CN104821888A - 用于运行尤其是机动车的通信网络的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于运行尤其是机动车（105）的通信网络的一种方法和一种装置，其中借助于所述通信网络至少两个控制器（115-135、145-155）在通信技术上彼此连接，其中所述至少两个控制器布置在所述通信网络的相应的节点上，并且其中尤其规定，为有待在所述至少两个控制器之间传输的信息设置识别码（160-185），借助于所述识别码将所述有待传输的信息表征为能够在所述通信网络中明确地识别的信息，其中借助于所述识别码能够查询来自所述至少两个控制器的信息，借助于所述信息能够对所述通信网络的通信关系进行自动的配置。

Description

用于运行尤其是机动车的通信网络的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的、用于运行尤其是机动车的通信网络的方法。此外，本发明涉及按照相应的独立的权利要求的前序部分所述的一种计算机程序、一种用于保存计算机程序的电子存储介质以及一种控制器，借助于所述计算机程序、所述电子存储介质以及所述控制器能够执行按照本发明的方法。

背景技术

机动车的控制器之间的数据或者信息交换以本身熟知的方式借助于通信网络来进行，所述通信网络目前大多数通过总线系统、比如CAN（Controller Area Network控制器局域网络）或者FlexRay（车载网络通信协议）来实现。所述单个的控制器在此代表着所述相应的网络的节点，并且作为这样的数据的发送器和接收器起作用。在进行数据交换时，要将有待交换的信号、比如物理的测量参量或者调节参量合并为所谓的消息。

控制器尤其包括关于在所述从相应的发送器和相应的接收器方面所使用的数据格式的信息以及关于有待传输的消息本身的信息，所述各个控制器之间的通信关系目前在开发用于这里相关的控制器的控制程序之前就已经详细地得到确定。因此，所提到的、为了使机动车中的控制器联网而经常使用的、串行的总线系统CAN包括“对象识别器（Objekt-Idenfifier）”，借助于所述对象识别器来表征出有待传输的消息的内容，但是没有表征出关于接收用的控制器的信息。这样的消息的接收器借助于这种识别器仅仅判断，所接收的信息对其来说是重要还是不重要。所述识别器包括关于所述消息的、相应的发送类型和发送周期以及关于所述消息的数据结构的信息、包括在其中所包括的数据的所使用的定标。机动车的控制器之间的数据交换的配置目前由此静态地在各个控制器的控制程序的内部进行。

如果现在出现这些通信关系中的一种或者多种通信关系的后来的变化，那么不仅在发送器侧而且在接收器侧都需要这里有关的控制器的一种或者多种控制程序的、程序技术上的变化，所述变化比如涉及有待发送的以及有待接收的数据的数据格式，以便能够正确地解释在所述发送器与所述接收器之间传输的数据。所述通信关系的改变或者扩展因此要求比如以软件升级或者再编程的形式对相关的控制器的每种控制程序进行调整。

在进行时间控制的、像比如在所提到的FlexRay总线系统中进行的一样的通信时，额外地需要编制在时间上精确的通信安排表。在此，在各个控制器上对所提到的通信关系所作的较小的改动都可能导致以下情况：必须对整个适用于所有控制器的通信安排表进行修订，其中必须相应地对每个控制器进行再配置或者重新配置。

发明内容

本发明涉及尤其机动车的一种所提到的通信网络，借助于所述通信网络至少两个控制器在通信技术上彼此连接，其中所述至少两个控制器布置在所述通信网络的相应的节点上。

对于这样的通信网络来说，本发明建议，为每个有待在这样的控制器之间交换的信号分配一种统一的、也就是尤其对相应的通信网络普遍适用的识别码，借助于所述识别码能够明确地确定或者明确地或者明确地识别相应的信号、尤其是相应的数据类型或者信息类型。这样的统一的识别码因此能够使每个与所述通信网络相连接的控制器查询为数据交换或者数据传输所提供的并且/或者所需要的信息。尤其额外地规定，借助于所提到的统一的识别码也可以查询这样的信息，所述信息能够对所提到的通信关系进行自动的计算或者换算和配置。

对于所述通信关系的、所提到的自动的计算或换算以及配置，要么可以车载并且更确切地说通过在所述通信网络的一个或者多个节点中的转换和变换要么在离车、比如借助于本身熟知的外部的诊断测试仪来进行，从而由此能够实现不同的变型方案。

本发明尤其在所提到的后来进行改动的情况中能够对在通过这里相关的通信网络来连接的控制器之间、尤其是在机动车的控制器之间的、所提到的通信关系进行自动的或者动态的配置，并且由此能够在对所提到的通信关系进行配置或者再配置时并且在各个控制器中实施时实现显著的简化。

尤其不再存在着在开发用于这里相关的控制器的控制程序之前就已经必须确定所述通信关系并且在对所述至少一种通信关系进行所提到的改动时或者在编制新的通信关系时必须对布置在所述通信网络的相应的节点上的、各个控制器的控制程序进行相应的改动的必要性。

借助于信息能够对所述通信网络的通信关系进行自动的配置，所述信息可以包括取决于节点的数据类型。由此能够对所述控制器进行不取决于节点的并且由此包括所有节点的配置。

对所述控制器来说重要的通信关系，可以借助于所述统一的识别码通过以下方式来自动地计算：每个控制器借助于基于这样的识别码的查询来提供以下信息：它在所述网络中提供哪些信号并且它在所述网络中必须接收哪些信号。

在所述接收参量及发送参量的特性、尤其是哪个节点提供哪种信号并且哪个节点必须接收哪种信号以及相应所使用的总线系统的基础上，可以查明在所述至少两个控制器之间的、相应尽可能最佳的通信关系，并且从所查明的最佳的通信关系中产生通信矩阵。这样的矩阵能够特别容易地实现按照本发明的方法。

本发明尤其可以用在机动车的控制器中。在本发明的所提到的离车变型方案中，可以借助于所述信号的、接收和发送参量的特性以及在离车工具中的相应所使用的总线系统、比如诊断或者车间测试仪中来实施对于所述通信矩阵的计算。

本发明的其他优点和设计方案从说明书和附图中获得。

不言而喻地，之前所提到的并且之后还要解释的特征不仅能够在相应所说明的组合中使用，而且能够在其他的组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。

附图说明

图1是机动车的通信网络的、在现有技术中已知的网络拓扑结构的示意图；

图2是与图1相对应的网络拓扑结构，对于该网络拓扑结构来说在相应的终端节点中使用发送及接收信息的、按照本发明的识别码；并且

图3是用于对按照本发明的方法的实施例进行说明的流程图。

具体实施方式

在图1中所示出的、示范性的网络拓扑结构能够按照下面所描述的第二种变型方案、也就是借助于外部的诊断测试仪100来运用按照本发明的方法。所述通信网络本身像应该通过虚线的轮廓线条105所勾画出来的那样布置在机动车中。

所述诊断测试仪100通过记录转换器（Protokollumsetzer）或者交换机（“Gateway（网关）”）110与所述网络相连接。在当前的实施例中，五个控制器115、120、125、130、135通过总线系统与所述网关110相连接。在此，三个另外的控制器145、150、155通过同样与所述网关110相连接的转换器或者分配器（“Switch（交换器）”）140相连接。

图2示出了已经在图1中示出的网络拓扑结构，其中网络组件110-115设有相同的附图标记。但是，对于所述控制器中的一些控制器来说，额外地绘入了按照本发明的识别码160、165、170、175、180、185，所述识别码代表着用户发送或者接收的、有待交换的信号。所述识别码的明确性能够将一种信息类型明确地分配给一种信息。比如在所述通信网络的所有节点中，转速信号可以通过所述识别码“ID1”来表示，并且车速可以通过所述识别码“ID2”来表示。

此外，附加到相应的数字代号上的尾号“-a…z”表示相应的节点的表现，也就是在相应的节点上的信号的特性，比如发送或者接收特性、数据类型以及所需要的换算。

接下来借助于图3对按照本发明的、用于对在机动车的通信网络中的通信关系进行自动化的或者动态的配置的、两种可能的变型方案进行描述。这两种变型方案基于对于所述重要的通信关系的、首先实施的接下来还要详细描述的查明步骤300以及对于所述通信关系的、紧随此后的同样接下来要描述的计算步骤305，并且更确切地说在合适的算法的基础上或者从多种合适的算法、比如“First-fit decreasing（首次适应递减）”算法和/或“Fisher's scoring（费舍尔评分）”算法的连接中来实现。

所述重要的通信关系的、所提到的查明步骤300在当前的实施例中以如下方式来进行。在此，首先由所有节点来查询310有待接收的信号的、所有统一的识别码。根据所检测到的信号识别码，在所有节点上询问，哪个节点可以提供哪种有待接收的信号。在此优选仅仅一次性地查询315有待由多个节点接收的信号。

与所提到的识别码一起，可以传输320其他为了计算并且提供所述通信矩阵所必需的特性、比如在有待传输的数据的各个网络用户中的换算公式（也就是米制或者英制的物理的表现）、为了所述数据的传输而设置的时间上的发送及接收光栅（Sende- und Empfangsraster）和/或对所述数据的传输的要求、比如所出现的反应或者延迟时间（“Latenz（等待时间）”）。

按照所提到的变型方案，借助于触发器、比如测试仪干预、应用开关或者所进行的升级编程来触发对于所述识别码的查询或者使其初始化。

在当前的实施例中，所提到的用于计算305通信关系的方法通过通信矩阵的产生330来进行，其中在所述接收参量以及发送参量的特性以及相应所使用的总线系统的基础上借助于合适的算法或者从多种合适的算法、比如“First-fit decreasing”算法和/或“Fisher's scoring”算法的连接中来查明325相应的、尽可能最佳的通信关系。

除了查明所述通信关系之外，可以额外地并且更确切地说在所述各个节点中的信号的特性的基础上求得换算公式，借助于所述换算公式可以将发送参量的表现（也就是数据类型和换算）换算到这个参量的、在接收器处所期待的表现上。比如在节点115中，所述具有识别码“ID3”的信号可以作为具有数据类型的内部的表现的变量“-a”并且在物理上为进行内部的图示而提供所述信息，作为所述识别码“ID3”的接收器的节点150拥有内部的表现“-b”。必需的、从“-a”到“-b”的换算比如可以通过                                                的形式的换算公式来进行，其中所述参量B、C、E和F代表着常量，事先比如根据经验求得所述常量。

按照“车载”实施的第一种变型方案，按照本发明的方法由一个中心的节点并且更确切地说由用本身熟知的网关的功能来装备的控制器执行。所述网关作为智能的节点承担查询所述重要的通信关系并且计算对数据传输来说必要的通信关系并且提供相应的换算公式的这样的工作。

在所述实施例中，通过对于所述通信关系来说重要的程序代码或者相应的配置表格、比如对相应的硬件表格配置、接口表格配置（或者硬件接口表格配置）及路由选择表格配置进行调整的、基于“Autosar（汽车开放系统架构）”的软件的后来的升级335这种方式并且更确切地说通过将所述升级情况保存340到永久性的存储器中这种方式来加入所计算的配置关系。

按照“离车”实施的第二种变型方案，借助于外部的诊断测试仪来执行所述方法、也就是对所述节点进行配置。所述测试仪借助于本身熟知的诊断服务来检测320所有必要的、用于对所述通信关系进行计算的信息。相应的查询基于本身熟知的服务，比如“ReadDynamicallyDefinedIdentifier”、“ReadDataByIdentifier”、“ReadScalingInformation”，这些服务已经被标准化（比如标准ISO14229和标准ISO14230）并且因此能够运用到机动车的所有控制器上。

离线地在外部的诊断测试仪中计算所述通信关系和必要的换算公式。通过所述用于每个控制器的诊断测试仪单个地以控制程序升级的方法在特殊的、为在相应的控制器中的配置数据而确定的数据范围内、同样借助于本身熟知的标准化的服务、比如“RequestDownload”、“TransferData”和“RequestTransferExit”来进行相应重新计算的配置或者对其进行编程。可以以所描述的方式同样重新对所述通信网络的、其他同样以本身熟知的方式承担交换功能的节点、比如交换器（Switche）进行配置。

所述方法的一种扩展方案是优选借助于比如已经提到的形式的转换公式对用于在相应的节点中的相应的表现的信号进行已经提到的、自动的换算或者重新量化，所述换算或者重新量化要么在所提到交换器中、在所提到网关中要么在接收器侧进行。

在第一种情况中，也就是说在转换的网络中，所述交换器承担对于所提到的输入及输出参量的换算。因此可以在交换器中进行换算，因为每个控制器被点对点（“point-to-point”）连接到所述交换器上。对于所述换算来说必需的逻辑电路在这种实施例中处于被设置在所述交换器中的微型控制器（μC）中。

在第二种情况中，也就是在网关中换算时，自动地换算数据，通过所述网关在至少两个网络之间、同样以前面所描述的方式在所述交换器中变更数据的传送线路。

在接收器侧上换算的第三种情况中，要么通过后来的升级要么通过在接收器中所计算的、用于在相应的节点中使用的配置来换算在所接收的数据或者消息中所包含的参量。

所描述的方法能够以一种控制程序的形式或者以一个或者多个相应的电子控制单元（ECU）的形式来实现，所述控制程序用于控制内燃机用的电子控制器。

Claims (9)

1.用于运行尤其是机动车（105）的通信网络的方法，其中借助于所述通信网络至少两个控制器（115-135、145-155）在通信技术上彼此连接；并且其中所述至少两个控制器布置在所述通信网络的相应的节点上，其特征在于，为有待在所述至少两个控制器之间传输的信息分配识别码（160-185），借助于所述识别码能够在所述通信网络中明确地识别所述有待传输的信息，其中借助于所述识别码查询来自所述至少两个控制器的信息，借助于所述信息能够对所述通信网络的通信关系进行自动的配置。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于所述信息能够对所述通信网络的通信关系进行自动的配置，所述信息包括从所述至少两个控制器中查询出的信息的取决于节点的表现。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述通信网络的中心的节点（110）中或者借助于外部的诊断器（100）来自动地对所提到的通信关系进行配置。

4.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，查明对于所述至少两个控制器（115-135、145-155）来说重要的通信关系，并且在所查明的通信关系的基础上计算用于自动地转换所述通信网络的所查明的通信关系的配置数据。

5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在接收参量以及发送参量的特性和相应使用的总线系统的基础上，查明在所述至少两个控制器之间相应的、尽可能最优的通信关系，并且从所查明的最优的通信关系中产生通信矩阵。

6.按照权利要求4或5所述的方法，其特征在于，根据                                                的形式的转换公式来计算所述通信关系，其中“-a”和“-b”表示内部的表现的变量并且参量B、C、E和F代表合适的常量。

7.计算机程序，设计所述计算机程序，以便实施按照权利要求1至6中任一项所述的方法的每个步骤。

8.电子存储介质，在所述电子存储介质上储存按照权利要求7所述的计算机程序。

9.电子控制器，所述电子控制器包括按照权利要求8所述的电子存储介质。