用于车辆和辅助设备组合的控制单元和控制系统的制作方法

本申请涉及一种控制单元和控制系统，用于车辆和至少一个连接到该车辆的辅助设备的组合。

背景技术：

多用途车辆在农业和公共设施中执行各种任务。这些任务例如可包括铲雪、割草、收割、施肥、耕田或伐树。多用途车辆通常牵引或推动用于预定任务的辅助设备。由于存在很多种任务，因此相应开发了多种辅助设备。这些辅助设备有时也会因制造商的不同而不同。因此，并非每一辆多用途车辆都能控制和操作每一台辅助设备。

市场上涌现了越来越多的辅助设备，相较之前的版本，这些辅助设备更加智能化和/或专业化。到目前为止，这种多样性是通过不断调整牵引机来解决的。因此，驾驶员的驾驶舱中可能堆满了大量的监控屏幕和操作元件。每台辅助设备均需要提供单独的操作元件。在需要快速更换辅助设备的情形下，尤其是驾驶员还可能忽略检测特定辅助设备的操作元件以及安装新的操作元件的情节下，会使得驾驶舱非常混乱。

由于多用途车辆非常昂贵，人们将试图尽可能长时间地使用这些车辆。因此，20年或更长的工作寿命的多用途车辆并不罕见。在工作寿命期间，还必须确保为该多用途车辆所需的每个新辅助设备均与该多用途车辆兼容。多用途车辆和辅助设备之间的系统控制尤其可能会导致较大问题。人们很早就意识到了这些问题。

首先开发了相容性农业总线系统系统被认为是的跌代更新。实现了多用途车辆与辅助设备之间不同接口的标准化这一基本任务。这包括插头、线路、数据格式和接口的统一化。

然而，因为存在多种规范，尚未成为一种一贯的标准，这种规范有时是公司特有的规范。例如，配备的多用途车辆可以具有ut(通用终端)和作业计算机(tecu)，然而却不一定包括任何其他部件。此外，还包括公司具体标准。

每次将新系统和/或标准引入到多用途车辆中后，对所有部件进行改装和/或安装除了成本比较高并因此导致不经济外，还使得大量的系统几乎不可能实现。

de102011006052a1公开了一种用于农业牵引机和农业牵引机联接装置的组合的控制系统。该控制系统包括牵引机控制单元和设备控制单元。该牵引机控制单元用于调节牵引机的速度。该设备控制单元用于控制设备的功能，同时联接到该牵引机控制单元，从而将设备速度要求传递至该牵引机控制单元。

ep1277388a1公开了一种农业设备的控制系统，其中与该该农业设备连接的多个传感器可以影响该设备的操作。例如，这些传感器可以确定收割机的土壤稠度，从而整个农业设备对土壤稠度该作出反应，进而对其性能进行调整。

技术实现要素：

本申请目的在于提供用于车辆和联接到该车辆的至少一台辅助设备的组合的一种数字控制单元和一种控制系统，该数字控制单元和该控制系统可实现将不同的辅助设备与该车辆的灵活联接。

本申请另一目的在于提供用于车辆和与该车辆互联的至少一台辅助设备的组合的一种数字控制单元和一种控制系统，该数字控制单元和该控制系统可实现将简单的改进和维护。

独立权利要求的技术主题实现了一个或多个技术目的。各个从属权利要求中列出了优选设计。

根据本申请的数字控制单元具有用于控制车辆或辅助设备的至少一个部件的中央处理器单元，并且配备有控制程序单元，该控制程序单元仅存储在该控制单元中并且在该控制单元中运行。

部件表示车辆或辅助设备的一部分，该部件可以通过电力、电子、机械或液压控制。其他同样可能的控制方式例如为压缩空气。例如，部件可以是马达、喷嘴或传感器。

“控制”包括对该部件的激活、关闭、调节和读取。其他同样可能的“控制”例如为中断或发送信号。

所述数字控制单元具有到数据总线的接口，通过所述接口，多个操作元件可联接到所述控制单元，该控制单元也可与一个或多个其他控制单元联接。当该操作元件被激活时，生成激活通知并通过该数据总线发送。所述激活通知至少包括关于激活类型的信息以及关于已经生成该激活通知的所述操作元件的信息。该控制程序单元具有本地分配模块，该本地分配模块从数据总线读取联接到车辆数字控制单元的特定部件的激活通知，并向该部件发送相应的控制信号。所述控制程序单元具有中央分配模块，当一个操作元件被新分配给一个部件，所述中央分配模块向所述本地分配模块或其他控制单元生成通知，并通过数据总线将该通知发送至各个分配单元，从而将操作元件的分配存储到该部件中，进而所有通过该数据总线从相应的操作元件分别发送到该部件，以相应地控制该部件。

因此，该数字控制单元可以设置在车辆和/或辅助设备上，该车辆和该辅助设备可以彼此联接。其中，原则上可以通过本地分配模块和至少一个中央分配模块将该操作元件随机分配给车辆或辅助设备的部件。任何辅助设备都可以通过这种方式与车辆组合，同时确保辅助设备的简单操作。因此，实现了辅助设备和车辆的灵活组合。

原则上，几台车辆也可以彼此联接，或者几台辅助设备也可以在一台车辆上彼此联接。也可以将几台辅助设备彼此联接，并将这组辅助设备联接到车辆。由于车辆和辅助设备可以自由地与其他车辆和辅助设备连接，因此在下文中将两者一起描述为功能性装置。

因此，配置有这种数字控制单元的功能设备可以根据需要与同样具有数字控制单元的另一功能设备联接。这种数字控制单元具有至少一个中央分配模块。

对于布置有本地分配模块的各个功能设备，该本地分配模块可以与该功能设备上的一个或多个部件连接。本地分配模块控制这些部件的方式满足，该本地分配模块通过数据总线中读取特定部件的激活通知，并将相应的控制信号发送送给该部件。这些控制信号可以是激活设备本身，然后简单地传递该控制信号。然而，本地分配模块也可能将激活通知转换为控制信号，该控制信号适合于相应部件。这些控制信号可以是模拟和/或数字控制信号。

本地分配模块存储有各个操作元件分配至各个部件的分配信息。当该分配被改变时，中央分配模块生成分配通知，该分配通知至少被传输至本地分配模块，本地分配模块进而控制相应的部件改变分配。新的分配可由操作员在操作元件上手动触发。然而，也可以通过如下方式生成新的分配：特定辅助设备例如联接到车辆或联接到另一辅助设备时，或者当一个或多个操作元件联接到该辅助设备的对应部件时，该联接自动触发新的分配。

根据本申请的另一方面，提供了一种用于车辆和至少一个与该车辆连接的辅助设备的组合的控制系统。该控制系统包括：

—车辆数字控制单元，具有用于控制车辆的至少一个部件的中央处理器单元，

—辅助设备数字控制单元，具有用于控制所述辅助设备的至少一个部件的中央处理器单元，

—车辆控制单元和辅助设备控制单元之间的可断开数据连接件，其中，该可断开数据连接件包括数据总线，

—操作元件，该操作元件通过该数据连接件与该车辆控制单元以及该辅助设备控制单元连接，其中，在激活相应的操作元件时生成激活通知，并通过所述数据总线发送该激活通知，所述激活通知包括关于激活类型和关于所述操作元件的至少一项信息。

每个控制单元具有控制程序单元，该控制程序单元仅存储在相应的控制单元中并且可以在该控制单元中执行。该控制程序单元分别配备有通过数据总线进行通信的接口，使得所有控制程序单元之间可以交换数据。

车辆和辅助设备各自的控制单元的控制程序单元彼此完全独立设计。但是，各个控制程序单元可以通过数据连接相互通信。因此，可以完全独立地开发和维护控制程序单元。尽管如此，与控制单元连接的操作元件可以控制与另一控制单元连接的部件，这是因为可以通过数据连接将相应的激活通知从一个控制单元传送至另一个控制单元。

整个控制系统对用户而言为一个相容性控制系统，用户可以使用该控制系统控制车辆和所有辅助设备。只有各个控制单元之间的通信是标准化的。因此，例如该激活通知的结构是固定的。通过这种方式，可以彼此独立地开发和维护各个控制程序单元。这只需要通过数据总线进行通信的通用数据技术接口。

优选地，这种车辆控制单元和/或至少一个辅助设备控制单元配置有中央分配模块。

每个控制程序单元可具有输出程序模块，用于发布反映控制程序单元和/或联接到控制程序单元的部件的状态信息，其中该输出程序模块生成控制命令，通过该控制命令可以在输出元件处直接发布该信息。

输出元件例如为监视器、扬声器和照明装置，该照明装置例如为发光二极管。由输出程序模块产生的控制命令可以由输出元件直接执行，而不需要进一步的转换或对控制命令的处理。功能装置的控制单元的输出程序模块生成控制命令的方式满足：通过数据连接将该控制命令发送到另一功能设备的控制单元的输出元件中，并在该另一功能设备的控制单元的输出元件中发布，而无需该另一控制单元进一步处理这些控制命令。该另一控制单元只需要将这些控制命令发送至输出元件。通过这种方式，可以将任何功能设备彼此联接，而无需在中央功能装置上向各个功能装置专门提供连接于该功能装置上的对应的程序单元。相反，具联接功能装置本身提供必要的程序单元以实现相应的输出。该输出可以是图像信号或声音信号。

车辆可以具有用于联接辅助设备的联接件，该联接件具有用于至少一个电气的线路驱动轴和/或插入式连接器，和/或用于液压线路的插入式连接，以及/或者用于气动线路的插入式连接。车辆和辅助设备的控制程序单元能够仅仅通过指令、请求、命令影响车辆和/或与该车辆联接的辅助设备的操作，并通过该指令、请求、命令来定义联接件的机械、电气、液压或气动能力。"能力"一词在这里不是指物理能力，而是一种比喻意义上的能力，从而清楚地定义了联接区域中的联接分量的影响。例如，可以将液压或气动能力定义为压力值或压力范围。电气能力可以定义为电流值、电压值或也可以定义为电容量。机械能力例如可以定义为扭矩、速度或更狭义的机械能力。这些指令、请求和命令各自可以包括所请求的上限和/或下限，所需容量或容量的精确值。因此，控制单元之间可以根据这些指令、请求和命令商定在联接件处传递的能力，而无需各自的控制单元确切了解相应的其他功能设备的功能和结构。

该车辆控制单元和/或其他控制单元中的一个优选地自动识别是否已联接到新的辅助设备控制单元。例如，可以通过由相应的控制单元向连接到该数据总线的所有设备定期发送识别电报来实现该自动识别。两个识别电报之间的时间间隔大于10毫秒，优选大于1秒，特别是大于3秒。两个连续识别电报之间的时间距离不应大于10s，最好不大于5s。识别电报优选地是每台辅助设备都能理解的标准化的通知，而无需预先通信或者在各自的装置之间发生其他连接结构。

或者，可以通过定期读取辅助设备传感器来检查是否已连接新的辅助设备。辅助设备传感器还可以主动向车辆控制单元发送信号。辅助设备传感器例如是在联接件上具有连接件的电线。如果连接了辅助设备，电线就会短路。然后，车辆控制单元检测短路。其他传感器也可以与联接件进行配准，例如压力传感器或接近传感器，

新联接的辅助设备控制单元优选地自动集成到系统中以用于数据传输。例如，自动地分配相应的地址，和/或控制单元通过主/从分配自动地彼此适配。

优选地，在联接辅助设备控制单元之后，向车辆控制单元发送初始通知。然而，车辆控制单元也可以将初始通知发送到辅助设备控制单元。这些初始通知可以包括初始连接所需的信息。例如，初始通知可以包括阻止用户操作某些系统的禁止命令，而中央分配模块分配部件和操作元件。初始通知还可以包括辅助设备的参考规范。在最简化的情况下，初始通知也可以只包含类型说明或mac地址。

辅助设备的自动识别和集成具有可以非常快速地进行联接的优点。用户只需将辅助设备机械地连接到车辆，逻辑连接就会自动完成，无需用户进一步设置。

在操作元件新分配期间，中央分配模块可以生成至本地分配模块的通知，并将该通知发送至该本地分配模块，本地分配模块的部件当前被分配至该操作元件中，从而取消分配。该通知可以是上面已经解释的分配通知，然后由该分配模块读取。然而，该通知也可以是取消分配的单独通知。

在通过控制程序单元将辅助设备联接到车辆之后，该辅助设备可以向中央分配模块发送一个或多个通知，该通知至少定义了辅助设备的部件，使得中央分配模块可以登记这些部件。还可以将车辆的相应通知发送到中央分配模块。

这些通知优选地包括部件描述和/或交互描述。

部件描述包括的信息与下述相关：在相应的辅助设备或车辆上哪些部件可用、具有到其他设备的哪些机械和电子接口、如何激活部件和/或部件可以发送哪些信息。

交互描述包括关于操作和发布元件的信息，利用这些信息可以控制相应的辅助设备。可选地，该信息可以包括附加信息，该附加信息包括关于必要接口和/或输入范围的信息，例如最小值或最大值。

该部件描述和/或交互描述可以包括图形用户界面的数据，例如车辆和/或辅助设备的部件、零件的象形图或图像描述。对图形用户界面的完整描述，也可以例如以标记语言文件(mark-uplanguagefile)的形式包括在部件描述和/或交互描述中。输出和输入可以通过该图形用户界面实现，该图形用户界面符合部件描述和/或交互描述的要求。因此，在创建图形用户界面期间可以考虑到部件描述和/或交互描述。

数据可适用现有的图形用户界面或用于创建全新的图形用户界面。

作为本申请的一部分，还可以传输用于生成图形用户界面的单独数据。然而，这样的图形用户界面必须考虑部件描述和/或交互描述的规定。

控制系统可以控制的所有部件都通过这种方式被中央分配模块注册。优选地，分配相应的操作和输出元件，并且辅助设备可以向控制程序单元发布相应的信息。此处，车辆不必首先保存辅助设备中的信息。这样做的好处在于，未知的辅助设备也可以与车辆连接。车辆或输出元件也不需要存储关于辅助设备的信息。因此，当连接另一台辅助设备时，不需要更新车辆的软件。如果作物保护装置例如作为辅助设备连接，该作物保护装置发送所有必要的信息，例如象形图、喷嘴的数量、喷嘴的位置等等。如果现在连接另一个具有更多喷嘴的作物保护装置，则信息也相应地改变，以便始终保持最新状态。不需要在车辆中设置新的信息。

操作元件优选地仅存在两类激活通知，其中一类包括逻辑值(真或假)，另一类指定激活程度的数值。这样，无论操作元件是方向盘、操纵杆、触摸屏钥匙、踏板、选择杆或其他，该激活通知都是标准的。在本地分配模块中将激活通知转换为控制信号，其中数值可以生成与所发送的数值成比例的控制信号，在预定时间段内传输的数值的整数，或传输数值的扣减额(差分)。控制信号当然也可以由相应的本地分配模块产生，该控制信号是比例和/或积分和/或微分信号的组合。因此，在分配模块处确定在操作元件处的各个部件如何对各个激活作出反应。

优选地，操作元件生成具有逻辑值的激活通道，从而存在不同类型的激活通知，对于每一种类型的激活通知：

—按下时开关；

—释放时开关；

—释放前开关；

—按下切换一次性信号(锁存)；

—释放切换一次性信号(锁存)；或

—释放前切换一次性信号(锁存)。

如果按下按钮时发生开关，则按钮一按下就会定期发送激活通知，开关一旦接收到这个命令就不再发送信号。如果在释放时发生开关，则按钮在再次释放时立即定期发送激活通知，开关一旦接收到这个命令就不再发送信号。如果在释放之前发生切换，则只要按下按钮，按钮就会定期发送激活通知。如果不再按下该按钮，则激活通知将停止。在锁存开关时，仅发送一个的简短的一次性激活通知。这里的例外是释放前锁存。在这里情况下，按下和释放时都会发送一个简短的激活通知。通过这种方式，可以对不同的部件进行不同的控制。例如，对于喇叭信号，这里的意义可能是，信号仅在按钮被释放之前产生。然而，当前照灯打开时，只要按下按钮，灯就会亮起来，并且也不应因释放而终止亮。

因此，利用相容的激活通知来替换不同的操作元件(例如，方向盘、操纵杆或带有触摸屏的秤)以控制具体部件是非常容易实现的。

例如，如果车辆与用于修剪道路侧带的辅助设备联接，车辆可以通过自动驾驶仪独立转向和驾驶，其中方向盘操作元件被分配给辅助设备的割草单元部件，以便割草单元的对准可由车辆的驾驶者通过方向盘来控制。然而，车辆的操纵杆部件分配给车辆的转向机构，以确保驾驶者可以干预车辆的运动，以便用户在必要时可以手动改变车辆的方向。

该控制系统可以具有至少一个具有电气接口的插入式连接件，用于可断开地联接操作元件，其中该控制程序单元具有一个或多个操作接口模块，用于能够与联接到该操作接口模块的操作元件通信。

提供这样的电气接口允许联接不同的操作元件，每个操作元件可以与具有任何本地分配模块的操作接口模块通信。当操作元件被激活时，操作接口各自生成激活通知。

输出元件也可以联接到该电气接口。

这种要联接的操作元件也可以同时作为输出元件，例如当该操作元件为触摸屏的情况下。

控制系统可以具有多个分配模块，其中中央分配模块可设计为同步化。分配中的任何变化都通过数据连接立即发送到其他中央分配模块，这些其他中央分配模块模块读取并存储该变化。

控制系统的控制程序单元，特别是本地分配模块优选属于层结构。所述层包括输入层、功能层和输出层。输入层包括从数据总线、传感器等读入数据的程序组件。输入层的程序组件将此数据发送给功能层的程序组件，在功能层中处理这些数据。然后由功能层的程序组件将数据发送到输出层的程序组件，然后将数据发送到部件或其他控制单元。该数据可以作为模拟或数字控制信号直接发送到部件，或者作为通知通过数据总线发送。

功能层优选分为分配层和信号层。分配层包括将传入激活通知分配给特定部件的程序组件。通过这种方式，这些激活通知被发送到信号层的程序组件，该程序组件根据激活通知为该部件生成相应的控制信号。

通过这种层结构，可以非常容易地生成和修改软件，因为软件被划分为各个组件。它们通常具有类似的设计。通过这种方式，软件构造还保证了与硬件组件或平台具有最大可能的独立性。如果被替换或调整，则只需要对相应的层进行相对较小的调整。例如，如果总线系统被替换，则只需要调整输入层，可能也需要调整输出层。

本申请另一方面涉及一种用于上述控制系统的辅助设备的适配器。该适配器可以联接到数据总线，并且具有用于辅助设备的本地分配模块。现有的辅助设备可以通过这样的适配器集成到控制系统中。

根据本申请的另一方面，提供了一种车辆，特别是牵引机，该车辆具有如上所述的数字控制单元。

根据本申请的另一方面，提供了一种具有如上所述的数字控制单元的辅助设备，其中该数字控制单元可以，但非必需地，配备有中央分配模块。

通过本申请，在该车辆控制单元上仅需要控制用于操纵车辆和激活车辆上设置的操作元件所必需的硬件，操作系统、数据结构以及分配模块。车辆本身不保留关于辅助设备的内建详细信息，例如部件描述和/或交互描述，这些描述由辅助设备保留并且在车辆机械联接到该辅助设备之后由辅助设备自动提供可用性。

所保留的信息可优选地包括授权信息，该授权信息授权利用所保留的信息在车辆上执行特定行为。例如，该信息可以是证书文件。当连接了被操控的辅助设备时，授权信息可以防止车辆被操控、损坏或被盗。

附图说明

下面将参考附图示例性地对本申请进行描述，附图说明如下：

图1a示意性地示出了根据本申请的车辆和已联接辅助设备的组合的控制系统的侧视图；

图1b为控制单元的框图；

图1c为用于车辆和辅助设备之间的连接点的联接件的部件的透视图；

图2a和2b为控制系统、控制元件和操作元件的示意性结构；

图3a为用于车辆操作的软件结构的示意性结构图；

图3b为软件的层结构的示意性结构图；

图4a为显示可视化的示意图；

图4b为在没有控制程序单元的情况下辅助设备的可视化的示意图；

图5a为车辆的内部控制结构的示意性结构图；

图5b为内部总线结构示意图；

图5c为内部总线结构的另一示意图；

图6为车辆数据总线的示意性结构图；

图7示出了动力系数据总线的示意性结构图；

图8为车辆控制单元和辅助设备控制单元之间的总线结构的示意性构造；

图9示出了联动装置示意性结构图；

图10示出了参数电报的示意图；

图11a示出了映射的示意图；

图11b示出了映射的另一示意图；

图12为示出电报操作元件的示意图；

图13为示出控制支撑阀的示意图；

图14示出了显示器和辅助设备之间的通信的示意图；

图15为示出在没有网络浏览器的情况下显示器与辅助设备之间的替代性通信的示意图；

图16为在连接点处的控制辅助设备与车辆控制器的可能组合的示意图；

图17为通过辅助设备上的控制程序单元控制辅助设备的可能组合的示意图；以及

图18为通过连接点处的控制单元控制辅助设备与车辆控制和经由其操作元件的复杂的辅助设备控制进行组合，该操作元件通过其他连接方式连接到该车辆。

具体实施方式

根据本申请第一实施例的控制系统3包括车辆1、数据总线6和辅助设备2(图1a-1c)。车辆1具有至少一个部件29、用于控制车辆的至少一个部件的数字控制单元4、用于操作车辆和/或辅助设备的部件的操作元件7，用于表达关于车辆和/或辅助设备的部件的信息的输出元件23和操作员终端显示器25。该辅助设备2具有至少一个部件29、用于控制辅助设备的至少一个部件的数字控制单元5。

部件29例如可以是发动机、控制器、用于子系统32的控制电报的程序组件或用于阀31的程序组件。

原则上，下文将计算机程序描述为模块，并将设备描述为元件。输出元件23例如是用于发布信息的设备，而输出实现模块124是在输出元件23处提供的计算机程序。

车辆控制单元4(图1b)具有处理器单元41、电源连接42、至少一个外部接口43和存储器单元44，它们以一种惯常且已知的方式相互转接，即，以适当的方式通过数据线进行信号互连，并通过电力供应进行能量互连。处理器单元41具有数据管理单元411、数据存储单元412和数据传送单元413。辅助设备控制单元5的设计类似于车辆控制单元4。

数据总线6由两个数据总线9、can总线9a和以太网9b构成。can总线9a作为稳定总线，主要用于传输激活通知和实施通知。快速以太网9b连接主要用于可视化。相应的插入式连接位于车辆和辅助设备之间的连接点61处。操作元件7可以是按钮、方向盘、操纵杆、键盘、调节器或触摸屏等。输出元件23可以是监视器、文本显示器、灯、扬声器、警报器或打印机等。操作员终端显示器25包括输出实现模块124和操作元件模块13，并且基本上是输出元件23和操作元件7的组合。操作者终端显示器25的设计满足：操作元件模块13包括能够示出信息的软件，该信息通过以太网数据总线9b接收。在最简单的情况下，该软件为网络浏览器33。

车辆1和辅助设备2可以在联接件61处分离和连接。该联接件61具有联接板6100。

该联接板6100描述如下(图1c)。

联接板6100用于形成电气、电子、液压和/或气动连接。该联接板6100包括近似水平的基板6101。该基板6101可配备有多个电气、电子、液压和/或气动以及机械连接元件。

在该基板6101上至少形成两个液压连接装置6113。该两个液压连接装置6113用于启动安装在几乎所有可连接模块上的悬臂板气缸。该基板还提供有至少一个用于在车辆的控制装置之间提供电子连接的电子连接装置6102。该电子连接用于识别模块或拖车或辅助设备的类型。该基板6101上还设置有至少一个电连接装置6103。该电连接装置用于激活辅助设备上的灯光(例如制动灯、前灯、后灯、位置灯或警示灯)。

两个电触点，控制触点6104通过将对接插入件与对接保持器联接而实现电连接，用于检测该对接插入件是否被完全拉入该对接保持器中，并且可激活固定和/或锁定装置。在基板6101中还设置有气动连接装置114。

在连接根据本申请的两个联接板时，以下连接同时产生，所述联接板用于连接车辆和辅助设备：

—电气连接(灯、电源)；

—电子连接(can总线9a，可选以太网9b)；

—车辆液压和工作液压的液压连接；

多达六个双作用液压控制单元，最大流量为100升/分钟；

超功率连接，最大流量为180升/分钟；

—辅助设备上悬臂板的液压连接；

—压缩空气供应；

—用于附加轴模块和/或待联接拖车或辅助设备的压缩空气制动器。

控制程序单元8存储在并运行于数字控制单元4和5中(图2a和2b)。控制程序单元8包括各个控制单元的所有计算机程序，用于控制与控制单元30连接的部件30，并用于与其它控制单元或控制程序单元8通信。控制程序单元8具有用于与其它控制程序单元和本地分配模块11通信的数据总线接口10。车辆控制单元8a的控制程序单元还包括中央分配模块12。

本地分配模块11用于根据相应的激活通知来控制与各个控制单元连接的部件29。本地分配模块11与相应部件29的至少一个部件模块30连接。中央和本地分配模块12、11a和11b通过数据总线接口10与数据总线9相连。

该操作元件7包括操作元件模块13，该操作元件模块13通过数据总线接口10与数据总线9相连。输出元件23包括输出实现模块124，该输出实现模块124通过数据总线接口10与数据总线9连接。操作员终端显示器25具有通过数据总线接口10与数据总线9连接的操作员终端显示模块26。

该本地分配模块11包括操作元件控制程序组件19、映射程序组件14功能程序组件15和硬件控制程序组件16。辅助设备11b的本地分配模块还包括操作员终端显示控制程序组件28。辅助设备11b的本地分配模块还包括网络可视化，下文称之为webvisu20，该可视化生成可显示的可视化效果，尤其在网页中。这些可视化是部件描述和交互描述的一部分，并包括辅助设备信息等。该辅助设备信息例如包括辅助设备11b的图像显示、辅助设备11b的任务状态、辅助设备11b的当前和/或预设参数。因此，生成发送到操作员终端显示器25的图形用户界面。可以在该图形用户界面实现输出和输入。

本地分配模块11内的各个程序组件通过逻辑数据连接彼此连接(图3-4b)。各个本地分配模块11的操作元件控制程序组件19通过can总线9a彼此连接。硬件控制程序组件16也通过can总线91从本地分配模块连接。辅助设备11b的本地分配模块的webvisu20通过以太网9b与操作员终端显示控制模块28连接。

控制系统的软件结构，特别是本地分配模块11被分成几层(图3b)。该层包括操作元件层ik12、输入层ik8、分配层ik9、信号层ik10输出层ik11和设备控制层ik13。操作层ik12例如包括操作元件模块13，以及电报发送模块ik7，该电报发送模块ik7将电报从操作元件模块13发送到辅助设备控制单元5。电报从该层发送到下一层，即输入层ik8。输入层ik8包括操作元件控制程序组件19。随后是分配层，分配层包括映射程序组件14。随后的层是信号层ik10，信号层包括功能程序组件15。随后是具有硬件控制程序组件16的输出层ik11。辅助设备控制单元5向操作元件控制程序组件19发送电报。设备层ik13在输出层ik11之后。

在该实施例中，车辆1的内部控制结构被划分为三个区域(图5a、5b、5b)：主牵引车区域is1、驾驶区域is2(也称为dricosoft)和车辆数据区域is3,也称为vds(车辆数据系统)。

主牵引机区域is1包括以下操作元件7：

主牵引机区域is1包括以下部件29:

·2个6can比例阀is13(a-l)

·通信单元，is15

·io冷却风扇控制器is24

主牵引机区域is1还包括:

·操作员终端显示器25

·作为输出元件23的驾驶操作显示器，例如is16

·作为车辆控制单元4的底盘控制单元，例如车身控制器is17

主牵引区域is1的所有这些部件都与车辆数据总线is4(图6)相连，这些部件通过该总线彼此通信。通信优选通过具有j1939协议的车辆数据总线进行。can总线9a连接到作为车辆控制单元4的底盘控制单元is17，该can总线9a还通过前面的连接点61a和后面的连接点61b与其它控制单元5连接(图8)。

vds区域is3包括以下部件29:

·变速箱调节器驱动调节器，例如is18

·废气后处理，例如来自is19

·发动机控制单元，例如来自公司is20

·电子制动调节系统，例如abs/asris21

此外，vds区域is3包括作为操作元件7的操作员扶手is12。

驱动区域is2包括以下部件29:

·转向控制，例如ttc-32sis22

·悬挂控制，例如ttc-580is23

vds区域is3和驱动区域is2的所有这些组件都与动力系统数据总线is5(也称为动力系)连接。这些部件通过该动力系统数据总线相互通信。动力系统数据总线is5优选采用协议j1939。动力传动系数据总线is5还与操作员终端25、底盘控制单元is17、主牵引车区域is1的驾驶操作显示器is16和通信单元is15相连。动力传动系j1939数据总线is5还与下列部件连接(图7)：

·服务接口is25

·右侧操纵杆is11b

·转向系统(ets)的控制单元(ecu)1is26

·转向系统(ets)的控制单元(ecu)4is27

·转向系统(ets)的控制单元(ecu)3is28

·转向系统(ets)的控制单元(ecu)2is29

·转向系统(ets)的控制单元(ecu)1is30

下面将参考图1和图2，通过实施例说明将辅助设备2连接到车辆1的方法。当该辅助设备2通过数据总线6在连接点61处与车辆1机械和电子连接时，在数据总线9a/9b处识别所有辅助设备控制单元5。

因为车辆控制单元4定期发送识别电报。新识别的辅助设备控制单元5被自动初始化并集成到系统中，用于数据传输。其他自动集成方法也是可行的。该方法也可以不需要初始化。

然后，辅助设备控制单元5的控制程序单元8b向中央分配模块12通知其需要哪些输出元件23和操作元件7。

为此，部件描述和交互描述发送到中央分配模块12。该信息描述了辅助设备2，尤其是部件，如何控制以及需要哪些操作和输出元件。

然后，中央分配模块12获得车辆控制单元4的本地分配模块11和操作元件7的必要输出元件23的权利，并将该输出元件23分配至辅助设备控制单元的本地分配模块11。驾驶员可以通过操作元件7控制该分配。中央分配模块12发送分配通知，也称为分配电报，通过can总线9a连接到所有本地分配模块11，其中确定将输出元件23和操作元件7分配给部件29和相关联的本地分配模块11。这些通知的存储方式为，经由数据总线发送的所有激活通知都由相应的操作元件7发送至分配的部件29，从而相应地控制这些部件。

还可以通过辅助设备11b的本地分配模块向车辆1的部件发送请求。这些请求包括限制以及命令。该请求例如可以是车辆1的最大速度，或者指示车辆1沿着预定路线行驶。

下面参考图4a，通过实施例示例解释用于可视化辅助设备信息的方法。操作者终端显示器25用于图示辅助设备信息的可视化。在该实施例中，通过安装在操作员终端显示器25上的网络浏览器33实现该可视化。辅助设备11b的各个本地分配模块在此提供显示在网络浏览器33(图14)上的信息。该信息在webvisu模块20中生成。操作员终端显示器25可以进一步示出关于车辆1本身的部件29的信息。因此，它还包括webvisu20的特征。

操作员终端显示器25或者webvisu20将该参数电报2发送到相应的本地分配模块11中的映射程序组件14和功能程序组件15。同时，经由页面id34从操作员终端显示器25或webvisu20发送数据请求到映射程序组件14和功能程序组件15(图10)。可以以参数电报22的形式发送分配通知和激活通知。因此，数据电报依次经由页面id21从映射程序组件14和功能程序组件15发送内容回答，并返回到操作员终端显示器25或webvisu20。

参数电报22包括关于控制id、参数id和相应新值的信息。例如，如图10所示，对于车辆1中的参数电报组件22，参数xy可以例如被设置为100％，该信息然后被发送到由车辆控制单元4执行的映射程序组件14和功能程序组件15。

下面参照图3说明通过车辆1的操作元件7控制辅助设备2的方法。

车辆1的操作元件7是车辆操作的核心元件。通过操作元件控制程序组件19读取相关操作元件7的用户信息，并通过软件技术处理该用户信息。例如，该软件技术包括数字化和增量。将车辆11a的本地分配模块的操作元件控制程序组件19的用户信息通过操作元件电报17(也被称为激活通知)发送到车辆11a的本地分配模块的映射程序组件14，并经由can总线9a传输到辅助设备11b的本地分配模块的操作元件控制程序组件19。信号从该控制程序组件19处被发送到本地映射程序组件14。

在映射程序组件14中映射之后，信息能够影响某些功能程序组件15。然后，将相应的信息与其他功能程序组件15一起发送到硬件控制程序组件16，而不必要等待操作元件信号。可以硬件控制程序组件16处直接控制部件模块30，或者该信息被路由回车辆11a的本地分配模块和本地硬件控制程序组件16，从而在该本地分配模块和本地硬件控制程序组件16中控制该部件模块30。

例如，可以在车辆1中按下按钮。辅助设备2识别此按钮压力，并使车辆1中的显示器亮起。

以下参照图11a和图11b，通过实施例示例说明映射程序组件14s中的映射。控制元件电报35包括控制id143、参数id144和相关值145。该控制元件电报35传递操作元件7的激活和偏转。该控制元件电报35首先绑定在映射程序组件14中的多路复用器141中，其中对应参数144的值145被切换到功能程序组件15。还可以根据控制id143来发送完整的数据集，例如驾驶员id的变更。映射程序组件14包括用于不同操作元件7的不同多路复用器141。例如，为操纵杆提供的多路复用器或者为按钮提供的多路复用器。在功能程序组件15之后，信号被发送到解复用器142。该解复用器142是硬件控制程序组件16的一部分，用于控制各个部件模块30。

·按下时开关；

·释放时开关；

·释放前开关；

·按下时发出一次性信号(锁存)；

·释放时的一次性信号(锁存)；

·释放前的一次性信号(锁存)(仅在释放时才会切换回来)。

除了方向和偏转之外，滑动装置、方向盘或操纵杆等转向元件还可以以三种不同的必须考虑到的方式工作:

·差速指示，即确保快速移动比缓慢移动具有更强的控制

·比例指示，即控制与转向元件的偏转成比例

·整合指示，即控制与偏转的整合路径成比例，这确保在正偏转后返回零位仍然影响正转向。

下面将参考图12，通过实施例说明由操作员扶手is23和左操纵杆11a产生操作元件电报。通过经由动力系数据总线is5的电报和经由车辆数据总线is4由左操纵杆11的控制信号，来自驾驶员扶手is23的控制信号被车辆控制单元4接收。然后选择可自由移动的元件。通过该自由移动的元件可以发送映射通知和内部功能通知，或者生成操作元件电报。然后，通过动力系数据总线is5和/或can总线9a将该电报发送至辅助设备控制单元。

下面将参照图13，通过实施例说明对支撑阀is12的控制。首先，通过数据总线接口10从can总线9a接收电报至该车辆控制单元4。通过该电报，信号被发送以确定切换和优先级。电报的接收还控制查询是否为智能辅助设备。为此还联接有hw信号。是否为智能辅助设备这一查询的答案对转换和优先次序的影响与其对内部功能的影响一样大。在转换和优先级阀电报被创建之后，通过车辆数据总线is4将其发送到各can支撑阀is12。

由于模块化结构，可以连接不同的辅助设备2组合。例如，辅助设备2可以仅经由连接点61与车辆控制器连接(图16)。也可以通过辅助设备2上的控制程序单元8来控制(图17)。还可以通过具有车辆控制的连接点61处的控制装置来控制该辅助设备2的控制，并且通过其操作设备实现复杂辅助设备的控制，这些操作装置通过车辆中的其他连接方式进行连接(图)18)

在一实施例中，车辆1的设计可以满足：车辆1配置有可联接的附加发动机37。该附加发动机可被联接，从而大大提高了车辆的性能，并且还可通过控制系统对该附加发动机进行控制。

在另一实施例中，操作员扶手is12和服务接口is25可与车辆数据总线is4连接。

在另一实施例中，操作元件7和车辆控制单元4可以与具有外部数据总线的设备通信，例如具有can总线(j1939)9a的以及对其的操作(图9)。外部系统ib2，例如在辅助设备2上具有附加操作元件ib3和作业控制器ib4的kverneland系统，可以通过农业工程数据总线ib1(如)进行通信。外部系统ib2可包括以下部件:

任务控制器ib9可以通过数据传输单元ib6，例如wlan、gprs或存储棒与农场管理系统ib5连接。

在替代性实施例中，中央分配模块12可以是辅助设备8b的控制程序单元的一部分。

在替代性实施例中，辅助设备1没有控制程序单元8，这意味着不是所有信息都经由webvisu20(图4b)自动提供。如果是这种情况，则利用操作员终端显示器25上的辅助设备的手动输入来激活其他标准显示页面。还联接有hw信号，并且通过辅助设备id在功能程序组件14中激活其他标准功能。

在替代性实施例中，作为输出元件23的显示器或监视器与辅助设备控制单元4之间的通信不仅仅可以通过网络浏览器实现(图15)。输出实现模块124存储在输出元件23处，并且可以在该输出元件23中执行，输出元件23在该示例中为显示器。图形和显示输入字段ik2的预定义目录存储在显示器中。这使得所定义的图像ik1a可用于存储器程序组件，然后可通过输出实现模块124使其可视化。输出实现模块124向车辆控制单元4的功能程序组件4发送循环电报ik3，该功能程序组件4返回循环数据电报ik4。功能程序组件4还将辅助设备ik1b的定义图像信息发送到存储器程序组件，该定义图像信息包括来自由存储器程序组件定义的显示器ik1a的图像的其他非循环请求ik5。然后，存储器程序组件ik1b发送非循环定义电报ik62至图形和显示输入字段ik2的预定义目录。

附图标记

1车辆

2辅助设备

3控制系统

4车辆控制单元

41处理器单元

42电源

43外部接口

44存储单元

411数据管理单元

412数据存储单元

413数据传输单元。

5辅助设备控制单元

6数据总线

61连接点

61a前连接点，前对接点

61b后连接点，后对接点

7操作元件

8控制程序单元

8a车辆控制程序单元

8b辅助设备控制程序单元

9acan总线

9b以太网

10数据总线接口

11本地分配模块

11a车辆本地分配模块

11b辅助设备本地分配模块

12中央分配模块

13操作元件模块

14映射程序组件

15功能程序组件

16硬件控制程序组件

17操作元件电报，激活通知

18远程电报

19操作元件控制程序组件

20网络可视化(webvisu)

21数据电报

22参数电报

23输出元件

24输出程序组件

25操作员终端显示

26操作员终端显示模块

28操作员终端显示控制程序组件

29部件

30部件模块

30a车辆部件模块

30b辅助设备部件模块

31输出/阀程序组件

32分系统用控制电报的程序组件

33网络浏览器

34页面id的数据请求

35控制单元电报

36功能设备

37可联接的附加发动机

124输出实现模块

141多路复用器

142解复用器

143控制id

145操作值id

146驾驶员id

6100联接板

6101基板

6102电子连接装置

6103电气连接装置

6104电气控制触点

6113液压连接装置。

6114气动连接装置。

is1主牵引区

is2驱动区

is3车辆数据区

is4车辆数据总线

is5传动系数据总线

is6io控制器1

is7io控制器2

is8io控制器3

is9io控制器4

is10io控制器5

is11a左操纵杆

is11b右操纵杆

is12操作员扶手

is13a-lcan支持阀

is15通信单元

is16驾驶操作显示器

is17底盘控制装置

is18传动调节器变速箱调节器

is19废气后处理

is20发动机控制装置

is21电子制动调节系统

is22转向控制

is23悬挂控制

is24io冷却风扇控制器

is25服务接口

is26转向系统(ets)的控制单元(ecu)1

is27转向系统(ets)的控制单元(ecu)4

is28转向系统(ets)的控制单元(ecu)3

is29转向系统(ets)的控制单元(ecu)2

is30转向系统(ets)的控制单元(ecu)1

ib1农业工程数据总线

ib2外部系统

ib3附加操作元件

ib4作业控制器

ib5农场管理系统

ib6数据传输单元

ib7虚拟终端

ib8牵引机控制单元

ib9任务控制器

ib10文件服务器

ib11用于全球定位系统的接收机单元

ik1a存储器程序组件，输出元件的定义图像

ik1b存储器程序组件，辅助设备的定义图像

ik3循环电报

ik4循环数据电报

ik5非循环请求

ik6非循环定义电报

ik7电报发送

ik8输入层

ik9分配层

ik10信号层

ik11输出层

ik12操作元件层

ik13器件层