CN104885414A - 具有车辆通信总线的汽车和用于产生总线消息的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有主总线装置(14)的汽车，所述主总线装置被设计用于通过所述汽车(10)的车辆通信总线(12)与从总线装置(16)交换消息，其中，所述主总线装置(14)的发送装置(20)与所述从总线装置(16)根据工作流程(22)周期性地交换消息。本发明的目的在于，通过工作流程控制的主总线装置高效地利用所述车辆通信总线(12)。为此，所述发送装置(20)被设计用于通过与所述主总线装置(14)的总线连接器(18)不同的数据输入端(32)接收诊断问询信号，根据所述诊断问询信号中断所述工作流程(22)的周期性处理，与所述从总线装置(16)至少之一交换至少一个与在所述工作流程(22)中确定的消息不同的专用消息，并且此后使所述工作流程(22)的处理继续。

Description

具有车辆通信总线的汽车和用于产生总线消息的方法
本发明涉及一种用于汽车的总线装置，所述总线装置被设计用于作为主总线装置通过汽车的车辆通信总线与从总线装置交换消息。主总线装置尤其是被设计用于LIN总线(LIN–Local Interconnect Network)。属于本发明的还有一种相应的汽车以及一种用于在汽车的车辆通信总线上运行主总线装置的方法。
在LIN总线中在预给定的时隙内并且以预给定的顺序将消息由主总线装置发送给其余总线参与者、即从总线装置。也确定消息类型。对于消息类型在此是指，将消息发送给具有完全确定的要求的完全确定的接收方。因此消息例如可包括传输给完全确定的从总线装置的控制信号，例如用于控制滑动式天窗的激活信号。但消息也可包括对从总线装置的要求：所述从总线装置应发出确定类型的数据，即例如当前温度。按照LIN标准，消息在此情况下包括由主总线装置发出的具有发送要求的消息头(标头)，所要求的数据于是由从总线装置附加在所述消息头上。
发送时间和消息类型的预设值由存储在主总线装置的存储器中的工作流程(英文：进度表)得到。工作流程由主总线装置周期性地处理，即在工作流程的最后步骤结束之后主总线装置在工作流程中又从头接收。主总线装置的周期性地处理工作流程并且与从总线装置交换消息的部件在此被称为主总线装置的发送装置。
工作流程必须在主总线装置的开发时间确定并且存储在存储器中。所述工作流程在此必须考虑在汽车中在所述汽车运行的过程中可能存在的全部状况。在汽车的常规运行中，即当驾驶员使用汽车以便例如驾驶该汽车时，主总线装置与从总线装置交换涉及汽车运行的消息。如果从总线装置例如涉及传感器，则可借助于相应的消息将传感器数据由从总线装置传输到主总线装置。如果从总线装置涉及执行器、即例如具有连接在其上的用于例如滑动式天窗的电机的控制装置，则可通过主总线装置借助于相应的消息发送用于激活的控制指令。
但除了用于常规运行的这种消息之外，对于维护工作也可以是：主总线装置可与从总线装置交换用于从总线装置的诊断或重新配置的消息。因此，在主总线装置的工作流程中，通常一些时隙在工作流程中为了这种与从总线装置的诊断通信而被保留。所述时隙于是在常规运行中不使用，即主总线装置在汽车的常规运行中在此分别具有发送间隔。于是，仅当在车间的维护工作中可能发生：主总线装置使用该时隙用于诊断通信。
由DE 10 2006 032 217 A1公知了一种用于运行LIN总线的方法，在该方法中通过LIN协议对作为替换方案的通信协议开通道。由此，在LIN信息中可分别传输根据诊断协议在诊断会话期间必须通过车辆通信总线传输的数据流的片段。
本发明的目的在于，通过工作流程控制的主总线装置高效地利用车辆通信总线。
所述目的通过根据权利要求1的主总线装置、根据权利要求8的汽车以及根据权利要求9的方法来实现。本发明的有利扩展构型通过从属权利要求给出。
根据本发明的主总线装置是用于汽车的主总线装置的扩展构型，所述主总线装置被设计用于通过汽车的车辆通信总线与汽车的从总线装置交换消息。在主总线装置中以所述方式通过工作流程(进度表)确定：主总线装置与从总线装置在常规运行中交换何消息。工作流程通过主总线装置的发送装置周期性地处理，这意味着，发送装置根据工作流程在预给定的时隙内通过通信总线与从总线装置反复地交换同一类型的消息或信息。主总线装置尤其是涉及用于LIN总线的主总线装置，即通过LIN总线交换的消息于是是如本身由LIN标准公知的LIN信息。
根据本发明，发送装置附加地被设计用于通过数据输入端接收诊断问询信号，所述诊断问询信号例如可来自于车辆测试装置。数据输入端例如可相应地涉及用于关于此而可连接在汽车上的诊断装置或测试装置的连接器。一般来讲，数据输入端与主总线装置的总线连接器不同。
于是，根据诊断问询信号，工作流程的周期性处理通过发送装置中断至少一次。即发送装置于是不再以工作流程规定的方式交换消息。取而代之提出，发送装置在每次中断时与从总线装置至少之一交换至少一个专用消息。所述至少一个专用消息在此与在工作流程中确定的消息不同。在中断期间交换所述至少一个专用消息之后，工作流程此后又被激活，即工作流程的周期性处理通过发送单元继续。所述由主总线装置的发送单元执行的步骤也相应于根据本发明的方法。尤其是可提出，在每次中断时通过诊断问询信号仅产生一个或两个专用消息。
本发明具有优点，用于主总线装置的工作流程现在不仅对于常规运行而且对于在车间的诊断通信不必再提供时隙，以便相应消息类型的消息可通过车辆通信总线发送。而是工作流程现在可完全地、但至少绝大部分地被设计用于汽车的常规运行，即用于这样的运行，在该运行中驾驶员使用汽车。换言之，工作流程可完全地或至少绝大部分地仅包括涉及在常规运行期间汽车运行的消息。由此对于传输用于常规运行的消息得到较大的带宽。被设置用于汽车的常规运行的消息在此结合LIN标准也被称为工作信息。即在LIN总线的情况下在工作流程中优选仅设置工作信息。
如果于是一次需要借助于主总线装置通过车辆通信总线与从总线装置之一交换诊断消息，则这可借助于专用消息来完成。本发明的另一个优点在此在于，专用消息可在任意时刻随时添加到车辆通信总线的数据交换中。在此仅须在数据输入端上产生诊断问询信号，以便促使发送装置发出专用消息。
专用消息优选涉及如在汽车维护时或在汽车制造时例如对于功能检测而言所需的诊断问询。通过这种诊断问询例如可询问从总线装置的序列号、运行软件的软件版本、装置部件的硬件号或从总线装置的所调整的配置。专用消息也可包括用于从总线装置的配置数据，由此，借助于专用消息也可配置从总线装置。优选诊断问询信号也同样地通知必须通过通信总线传输给从总线装置的诊断信息。主总线装置因此通过其数据输入端通过诊断问询信号接收一个或多个作为专用消息待通过通信总线传输的诊断信息。
如果在正常的工作流程的对应中断期间通过专用工作流程传输所述至少一个专用消息，则得到另一个优点。因此于是仅须由正常的工作流程(也被称为应用进度表)转换到专用工作流程。发送装置在此情况下被设计用于分别仅遍历专用工作流程一次。此后，所述发送装置于是使正常的工作流程的处理继续。在预确定的持续时间之后，于是又将正常的工作流程中断并且专用工作流程又遍历一次，以便又传输一个或多个专用消息。发送装置将此重复这样长时间，直到全部诊断问询从诊断问询信号作为专用信息传输。主机在此优选明确地在数据输入端上接收诊断问询信号时识别：专用消息例如必须传输到LIN从装置。进度表转换的控制于是也相应明确地进行，即不必通过主总线装置的数据输入端传输附加的控制信号。这会在通信连接装置上需要附加的带宽。当进度表的转换明确地由数据输入端导出时，可有利地节省所述带宽。
也可设置多个专用工作流程。于是可通过诊断信息例如在从总线装置中通过发送装置推动自诊断并且为了传输所述诊断信息而用所述方式使用第一专用工作流程。在从总线装置中自诊断结束之后，于是可借助于第二专用工作流程通过发送装置由从总线装置读出诊断结果。在此，发送装置于是也被设计用于由从总线装置通过车辆通信总线在正常的工作流程的对应中断期间通过第二专用工作流程的一次处理接收诊断答复，所述诊断答复是诊断结果的一部分。正常的工作流程在此也又分别在预确定的持续时间之后再次中断并且第二专用工作流程在每次中断期间遍历一次，直到在主总线装置中诊断结果完整。
优选发送装置被设计用于使工作流程的处理在工作流程中在处理通过诊断问询信号中断的地方继续。由此得到优点，汽车可正常地继续运行。如果附加地交换专用消息，则与工作流程的单个的周期性遍历的持续相比仅得到例如最大百分之10的延迟。这通常不导致汽车的运行方式被显著影响。这是在技术上最有意义的应用，但在技术上也可反复地从头开始被中断的进度表。
如已所述，属于本发明的还有一种汽车。该汽车的特征在于，该汽车具有车辆通信总线，根据本发明的主总线装置的实施形式的主总线装置连接在所述车辆通信总线上。根据本发明的汽车具有优点，通过该汽车的车辆通信总线在汽车的常规运行期间可以以相对大的带宽来交换常规运行所需的消息(即例如工作信息)，但随时可通过车辆通信总线进行从总线装置的诊断通信或配置。
属于本发明的还有根据本发明的方法的扩展构型，所述扩展构型包括已经结合根据本发明的主总线装置的扩展构型予以描述的方法步骤。出于此原因，根据本发明的方法的相应的扩展构型在此不再次予以描述。
下面借助于具体实施例再次更详细地描述本发明。在实施例中，本发明的实施形式的所述部件以及方法的所述步骤分别表示本发明的待彼此不相关地考察的各个特征，所述特征也分别彼此不相关地进一步构造本发明，由此也可单独地或以与所示组合不同的组合视为本发明的组成部分。此外，所述实施形式也可通过本发明的已经描述的特征中的其它来补充。
为了描述实施例，唯一的附图中示意性示出了汽车10，所述汽车例如可涉及轿车。
汽车10具有车辆通信总线12，所述车辆通信总线例如可涉及LIN总线，根据LIN标准的信息(即LIN信息)通过所述LIN总线传输。在下面简称为总线12的车辆通信总线上的通信在汽车10中通过主总线装置或简称之总线主机14来控制。总线主机14在此与从总线装置或简称之从装置16交换信息。所述装置为此全部与总线12连接。附图中仅示出了两个从装置16，但可连接多个从装置或也可仅连接一个从装置。从装置16例如可涉及具有传感器、例如温度探测器的电路或执行器、例如用于车窗升降器的电机控制装置。但从装置16也可以是具有自己的运行软件的控制装置。
总线主机14通过总线连接器18与总线12连接。总线主机14通过总线12与从装置16交换的信息可通过总线主机14的发送装置20产生。消息在此可以是发送消息，总线主机14用所述发送消息将数据传输给从装置16中的一个。消息也可以是阅读消息，总线主机14以开头所述方式用所述阅读消息促使从装置16中的一个或多个将数据通过总线12发送给总线主机14。发送装置20例如可包括微控制器和/或用于微控制器的程序模块。
总线主机14周期性地反复地以预给定的顺序并且在预给定的时刻与从装置16交换预确定类型的消息。即例如可通过总线主机14周期性地在完全确定的时刻重复地要求具有温度探测器的从装置将当前的温度值发送给总线主机14。如果要在确定的时刻或时间窗(也被称为时隙)发送确定类型的消息，但为此不存在数据，则在总线12上出现发送间隔。
何消息在何时要由控制单元20在总线连接器18上输出，通过工作流程(英语：进度表(Schedule))来确定。总线装置14具有运行-工作流程22。运行-工作流程22被设计用于主装置14的使用模式并且确定用于如为了在汽车的常规运行中、即例如在行驶期间与从装置16交换如汽车10无摩擦运行所需的传感器数据或者说控制数据而合适的消息的顺序和节拍(发送时隙)。工作流程22在此可以以这样的方式优化：绝对没有消息、即绝对没有时隙对于在汽车的常规运行期间不必交换的消息、即例如用于调整从装置16的运行状态的诊断消息或配置消息而言被保留。
工作流程22存储在存储器24中，例如闪存、EEPOM或固定式磁盘中。发送装置20与存储器24耦合。
为了进一步描述实施例可假设：将汽车10运到车间，以便从装置16的运行方式得到检测或重新调整。这要求通过总线12交换专用消息、即不在汽车10的常规运行中出现的消息。例如汽车10的驾驶员可以已经确定：驾驶员对于操作从装置16之一、例如操作用于滑动式天窗的控制装置具有困难。因此例如可能需要通过总线12借助于总线主机14询问从装置16之一的运行软件的软件版本。汽车10也可涉及处于开发中的原型。于是例如为了对于日常适用性改善从装置16的控制程序，将汽车10定期地在试验行驶之后运到车间，以便对从装置16重新配置。为此必须将配置数据由总线主机14通过总线12传输给从装置16。另一个情况可以是在制造汽车10期间对从装置16进行配置和测试。在此在车间也可需要与常规运行期间的总线通信不同的总线通信。
但工作流程22可以以这样的方式设计，使得所述工作流程不考虑诊断通信。总线主机14使用工作流程22用于汽车10的常规运行。仅当诊断信息要由总线主机14通过总线12发送给从装置16时，总线主机转换到允许发送诊断消息的工作流程26中。此后，常规运行的工作流程22在该工作流程中断的地方继续。这在可自由定义的时间间隔内重复，以便可传输诊断问询的全部内容。如果诊断问询完全发出了，则总线主机14转换到允许接收诊断信息的工作流程28中。此后，常规运行的工作流程22又在该工作流程中断的地方继续。这在可自由定义的时间间隔内重复，以便传输诊断答复的全部内容。用于发送诊断信息的工作流程26和用于接收的工作流程28也可存储在总线主机14的一个存储器中或以与工作流程22在存储器24中相同的方式存储在总线主机14外部。工作流程22、26、28也可共同存储在存储器24中。工作流程26、28在本发明的意义上是专用工作流程。
为了使发送装置20在工作流程22的处理中中断并且将诊断问询通过总线12发送给从装置16之一，可提出，在汽车10上连接相应的测试装置或控制装置30。控制装置30于是可通过总线主机14的数据输入端32与发送装置20耦合。通过数据输入端32，控制装置30可将具有诊断问询的数据传输给发送装置20并且由此引起工作流程的转换。于是如果根据工作流程26提供用于诊断问询的时隙，则可通过发送装置20根据所接收的数据发送诊断问询。借助于例如工作流程28接收的诊断答复于是也可由发送装置20通过数据连接器32传输给控制装置30，由此，在控制装置30中例如可由(未示出的)操作人员使用诊断数据。
通过例子表明，可如何通过用于汽车的常规运行的工作流程22(进度表)将总线12、尤其是LIN总线的带宽完全用于汽车10的真正功能所需的信息。但诊断通信是可以的。用于诊断通信的在此可供使用的带宽以及基于工作流程22的中断的工作信息的由此产生的延迟可在诊断-工作流程26、28的激活之间的时间间隔上自由调整。根据本发明在此也可提出，正常的工作流程22(也被称为应用进度表)首先随着向从装置对诊断进行问询而中断，例如借助于工作流程26。如果该问询完全发送了，则应用进度表此后随着对从装置的诊断答复加标头而中断，例如借助于工作流程28。仅当答复完全被接收了，应用进度表才无中断地继续运转。

Claims (9)

1.一种用于汽车(10)的主总线装置(14)，所述主总线装置被设计用于通过汽车(10)的车辆通信总线(12)与汽车(10)的从总线装置(16)交换消息，其中，在主总线装置(14)中通过工作流程(22)确定：主总线装置(14)与从总线装置(16)交换怎样的消息，其中，工作流程由主总线装置(14)的发送装置(20)周期性地处理并且由此发送装置(20)与所述从总线装置(16)交换根据工作流程(22)确定的消息，其特征在于：发送装置(20)被设计用于：通过与主总线装置(14)的总线连接器(18)不同的数据输入端(32)接收诊断问询信号，根据诊断问询信号至少一次中断对工作流程(22)的周期性处理，在中断期间与至少一个所述从总线装置(16)交换与在工作流程(22)中确定的消息不同的至少一个专用消息，并在中断之后使对工作流程(22)的处理继续。
2.根据权利要求1的主总线装置(14)，其中，主总线装置(14)被设计用于通过LIN总线(12)交换消息，其中，消息和所述至少一个专用消息分别构造成LIN信息。
3.根据上述权利要求之一的主总线装置(14)，其中，工作流程(22)被设计用于汽车(10)的常规运行，其中，在常规运行中驾驶员使用汽车(10)，工作流程(22)至少绝大部分地、优选完全地仅包括涉及在常规运行期间的汽车(10)运行的消息。
4.根据上述权利要求之一的主总线装置(14)，其中，每个专用消息包括诊断问询的至少一部分和/或配置数据的至少一部分，诊断问询包含在诊断问询信号中，配置数据包含在诊断问询信号中。
5.根据上述权利要求之一的主总线装置(14)，其中，发送装置(20)被设计用于在工作流程的对应中断期间通过对第一专用工作流程(26，28)的一次处理来将所述至少一个专用消息发出。
6.根据上述权利要求之一的主总线装置(14)，其中，发送装置(20)被设计用于：在工作流程中断期间由至少一个从总线装置通过车辆通信总线(12)通过对第二专用工作流程(26，28)的一次处理来接收诊断答复。
7.根据上述权利要求之一的主总线装置(14)，其中，发送装置(20)被设计用于：在工作流程(22)中为了发送对应的专用消息而使处理中断的位置处使对工作流程(22)的处理继续。
8.一种汽车(10)，具有车辆通信总线(12)，根据上述权利要求之一的主总线装置(14)连接在车辆通信总线上。
9.一种用于运行主总线装置(14)的方法，主总线装置用于汽车(10)的车辆通信总线(12)，其中，在主总线装置(14)中通过工作流程(22)确定：主总线装置(14)通过车辆通信总线(12)与汽车的从总线装置(16)交换怎样的消息，方法包括如下步骤：
a)通过主总线装置(14)的发送装置(20)周期性地处理工作流程(22)，由此根据工作流程在通信总线(12)上产生消息；
其特征在于如下步骤：
b)通过与主总线装置(14)的总线连接器(18)不同的数据输入端(32)接收诊断问询信号；
c)根据诊断问询信号至少一次中断对工作流程(22)的周期性处理，与从总线装置(16)中的至少一个交换与在工作流程(22)中确定的消息不同的至少一个专用消息；
d)在每次中断之后又根据工作流程(22)在通信总线(12)上产生消息。
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