DE10325164B4 - Bus system in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Bussystem in einem Kraftfahrzeug, wobei das Bussystem mindestens ein sicherheitsrelevantes Steuergerät (3–8) und mindestens ein Steuergerät (3, 4) umfasst, das in einem unfallgefährdeten und/oder einem von außerhalb des Kraftfahrzeuges zugänglichen Bereich des Kraftfahrzeuges angeordnet ist, wobei zwischen dem mindestens einen im unfallgefährdeten und/oder von außen zugänglichen Bereich angeschlossenen Steuergerät (3, 4) und dem übrigen Bussystem (5–8) ein Schaltelement angeordnet ist, wobei mittels des Schaltelementes die Buskommunikation zwischen dem Steuergerät (3, 4) und dem übrigen Bussystem (5–8) unterbrechbar ist, das Schaltelement über mindestens ein Steuergerät (5) des übrigen Bussystems (5–8) ansteuerbar ist, wobei das Schaltelement in Abhängigkeit von Fahrzeugzuständen und/oder der Buskommunikation ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltzustand des Schaltelementes den mit dem im unfallgefährdeten und/oder von außen zugänglichen Bereich angeordneten Steuergerät (3, 4) kommunizierenden Steuergeräten (5–8) übermittelbar ist, wobei die mit dem im unfallgefährdeten und/oder von außen zugänglichen Bereich angeordneten Steuergerät (3, 4) kommunizierenden Steuergeräte (5–8) derart ausgebildet sind, dass diese bei ausbleibenden Nachrichten von im unfallgefährdeten und/oder von außen zugänglichen Bereich angeordneten Steuergerät (3, 4) nur einen Fehlereintrag vornehmen, wenn der Schaltzustand des Schaltelements geschlossen ist und/oder wenn eine anhaltende Störung der Buskommunikation erfasst wird, die zu einem Öffnen oder Sperren des Schaltelements führt.Bus system in a motor vehicle, wherein the bus system comprises at least one safety-related control unit (3-8) and at least one control unit (3, 4), which is arranged in an accident-prone and / or accessible from outside the motor vehicle area of the motor vehicle, wherein between the at least one in the accident-prone and / or externally accessible area connected control unit (3, 4) and the remaining bus system (5-8) is arranged a switching element, said means of the switching element bus communication between the control unit (3, 4) and the rest of the bus system (5-8) is interruptible, the switching element via at least one control unit (5) of the remaining bus system (5-8) is controllable, wherein the switching element in response to vehicle conditions and / or the bus communication is controlled, characterized in that the switching state of Switching element with the accident-prone and / or externally accessible Be richly arranged control unit (3, 4) communicating control devices (5-8) can be transmitted, wherein the in the accident prone and / or externally accessible area arranged control unit (3, 4) communicating control devices (5-8) are designed such that these in the absence of messages in accident-prone and / or externally accessible area arranged control unit (3, 4) make only an error entry when the switching state of the switching element is closed and / or if a persistent failure of the bus communication is detected, the opening or Locking the switching element leads.
Description
Die Erfindung betrifft ein Bussystem in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein zugehöriges Verfahren zur Kommunikationssteuerung in einem solchen Bussystem.The invention relates to a bus system in a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1 and an associated method for communication control in such a bus system.
In modernen Kraftfahrzeugen nimmt die Anzahl der Steuergeräte kontinuierlich zu. Dabei ist es weiter bekannt, verschiedene Steuergeräte in einem Bussystem zusammenzufassen, wobei die unterschiedlichen Bussysteme über Gateways Daten austauschen können. Allerdings ist der Datenaustausch über Gateways relativ aufwendig und zeitkritisch. Daher wird versucht, häufig miteinander kommunizierende Steuergeräte möglichst in einem gemeinsamen Bussystem anzuordnen. Beispiele für unterschiedliche Bussysteme in einem Kraftfahrzeug sind der sicherheitsrelevante CAN-Antrieb, CAN-Komfort, Subbus-Systeme und/oder Multimedia-Bussysteme. Die Steuergeräte in einem sicherheitsrelevanten Bussystem müssen dabei möglichst gegen manipulierende Eingriffe von außen geschützt werden. Des weiteren sollen diese möglichst in crashsicheren Bereichen des Kraftfahrzeuges angeordnet werden, um einen System-Ausfall bei einem Unfall zu vermeiden. Diese Forderungen divergieren jedoch zu der Anforderung, häufig miteinander kommunizierende Steuergeräte möglichst in einem Bussystem anzuordnen.In modern motor vehicles, the number of control units is increasing continuously. It is also known to combine various control units in a bus system, the different bus systems can exchange data via gateways. However, the data exchange via gateways is relatively complicated and time-critical. Therefore, it is attempted to arrange frequently communicating ECUs as possible in a common bus system. Examples of different bus systems in a motor vehicle are the safety-relevant CAN drive, CAN comfort, sub-bus systems and / or multimedia bus systems. The control units in a safety-relevant bus system must be protected against manipulation from the outside as far as possible. Furthermore, these should be arranged as possible in crash-safe areas of the motor vehicle in order to avoid a system failure in an accident. However, these requirements diverge to the requirement to arrange often communicating ECUs as possible in a bus system.
Aus der
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Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Bussystem in einem Kraftfahrzeug, wobei das Bussystem mindestens ein sicherheitsrelevantes Steuergerät und mindestens ein Steuergerät umfasst, das in einem unfallgefährdeten und/oder von außen zugänglichen Bereich des Kraftfahrzeuges angeordnet ist, derart zu verbessern, sodass eine Sicherheit gegen manipulative Eingriffe von außen erreicht und/oder ein unfallbedingter Systemausfall vermieden wird, sowie ein geeignetes Verfahren zur Kommunikationssteuerung in einem solchen Bussystem bereitzustellen.The invention is therefore based on the technical problem of a bus system in a motor vehicle, wherein the bus system comprises at least one safety-related control unit and at least one control unit, which is arranged in an accident-prone and / or externally accessible area of the motor vehicle to improve such that a Security against manipulative interference from the outside reached and / or an accidental system failure is avoided, and to provide a suitable method for communication control in such a bus system.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the technical problem results from the objects with the features of
Hierzu ist zwischen dem mindestens einem im unfallgefährdeten und/oder von außen zugänglichen Bereich angeordneten Steuergerät und dem übrigen Bussystem ein Schaltelement angeordnet, wobei mittels des Schaltelementes die Buskommunikation zwischen dem Steuergerät und dem übrigen Bussystem unterbrechbar ist. Das Schaltelement wird dabei mittels eines im übrigen Bussystem angeordneten Steuergerätes in Abhängigkeit von Fahrzeugzuständen und/oder der Buskommunikation angesteuert. Hierdurch kann das Steuergerät bedarfsweise von übrigen Bussystemen abgekoppelt werden. Beispielsweise kann so verhindert werden, dass Kurzschlüsse oder ähnliche Schäden nach einem Unfall auf das übrige Bussystem Einfluss haben. Des weiteren kann bei einer sicherheitsrelevanten Buskommunikation das von außen zugängliche Steuergerät abgetrennt werden, so dass die sicherheitsrelevante Buskommunikation von außen nicht abgehört werden kann. Somit wird mit relativ einfachen und kostengünstigen Mitteln ein hohes Maß von Zugriffssicherheit bzw. Systemsicherheit erreicht.For this purpose, a switching element is arranged between the at least one arranged in the accident and / or externally accessible area control unit and the rest of the bus system, by means of the switching element, the bus communication between the controller and the rest of the bus system can be interrupted. The switching element is controlled by means of a control system arranged in the rest of the bus system as a function of vehicle conditions and / or the bus communication. As a result, the control unit can be disconnected from other bus systems as needed. For example, it can be prevented that short circuits or similar damage after an accident on the rest of the bus system influence. Furthermore, in a safety-relevant bus communication, the externally accessible control unit can be disconnected, so that the security-relevant bus communication can not be eavesdropped from the outside. Thus, a relatively high degree of access security or system security is achieved with relatively simple and inexpensive means.
Dabei wird der Schaltzustand des Schaltelementes den Steuergeräten übermittelt, die mit dem Steuergerät im unfallgefährdeten und/oder von außen zugänglichen Bereich kommunizieren. Diese können dann auf Fehlereinträge aufgrund fehlender Nachrichten vom Steuergerät verzichten, wenn das Schaltelement offen bzw. gesperrt ist. Alternativ oder kumulativ ist vorgesehen, dass bei einer Trennung aufgrund einer anhaltenden Störung der Buskommunikation ein Fehlereintrag dennoch erfolgt.In this case, the switching state of the switching element is transmitted to the control units, which communicate with the control unit in the accident-prone and / or externally accessible area. These can then waive error entries due to missing messages from the control unit when the switching element is open or locked. Alternatively or cumulatively, it is provided that, in the case of a separation due to a persistent malfunction of the bus communication, an error entry nevertheless takes place.
Dabei wird bei einer anhaltenden Störung der Buskommunikation das Schaltelement gesperrt oder geöffnet. Ist das Bussystem beispielsweise als CAN-Bus ausgebildet, so wird ein Steuergerät in „Bus-Off” geschaltet, wenn dieses über eine bestimmte Zeit keine gültigen Botschaften empfängt. Nach einer bestimmten Bus-Off-Zeit wird dann das Steuergerät wieder zugeschaltet. Erfolgt dann wieder ein „Bus-Off”, so deutet dies auf einen physikalischen Fehler hin. Durch die Trennung durch öffnen bzw. sperren des Schaltelementes kann gegebenenfalls die Ursache (z. B. Kurzschluss im unfallgefährdeten Bereich) für den Bus-Off für das übrige Bussystem beseitigt werden.In this case, the switching element is locked or opened at a persistent failure of the bus communication. If the bus system is designed, for example, as a CAN bus, then a control device is switched to "bus-off" if it does not receive valid messages over a certain period of time. After a certain bus-off time then the controller is switched on again. If a "bus-off" occurs again, this indicates a physical error. Due to the separation by opening or blocking of the switching element, the cause (eg short-circuit in the accident-prone area) for the bus-off for the rest of the bus system can be eliminated if necessary.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schaltelement als Relais ausgebildet. Der besondere Vorteil von Relais ist die galvanische Trennung und die verhältnismäßig geringen Kosten.In a preferred embodiment, the switching element is designed as a relay. The particular advantage of relays is the galvanic isolation and the relatively low cost.
Aufgrund der niedrigen Ströme auf dem Bus können vergoldete Kontakte im Relais vorzugsweise zur Anwendung kommen, die einen niedrigen Kontakt- bzw. Übergangswiderstand aufweisen. Die galvanische Trennung vereinfacht die Ausführungsform, da galvanisch nicht trennende Schaltelemente, wie beispielsweise CMOS-Elemente, einerseits sehr niederohmig und andererseits gegen Kurzschlüsse und Abhören extrem hochohmig schaltbar sein müssen, wobei auch die Spannungsfestigkeit entsprechend hoch sein muss.Due to the low currents on the bus, gold-plated contacts may preferably be used in the relay which have a low contact resistance. The galvanic isolation simplifies the embodiment, since galvanically non-isolating switching elements, such as CMOS elements, on the one hand very low impedance and on the other hand against short circuits and eavesdropping must be extremely high impedance switchable, and the dielectric strength must be correspondingly high.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird im offenen bzw. sperrenden Zustand des Schaltelementes das übrige Bussystem über einen Abschlusswiderstand abgeschlossen. Dies verhindert starke Reflexionen an der Trennstelle, da durch den Abschlusswiderstand einfach eine HF-Anpassung erreichbar ist.In a further preferred embodiment, in the open or blocking state of the switching element, the rest of the bus system is terminated via a terminating resistor. This prevents strong reflections at the point of separation, since the terminating resistor makes it easy to achieve an HF adaptation.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist bei abgestellter Zündung das Schaltelement offen bzw. gesperrt und die Buskommunikation zwischen dem Steuergerät und dem übrigen Bussystem unterbrochen. Insbesondere die Gefahr des Abhörens ist bei einem stehenden Fahrzeug sehr groß, so dass die abgeschaltete Zündung KL 15 = aus vorzugsweise ein schaltauslösender Fahrzeugzustand ist. Dadurch kann verhindert werden, dass beispielsweise Kommunikation und/oder Diagnose-Nachrichten einer elektronischen Wegfahrsperre, die im übrigen Bussystem angeordnet sein könnte, abgehört werden kann.In a further preferred embodiment, when the ignition is off, the switching element is open or locked and the bus communication between the control unit and the rest of the bus system is interrupted. In particular, the danger of eavesdropping is very great in a stationary vehicle, so that the switched-off ignition KL 15 = off is preferably a switch-triggering vehicle state. This can prevent that, for example, communication and / or diagnostic messages of an electronic immobilizer, which could be arranged in the rest of the bus system, can be monitored.
Die Trennung der Kommunikation ist dabei vorzugsweise nicht allein abhängig von der Stellung der Zündung, d. h. immer wenn die elektronische Wegfahrsperre kommuniziert, erfolgt die Unterbrechung. Somit ist gewährleistet, dass auch durch am Fahrzeug angebrachte Abhöreinrichtungen die elektronische Wegfahrsperre während der Fahrt nicht abgehört werden kann.The separation of the communication is preferably not solely dependent on the position of the ignition, d. H. whenever the electronic immobilizer communicates, the interruption occurs. This ensures that the electronic immobilizer can not be intercepted while driving even by listening devices mounted on the vehicle.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist dem das Schaltelement ansteuernden Steuergerät ein Fehlerspeicher zugeordnet. Vorzugweise erfolgt ein Fehlereintrag, wenn bei geschlossenem Schaltelement keine Nachrichten oder bei offenem Schaltelement Nachrichten vom im unfallgefährdeten und/oder von außen zugänglichen Bereich angeordneten Steuergerät empfangen werden, was jeweils auf einen Relaisdefekt bzw. eine unerwünschte Brücke schließen lässt. Gleiches gilt, wenn beispielsweise bei offenem Schaltelement Nachrichten eines von außen angeschalteten Diagnosegerätes empfangen werden bzw. bei geschlossenem Schaltelement nicht empfangen werden.In a further preferred embodiment, the control element controlling the switching element is assigned an error memory. Preferably, an error entry takes place when no messages are received when the switching element is closed, or when the switching element is open, messages from the control unit arranged in the accident-prone and / or externally accessible area, which in each case indicate a relay defect or an undesired bridge. The same applies if, for example, messages are received from an externally connected diagnostic device when the switching element is open or are not received when the switching element is closed.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment. The figures show:
Das Bussystem
Anhand der
Claims (15)
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- 2003-05-27 DE DE10325164A patent/DE10325164B4/en not_active Expired - Lifetime
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