機能を受け持つ。それに伴って生じる機器機能はソフトウエアの中でマッピングされる。この機能プレーン１０の上には、グラフィカルユーザーインターフェース１１が設けられており、これは場合によってはさらにユーザーおよびサービス専用に細分割される。本来の運転モードの前に、各電子的構成要素２は、その機能およびパラメータリストをバス構造部４を介して中央制御ユニット１に伝送する。中央制御ユニット１は、全ての機能及びパラメータリストをメモリ１２の中に記憶する。簡単な表現でまず電子的構成要素２は、中央制御ユニット１に自分が何なのかそして何ができるのかを伝える。これらの情報から中央制御ユニット１は、ユーザーに対して可能な機能を編成する。その場合個々の機能の融合によって新たに統合された機能が得られる。それにより例えばナビゲーションがアドレステーブルに組込まれたならば、これによってナビゲーションに対する目的入力がアドレステーブルから直接取り出せる。さらに既存の構成要素が様々な機能毎に利用できる。それにより例えばナビゲーションデータのＣＤ−ＲＯＭも音楽ＣＤも同じＣＤプレーヤを使って再生できるようになる。これに対して、例えばＤＶＤチェンジャーとして構成されたプレーヤは中央制御ユニット１に、自身がオーディオＤＶＤもナビゲーションＤＶＤも読み取れることを伝える。さらにＤＶＤチェンジャーは、どのＤＶＤがチェンジャーのどのスリットに入っているのかも伝達する。例えばナビゲーションＤＶＤのデータが読出されるべき場合には、中央制御ユニット１は、ＤＶＤチェンジャーに、対応するスリット内のＤＶＤを読取るように伝える。ＤＶＤチェンジャーは、相応するＤＶＤを識別して対応するパラメータを自動的に設定する。
【００１２】
機能の実施のためには、ユーザーは、グラフィカルユーザーインターフェースの支援のもとで、入力ユニットを介して命令を入力する。この命令は、バス構造部４を介して中央制御ユニット１に伝送される。中央制御ユニット１ではこの命令に機器固有でない形で１つの機能が割当てられる。制御ユニット１は、どの構成部品がどの構成要素の機能に対して必要であるのかとそれをどのように制御する必要があるのかを編成する。この過程は、命令ないし要求インタプリタプレーン８において行われる。機器に依存しない制御命令は、引続き起動制御すべき電子的構成要素２のための機器固有の制御命令に変換され、バス構造部４を介してそれに伝送される。電子的な構成要素２間のデータ及び情報交換も中央制御ユニット１を介して行われる。これに対しては中央制御ユニット１は電子的構成要素２の機器固有のデータを受信し、このデータを機器固有でないデータフォーマットに抽象化し、このデータを受信毎の所定の電子的構成要素２の機器固有のデータフォーマットに変換し、この機器固有のデータをバス構造部４を介して電子的構成要素２に伝送する。
【００１３】
当該電子的システムのさらなる大きな利点は、新たなまたは改良された電子的構成要素の追加装備による他の電子的構成要素への影響が何もないことである。これに対しては場合によって中央制御ユニット１内でソフトウエアの変更だけを行えばよい。なぜなら機能的に相互作用する電子的な構成要素２もハードウエア的には隔離されており、ただ中央制御ユニット１を介して相互に通信されるだけだからである。
【００１４】
当該の電子的システムの簡略化されたハードウエア構造は、図２に示されている。バス構造部４は、多数のマルチ機能型入/出力ユニット１３と電子的構成要素２に接続されている。この場合入/出力ユニット１３は、例えばタッチスクリーン、キーボタン、スイッチ、キーボード、マイクロフォン、スピーカ、あるいは計器盤１４として構成されていてもよい。この場合これらの電子的構成要素２は、例えばＣＤ−ＲＯＭ読取り機器、ラジオ、カセットレコーダ等である。中央制御ユニット１もバス構造部４と接続されている。既に既述したように、これらの電子的構成要素は、有利には快適性充足構成要素のみである。システムアーキテクチャによれば、入/出力ユニット１３、計器盤および電子的な構成要素２は、全て同じランクで取り扱われる。
【００１５】
本発明による電子システムの自動車への適用のもとでは、その他の快適性充足構成要素または駆動構成要素とのデータの交換も望ましい。その際自動車においては、これらの構成要素が有利にはＣＡＮバスを介して相互に接続されている。この場合このＣＡＮバスは、さらに付加的に快適性充足構成要素に対してはＣＡＮ快適性構成部に細分割され、駆動構成要素に対してはＣＡＮ駆動構成部に細分割される。この場合これらの２つのＣＡＮバスは、ゲートウエイを介して相互に接続されている。同様にバス構造部４は、ＣＡＮゲートウエイ１５を介してＣＡＮバスに接続され、そのようにして安全性に係わる制御機器やセンサのデータを受取る。その際このＣＡＮゲートウエイ１５は、特に安全技術的な観点のもとで、ＣＡＮバスによって接続されている所定の制御機器への資格なしのアクセスが行われないようにしている。そのようにして例えば、ＣＡＮゲートウエイ１５を介して変速機制御機器が改竄できないように保証することが必要である。他の外部ネットワークをとの通信はワイヤレスゲートウエイ１６を介して行われる。このワイヤレス−ゲートウエイ１６は、有利にはモジュラー構造を有しており、考えられ得る全ての受信機に対するインターフェースと共に構成されている。例えばこのワイヤレスゲートウエイは、ＡＭ／ＦＭ受信機、ＴＶ/ＤＶＢＴ受信機、ＧＰＳ、ＧＳＭ、その他の無線システムなどに相応するインターフェースと共に構成されている。自動車の装備状況に応じて、相応の受信機や場合によっては送信機がワイヤレスゲートウエイ１６と接続される。種々異なる外部機器への適合化も同じようにワイヤレスゲートウエイ１６においてソフトウエア的にのみ行われる。このアーキテクチャの大きな利点は、このワイヤレスゲートウエイ１６が既に復調されたデータをバス構造部４に提供することである。それにより本願の電子システムは、受信機側から隔離され、例えばデータ伝送フォーマットや送信周波数などの技術的な変更が当該電子システムに影響を及ぼすことはない。それどころかワイヤレスゲートウエイを相応に適合化するだけでよくなる。
【００１６】
別の有利な実施形態によれば、グラフィックユーザーインターフェースがさらに付加的にソフトウエア技術上で細分化ないし抽象化され得る。これに対しては、統一的な機能ソフトウエアが存在し、それを介して可変のグラフィック処理ソフトウエアが設けられる。このことは１つの例として説明されるべきものである。自動車の装備状況に応じてもしくは固有のタイプ毎にナビゲーションデータの伝達が種々異なって行われる。このことは例えば既存の表示ユニットの様々なサイズによって取り決められてもよい。機能処理ソフトウエアからの分離によって、全ての自動車において同じ機能ソフトウエアが利用できるようになる。この機能ソフトウエアは、結果を所定の出力フォーマットで供給する。その上位におかれる実行ソフトウエアは、車両特有に相応に所望の表示形態で適合化される。例えばナビゲーションデータの表示をユーザーの希望に合わせて変更する場合には、処理ソフトウエアのみを交換するだけでよい。それにより、最小のコストで種々異なる多くのシステムを創り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  電子システムの概略的な層モデルを示した図である。
【図２】  電子システムのハードウエア構造を概略的に示した図である。
【図１】
0004741144.tif 000002
【図２】
0004741144.tif 000003