CN108234236A - 网关和用于控制网关的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及网关和用于控制网关的方法。一种网关可包括：错误因子分类装置，其确定引起错误的原因因子；错误计数器装置，其检查错误计数器；以及控制模式确定装置，其基于引起错误的原因因子和错误计数器来发送每种错误状态的默认值。

Description

网关和用于控制网关的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月15日提交的第10-2016-0171736号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。
技术领域
本发明涉及一种网关和一种网关控制方法，以及涉及一种通过对车辆网络中的错误进行分类并对错误进行统计来共享接收侧控制装置的实时信息的技术。
背景技术
随着车辆技术的发展，向驾驶员提供各种功能以提高舒适性和便利性。
通常，电子控制单元(ECU)安装在车辆上以实现车辆提供的功能，并且通过电线连接需要彼此结合操作的ECU。随着ECU数量的增加，电线连接不可避免地变得复杂。随着电线连接变得复杂，电线的总量增加。
因此，在本情况下，当诊断车辆时难以找到故障的原因，并且车辆的总重量增加。
另外，当改变车辆设计时，需要修改与改变的车辆设计相关联的硬件。在本情况下，ECU通过电线彼此复杂地连接。此外，由于在改变车辆设计时所需的电线的新的配置，所以难以确保设计余量。
为了解决上述问题，提供一种用于通过通信总线实施ECU之间的网络连接的车辆网络。控制器局域网(CAN)通信可用作一种车辆网络。根据CAN通信，车辆中包括的所有ECU在通过CAN总线彼此连接时都通过使用CAN协议进行网络互联。
当连接至CAN通信的ECU的数量较小时，因为ECU之间交换的数据量小并且CAN总线的节点数量小，所以可稳定地提供通信环境。然而，随着车辆功能的升级，用于实施新功能的ECU连接至车辆网络的情况可能增加，因此通过与CAN总线对应的通信总线发送或接收的数据量增加。
通常，可根据公式1来确定网络的利用率。优选地限制CAN总线的利用率，其中，CAN总线的利用率达到可用值的30％以下。
[公式1]
总线利用率＝每单位时间的最大发送位/每单位时间的可发送位
将整个网络的最大利用率限制在30％以下的原因在于，利用率在30％以下的网络中由仲裁引起的消息的延迟时间小得可以忽略。当网络利用率超过30％时，由于占用CAN总线的消息之间的频繁冲突，所以仲裁所需时间增加。在本情况下，为了确保优先级，在优先级高的消息之后发送优先级低的消息。因此，优先级低的消息具有比优先级高的消息更多的延迟时间。当延迟时间增加时，整个系统的操作时间的可预测性降低，因此难以确保系统的正常操作。
因此，为了提高车辆网络的数据传输效率和可靠性，需要开发用于监控并诊断消息的传输状态的技术。
在本发明背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本发明的总体背景的理解，并且不应被视为承认或以任何形式暗示该信息形成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面中的一个方面涉及提供一种网关，其基于车辆网络的错误状态的数据与域的发送侧控制装置和接收侧控制装置共享实时信息，其中，接收侧控制装置根据车辆网络的每个错误情况适当地操作，并且还提供一种网关控制方法。
将从下面的描述中理解本发明的其他方面和优点，并且将从本发明的各种实施例中明显地理解本发明的其他方面和优点。将容易理解，通过所附权利要求中描述的装置及组合来实现本发明的方面和优点。
根据本发明的各个方面，一种网关包括：错误因子分类装置，配置为参考接收的数据帧中定义的数据范围来确定引起错误的原因因子；错误计数器装置，配置为统计错误出现次数；以及控制模式确定装置，配置为基于引起错误的原因因子和统计的错误出现次数来生成每种错误状态的默认值。
错误因子分类装置可将错误因子分类以针对每个错误情况来预测车辆的网络状态。
错误因子分类装置可监控数据帧中定义的错误状态指示符(ESI)中的错误状态信息。
当数据帧中定义的数据范围的值为“0”时，错误因子分类装置可将错误状态分类为主动错误状态。当数据帧中定义的数据范围的值为“1”时，错误因子分类装置可将错误状态分类为被动错误状态。
错误计数器装置可基于通过统计错误出现次数获得的值来将错误状态分类为主动错误状态、被动错误状态或离线状态。
根据本发明的另一方面，一种用于控制网关的方法包括以下步骤：参考接收的数据帧中定义的数据范围来确定引起错误的原因因子；统计错误出现次数；以及基于引起错误的原因因子和统计的错误出现次数来生成每种错误状态的默认值。
默认值的生成可包括监控数据帧中定义的ESI中的错误状态信息。
默认值的生成可包括：当数据帧中定义的数据范围的值为“0”时，将错误状态分类为主动错误状态；并且当数据帧中定义的数据范围的值为“1”时，将错误状态分类为被动错误状态。
本发明的方法和装置具有其他特征和优点，其他特征和优点将从本文包括的附图和以下详细描述中显而易见或在其中进行更详细地阐述，附图和以下详细描述一起用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施例的用于示意性地描述网关的框图；
图2是根据本发明的示例性实施例的用于描述网关中的元件的框图；
图3是根据本发明的示例性实施例的用于描述基于网关中的错误出现次数和错误状态来控制网关的方法的曲线图；以及
图4是根据本发明的示例性实施例的示出实现网关控制方法的计算系统的框图。
应当理解，附图不一定按比例绘制，而呈现说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。本文公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、取向、位置和形状)将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。
在附图中，贯穿附图中的若干图，附图标记指代本发明的相同或等同部件。
附图中每个元件的附图标记
图1
100：发送侧控制装置
200：网关
300：接收侧控制装置
图2
210：错误因子分类装置
220：错误计数器装置
230：控制模式确定装置
图4
1000：计算系统
1100：处理器
1200：总线
1300：存储器
1310：ROM
1320：RAM
1400：用户界面输入装置
1500：用户界面输出装置
1600：储存器
1700：网络接口
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施例，其示例在附图中示出并在下面进行描述。虽然将结合示例性实施例描述本发明，但是应当理解，本说明书不旨在将本发明限制于这些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅涵盖那些示例性实施例，而且还涵盖可包括在由所附权利要求中限定的本发明的精神和范围内的各种替代、修改、等同物和其他实施例。
如本文中使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。还将理解，当元件被称为“连接”或“耦接”至另一元件时，其可直接连接或耦接至另一元件，或者可存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”至另一元件时，不存在中间元件。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。此外，将进一步理解，词语“包括”、“包含”、“具有”和/或“有”在本文中使用时，指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
下面将参考附图详细描述实施例。
网关可包括控制装置、通信装置、输入和输出装置、各种类型的存储器、应用、操作系统(OS)等。
图1是根据本发明的示例性实施例的用于示意性地描述网关的框图。
参考图1，网关控制装置包括发送侧控制装置100、网关200和接收侧控制装置300。
发送侧控制装置100通过车辆的高速CAN网络、低速CAN网络等周期性地向网关200发送消息。
在接收到从发送侧控制装置100通过通信总线发送的基于CAN协议的消息并进行错误检查之后，网关200将接收到的消息发送至接收侧控制装置300。
详细地，网关200对错误因子进行分类并检查错误计数器，其中，每个域的接收侧控制装置300和发送侧控制装置100针对每个错误情况提前预测车辆的网络中的车辆的网络状态。
将在图2中详细描述用于对错误因子进行分类并检查错误计数器的方法。
这里，基于CAN协议的消息具有标识符(ID)，并且每个控制装置都基于每个消息的ID来区分消息并确定对应消息的优先级。在每个消息上都定义由CAN协议指定的延迟时间，并且在每个延迟时间上都定义最小时间(Min)和最大时间(Max)。因此，基于CAN协议的消息需要在对应消息上定义的延迟时间内通过通信总线发送至接收侧控制装置300。
接收侧控制装置300从网关200接收被执行错误检查的消息。
图2是根据本发明的示例性实施例的用于描述网关中的元件的框图。
参考图2，网关200包括错误因子分类装置210、错误计数器装置220和控制模式确定装置230。
错误因子分类装置210确定引起错误的原因因子。
错误因子分类装置210在数据帧内定义的数据范围(实际数据)的值中定义错误原因。
也就是说，当出现连接至发送侧控制装置100的通信线路的故障(例如，断开或短路)时，或者当出现发送侧控制装置200的故障时，出现各种错误(例如，“位错误”、“ACK错误”、“填充错误”、“CRC错误”、“形式错误”、“线路错误”、“活动计数器错误”等)。错误因子分类装置210定义各种错误。
例如，“000”可被定义为“无错误”，“001”可被定义为“位错误”，“010”可被定义为“ACK错误”，“011”可被定义为“填充错误”，“100”可被定义为“CRC错误”，“101”可被定义为“形式错误”，“110”可被定义为“线路错误”，“111”可被定义为“活动计数器错误”。
另外，错误因子分类装置210可监控在数据帧中定义的错误状态指示符(ESI)中的错误状态信息。
例如，当在数据帧中定义的数据范围的值为“0”时，网关200可将错误状态分类为主动错误状态。当数据范围的值为“1”时，网关200可将错误状态分类为被动错误状态。
错误计数器装置220检查错误计数器，并且错误计数器包括“发送错误计数器”和“接收错误计数器”。
错误计数器装置220可基于错误计数器状态来将错误状态分类为主动错误状态、被动错误状态或离线状态(bus-off state)。
这里，可将主动错误状态定义为当车辆网络之间的错误诱导因子的数量小于预定值的错误诱导因子的数量时的稳定状态。可将被动错误状态定义为当车辆网络之间的错误诱导因子的数量增加到大于主动错误状态下的错误诱导因子的数量的值时的不稳定状态。离线状态可为如下状态，在该状态中，因为由于错误诱导因子而不能操作车辆网络，所以不发送和接收数据。
另外，发送错误计数器可指示从发送侧控制装置100发送的错误诱导因子。接收错误计数器可指示网关200接收的错误诱导因子。
此外，网关200通过检查错误计数器来确定错误的数量。基于根据错误数量的增加或减少而指定的参考(趋势)来设定警告中断、被动中断、紧急中断和离线中断。可响应于该参考来发送特定默认值。
详细地，当接收错误计数器不大于128且发送错误计数器不大于128时，错误状态变为主动错误状态。当接收错误计数器不小于127并且发送错误计数器不小于127时，错误状态变为被动错误状态。当发送错误计数器不小于255时，错误状态变为离线状态，并且在离线状态下禁用通信。
控制模式确定装置230基于从错误因子分类装置210确定的引起错误的原因因子和从错误计数器装置220确定的错误计数器向接收侧控制装置300发送基于包括3个步骤的控制模式的每个错误状态的默认值。
首先，在网关200将错误状态确定为主动错误状态的情况下，当实际数据中出现错误原因因子“000”、“001”、“010”、“011”、“100”或“101”时，控制模式确定装置230在不进行单独控制的情况下不向接收侧控制装置300发送默认值。
然而，当在实际数据中出现错误原因因子“110”时，控制模式确定装置230将错误原因因子存储在诊断故障代码(DTC)中。当在实际数据中出现错误原因因子“111”时，鉴于错误原因因子的连续性，控制模式确定装置230向接收侧控制装置300发送特定默认值。
接下来，在网关200将错误状态确定为主动错误状态或被动错误状态的情况下，当实际数据中出现错误原因因子“000”、“001”、“010”、“011”、“100”或“101”时，控制模式确定装置230处理对应的错误原因因子。当在实际数据中出现错误原因因子“110”时，控制模式确定装置230将错误原因因子存储在DTC中并开启警告灯。当在实际数据中出现错误原因因子“111”时，鉴于错误原因因子的连续性，控制模式确定装置230向接收侧控制装置300发送特定默认值。
接下来，在网关200将错误状态确定为被动错误状态的情况下，当实际数据中出现错误原因因子“000”、“001”、“010”、“011”、“100”或“101”时，控制模式确定装置230处理对应的错误原因因子。当在实际数据中出现错误原因因子“110”时，控制模式确定装置230将错误原因因子存储在DTC中并使警告灯闪烁。当在实际数据中出现错误原因因子“111”时，鉴于错误原因因子的偶发性，控制模式确定装置200向接收侧控制装置300发送特定默认值。
图3是根据本发明的示例性实施例的用于描述基于网关中的错误出现次数和错误状态来控制网关的方法的曲线图。
参考图3，网关可基于错误计数器状态来将错误状态分类为主动错误状态“a”、被动错误状态“b”或离线状态“c”。
首先，主动错误状态“a”可对应于接收错误计数器不大于128且发送错误计数器不大于128的情况。可参考为96的警告中断的接收错误计数器或发送错误计数器来对主动错误状态“a”进行分类。
接下来，被动错误状态“b”可对应于接收错误计数器不小于127且发送错误计数器不小于127的情况。可参考为224的紧急中断的接收错误计数器或发送错误计数器来对被动错误状态“b”进行分类。离线状态“c”可应用于发送错误计数器不小于255的情况。
图4是根据本发明的示例性实施例的示出实现网关控制方法的计算系统的框图。
参考图4，计算系统1000可包括经由总线1200彼此连接的至少一个处理器1100、存储器1300、用户界面输入装置1400、用户界面输出装置1500、储存器1600和网络接口1700。
处理器1100可为用于处理存储在存储器1300和/或储存器1600中的指令的中央处理装置(CPU)或半导体器件。存储器1300和储存器1600中的每一个都可包括各种类型的易失性或非易失性存储介质。例如，存储器1300可包括只读存储器(ROM)1310和随机存取存储器(RAM)1320。
因此，结合说明书中引用的实施例描述的方法或算法的操作可通过由处理器1100执行的硬件模块、软件模块或其组合直接实施。软件模块可存在于存储介质(例如，存储器1300和/或储存器1600)上，包括RAM、闪速存储器、ROM、可擦除可编程ROM(EPROM)、电EPROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘或压缩光盘(CD-ROM)。存储介质可耦接至处理器1100。处理器1100可从存储介质读出信息，并且可将信息写入存储介质。替代地，存储介质可与处理器1100集成。处理器和存储介质可存在于专用集成电路(ASIC)中。ASIC可存在于用户终端中。替代地，处理器和存储介质可作为用户终端的单独组件而存在。
本发明可通过接收数据帧范围中的错误状态信息并通过对错误生成原因因子进行分类或生成错误计数器，基于连接至特定域的每个控制装置的传输消息的状态信息来处理错误。
另外，接收侧控制装置通过提前通过网关预测发送侧控制装置的错误情况来先行识别错误情况，因此本发明可防止车辆功能降低。
同时，本发明的上述方法可实施为计算机程序。本领域的计算机程序员可容易地推断出构成计算机程序的代码和代码段。另外，计算机程序可存储在计算机可读记录介质(信息存储介质)中，并且可由计算机读取和执行，从而实施本发明的方法。另外，记录介质包括计算机可读的所有类型的记录介质。
本发明可通过接收数据帧范围中的错误状态信息并通过对错误生成原因因子进行分类或生成错误计数器，基于连接至特定域的每个控制装置的传输消息的状态信息来处理错误。
另外，接收侧控制装置通过提前通过网关预测发送侧控制装置的错误情况来先行识别错误情况，因此本发明可防止车辆功能降低。
为了便于说明和所附权利要求中的精确定义，词语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后部”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“向前”和“向后”用于参考附图中显示的示例性实施例的特征的位置来描述这些特征。
为了说明和描述的目的，呈现本发明的具体示例性实施例的前述描述。它们并不旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式，并且显然根据上述教导，许多修改和变化都是可能的。选择和描述示例性实施例以便解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能够制造和利用其各种替代和修改。旨在通过所附权利要求及其等同物来限定本发明的范围。

Claims (8)

1.一种网关，包括：
错误因子分类装置，配置为参考接收的数据帧中定义的数据范围来确定引起错误的原因因子；
错误计数器装置，配置为统计错误出现次数；以及
控制模式确定装置，配置为基于引起所述错误的原因因子和统计的错误出现次数来生成每种错误状态的默认值。
2.根据权利要求1所述的网关，其中，所述错误因子分类装置将所述错误因子分类以针对每个错误情况来预测车辆的网络状态。
3.根据权利要求1所述的网关，其中，所述错误因子分类装置配置为监控所述数据帧中定义的错误状态指示符中的错误状态信息。
4.根据权利要求1所述的网关，其中，当所述数据帧中定义的数据范围的值为“0”时，所述错误因子分类装置将所述错误状态分类为主动错误状态；并且
当所述数据帧中定义的数据范围的值为“1”时，所述错误因子分类装置将所述错误状态分类为被动错误状态。
5.根据权利要求1所述的网关，其中，所述错误计数器装置基于通过统计所述错误出现次数获得的值来将所述错误状态分类为主动错误状态、被动错误状态或离线状态。
6.一种用于控制网关的方法，所述方法包括以下步骤：
参考接收的数据帧中定义的数据范围来确定引起错误的原因因子；
统计错误出现次数；以及
基于引起所述错误的原因因子和统计的错误出现次数来生成每种错误状态的默认值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述默认值的生成包括：
监控所述数据帧中定义的错误状态指示符中的错误状态信息。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述默认值的生成包括：
当所述数据帧中定义的数据范围的值为“0”时，将所述错误状态分类为主动错误状态；并且
当所述数据帧中定义的数据范围的值为“1”时，将所述错误状态分类为被动错误状态。
CN201710933654.3A 2016-12-15 2017-10-10 网关和用于控制网关的方法 Active CN108234236B (zh)

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