CN109661795B - 用于在汽车环境中实现非汽车控制装置的可诊断性的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行系统组件(1)的方法，所述系统组件具有第一控制装置(2)，在该第一控制装置上连接有另外的控制装置(3)，其中，第一控制装置(2)经由数据连接(4)与所述另外的控制装置(2)交换数据并且第一控制装置(2)与所述另外的控制装置(3)经由电流连接(5)为所述另外的控制装置(3)供应来自能量源(7)的能量，其特征在于，借助所述第一控制装置(2)的测量单元(8)测量经由电流连接的电流并且借助所述另外的控制装置(3)的负载单元(13)影响所述电流以便经由电流连接(5)实现在两个控制装置(2、3)之间的数据传输。

Description

用于在汽车环境中实现非汽车控制装置的可诊断性的方法及 装置

技术领域

本发明涉及一种系统组件以及一种用于运行这种系统组件的方法，所述系统组件具有第一控制装置，在该第一控制装置上连接有另外的控制装置，其中，第一控制装置经由数据连接与所述另外的控制装置相连接并且经由该数据连接交换数据，并且第一控制装置与所述另外的控制装置经由电流连接相连接并且经由该电流连接为所述另外的控制装置供应来自能量源的能量。

背景技术

长期以来，消费电子领域的应用也越来越多地应用于汽车领域。然而，许多对此必要的构件/控制器通常不适用于汽车应用(温度、温度波动、湿度、冲击负荷、振动等方面的要求)。这意味着，硬件(驱动器模块)完全不具有或者部分地不具有在汽车环境中可能出现的温度范围。在这里，为了保护硬件，通常必须将整个控制装置(其例如包括这种不与汽车兼容的构件)断开。但是，在这里通常由于车辆中的不同的局部的构造而对于须在何时将控制装置本身断开没有确定的说法，因为主控制器或者说主控制装置可能具有不同于该控制装置的温度环境。过迟地断开已可能导致功能性故障或者甚至导致控制装置的损坏。在临界温度范围内接通同样可能导致构件的损坏。

下面的发明现在致力于实现一种防止这种控制装置在车辆中运行的情况下出现故障的可能性。为了保护硬件，所述在控制装置中的不与汽车兼容的构件仅在适用的温度范围中运行并且以不利的方式在过高温度或者过低温度的情况下断开。但是所述断开也可能出于其它原因而发生。

作为控制装置之间的接口能够(但不是必须)使用标准USB接口 (1.0、2.0…)。这种接口一般由4个引脚(VBus 5V、Ground、D+、 D-)组成。如果设备未经由数据线(D+、D-)向主机登陆，则无法经由此USB接口进行通信。

发明内容

因此，本发明的任务在于，满足前述的要求并且能够在系统组件的两个控制装置之间实现可靠的数据传输。

在所述系统组件的方面，所述系统组件具有第一控制装置，在所述第一控制装置上连接有另外的控制装置，其中，第一控制装置经由数据连接与所述另外的控制装置相连接并且经由所述数据连接交换数据，并且第一控制装置与所述另外的控制装置经由电流连接相连接并且经由所述电流连接为所述另外的控制装置供应来自能量源的能量。根据本发明规定，所述第一控制装置具有测量单元并且所述另外的控制装置具有负载单元，借助所述第一控制装置的测量单元测量经过所述电流连接的电流，并且借助所述另外的控制装置的负载单元影响所述电流以便经由电流连接在所述第一控制装置与所述另外的控制装置之间进行数据传输。所述另外的控制装置的、已连接于在这两个控制装置之间的电流连接中的负载单元影响电流，其中，该对电流的影响由第一控制装置的测量单元进行检测。在正常运行的期间确定限定的电流(例如电流强度)，该限定的电流能够在可预先给定的极限范围内波动。这些波动例如当进行数据交换时由这两个控制装置的载荷决定。这些波动的带宽能够被预先给定。借助所述另外的控制装置的负载单元可能的是，影响在两个控制装置之间的电流，使得电流能够低于和/或超过事先确定的带宽。所述带宽的脱离选择为，使得由此不会妨碍通过第一控制装置为所述另外的控装置正常地供应电流。但是可能的是，通过负载单元影响该电流，其中，该影响能够由第一控制装置的测量单元检测到。通过相应地分析所述受影响的电流能够实现在所述两个控制装置之间的数据传输，更确切地说是与在所述两个控制装置之间的数据连接不相关地实现数据传输。这意味着，以有利的方式将两个控制装置的电流连接用于数据传输，其中，这能够与在所述两个控制装置之间的、实际上已有的数据连接不相关地进行。由此，要么确保在两个控制装置之间的冗余的数据交换，要么当(无论出于何种原因)在所述两个控制装置之间的实际的数据连接不再允许进行数据交换时数据传输始终都是可能的。

尽管如此，借助本发明现在仍以有利的方式存在如下可能性：在车辆中建立从一个控制装置至一个另外的控制装置(例如主控制器) 的简单的通信，以便例如在不存在其它通信的情况下实现简单的温度或者功能性故障传输。

在本发明的扩展方案中，第一控制装置具有与测量单元相连接的控制单元。借助该控制单元可能的是，检测由测量单元确定的参数(尤其是所述受影响的电流，但是也包括经由数据连接交换的数据)并且触发相应的动作。为此，控制单元这样构造，使其检测经由实际的数据连接被交换的数据并且进一步处理或者说将自身的数据发送至数据连接。附加地，控制单元构造用于，检测受到测量单元影响的电流并且由此生成相应的动作。

在本发明的扩展方案中，所述另外的控制装置具有与负载单元相连接的控制单元。该控制单元构造用于，不仅确保经由数据连接与第一控制装置的数据交换，而且也能够实现经由电流连接在这两个控制装置之间的数据交换。为此，所述另外的控制装置的控制单元例如能够定时地(getakt)操控负载单元，以便因此产生经过电流连接的例如矩形的电流，其中，该定时的电流构成数据流，所述数据流又能够由第一控制装置的测量单元检测并且由第一控制装置的控制单元分析并且进一步处理。

在本发明的扩展方案中，所述另外的控制装置是根据USB标准的存储器单元并且具有与控制单元相连接的驱动器单元。由此可能的是，使用根据USB标准(在数据传输、电流供应和机械接口方面)的控制装置并且将其插入第一控制装置中或者使其经由线缆与该第一控制装置相连接并且同时建立可靠的数据连接。如上所述，这种可靠的数据连接如下看出：数据传输不仅标准地经由数据连接实现，而且作为替选或者作为附加也能够经由在所述两个装置之间的电流连接实现。

在用于运行系统组件的方法方面，所述系统组件具有第一控制装置，在所述第一控制装置上连接有另外的控制装置，其中，第一控制装置经由数据连接与所述另外的控制装置交换数据，并且第一控制装置与所述另外的控制装置经由电流连接为所述另外的控制装置供应来自能量源的能量。根据本发明规定，借助第一控制装置的测量单元测量经过电流连接的电流并且借助所述另外的控制装置的负载单元影响该电流以便经由电流连接在所述第一控制装置与所述另外的控制装置之间进行数据传输。在这里又存在如下优点：在正常的运行情况下，在所述两个控制装置之间的数据传输经由在所述两个控制装置之间的数据连接实现并且对连接于第一控制装置的所述另外的控制装置的电流供应经由在所述两个控制装置之间的电流连接实现。如果在所述两个控制装置之间经由数据连接的数据传输无论出于何种原因出现错误、受到干扰或者中断，则在负载单元和测量单元之间的配合能够实现，所述电流连接不仅能够被用于电流供应，而且也能够用于数据传输。也可以设想，待传输的数据的一部分经由数据连接实现并且数据传输的另一部分经由在两个控制装置之间的电流连接实现。

为了控制在所述两个控制装置之间经由其电流连接的数据传输，如在前面已经阐述的那样，第一控制装置的测量单元由控制单元控制或者说由测量单元测量的电流由第一控制装置的控制单元分析。同样地，该电流由所述另外的控制装置的负载单元控制。为此，在所述另外的控制装置中设有控制单元，使得对电流的控制经由该另外的控制装置的控制单元实现。

在本发明的扩展方案中规定，对电流的影响这样实现，使得由所述影响产生二进制数据流。通过借助所述另外的控制装置的负载单元对电流的影响(该影响经由所述另外的控制装置的控制单元实现)，能够(除了在所述两个控制装置之间的正常的电流传输之外)这样定时所述电流，使得第一控制装置的测量单元检测二进制数据流，该二进制数据流能够被传输至配属的控制单元并且进一步处理。所述二进制数据流因而能够以有利的方式实现除了在两个控制单元之间的实际的数据连接之外的附加的或者说冗余的数据交换。

附图说明

下面通过各附图阐述根据本发明的、能够借助根据本发明的方法运行的系统组件的一个实施例。

具体实施方式

如详细示出的那样，图1示出系统组件1，该系统组件具有第一控制装置2和另外的控制装置3。这两个控制装置2、3一方面为了数据交换目的经由数据连接4相互连接并且为了能量供应目的经由电流连接5相互连接。这两个连接4、5例如经由线缆实现，也可以设想，所述另外的控制装置3集成地具有对应的插接连接器，其中，所述另外的控制装置3能够被插入相应的、集成在第一控制装置2中的配对插接连接器中。优选在两个控制装置2、3之间的用于数据交换和能量供应的连接以及机械连接根据USB标准实现。在两个控制装置2、3之间的机械连接能够(但不是必须)符合USB标准、例如消费者USB 标准。也可以设想，使用根据其它通用或者专营标准的插接连接。例如也考虑符合汽车工业要求的插接连接、例如FAKRA插接连接。

图2示出具有重要元件的第一控制装置2。其具有控制单元6，该控制单元与数据连接4相连接。此外，第一控制装置2具有能量源7，通过该能量源实现经由所述另外的控制装置3的电流连接5的电流供应。在所述另外的控制装置3和能量源7之间的电流连接中接入测量单元8。该测量单元8检测电流连接5的电流并且将其传输至控制单元6。控制单元6构造用于，对借助测量单元8测量的电流进行分析、处理并且由此在第一控制装置2内部生成相应的动作或者将这些处理数据经由未进一步示出的接口输出至另外的装置(也未示出)。在根据图2的实施例中，控制单元6具有模拟/数字转换器(AD转换器)，该AD转换器将借助测量单元8模拟测量的电流转换成数字信号，该数字信号能够由控制单元6进一步处理。第一控制装置2的能量源7 例如是电池或者蓄电池，其产生例如5伏特的电流供应并且经由电流连接5输出。当然也可以设想其它的电压范围，其中，根据USB标准通常使用5伏特。在根据图2的实施例中在控制单元6中存在有AD 转换器，然而也可以设想，将AD转换器设置为脱离于控制单元6的单个(即独立)部件。在这种情况下，AD转换器能够经由相应构造的通信部位连接在控制单元6上并且经由该接口交换信号。

图3示出所述另外的控制装置3的细节。其以通常的方式具有驱动器单元10，当所述另外的控制装置3连接于第一控制装置2时，借助该驱动器单元组织这两个控制装置2、3之间的数据交换。在本实施例中，所述另外的控制装置3应当(但不是必须)是USB装置。因此，驱动器单元10也称为USB驱动器。此外，所述另外的控制装置3具有控制单元11，该控制单元为了控制在两个控制装置2、3之间的数据交换的目的经由数据连接12与驱动器单元10相连接。此外，所述另外的控制装置3具有负载单元13(尤其是可切换的负载单元)。该负载单元13经由控制连接14与控制单元11相连接。经由控制单元 11操控、尤其是定时地(getakt)操控负载单元13。通过经由控制单元11操控负载单元13影响、优选定时地影响经由电流连接5的电流。这附加于实际的电流供应实现，使得该实际的电流供应尽管借助负载单元13受到影响，但是在所述另外的控制装置3的通过第一控制装置 2经由电流连接5的实际的电流供应方面不会受到妨碍。所述另外的控制装置3的控制单元11构造用于，一方面管理在两个控制装置2、 3之间经由数据连接4和驱动器单元10的数据传输并且同时能够通过操控负载单元13实现经由电流连接5在两个控制装置2、3之间的数据交换。该经由电流连接5的数据交换要么附加于经由数据连接4的数据交换实现，要么在数据连接4出错时或者应当中断时仅还经由电流连接5实现。

图4再一次原理性地示出根据本发明的系统组件1，其中，第一控制装置2是任意的控制装置并且另外的控制装置3构成根据USB标准的存储器单元。但是所述另外的控制装置3不是必须是纯粹的存储器单元，而是其也可以是任意的其它控制装置。

在图5和图6中示出在两个控制装置2、3之间经由电流连接5 的不受影响(图5)和受到影响(图6)的电流。

在图5中示出在两个控制装置2、3之间经由电流连接5的电流随着时间(X轴)的变化。可以看到，电流能够在一定的带宽(围绕虚线)中在其大小方面(Y轴)波动。

在图6中示出，电流随着时间的变化借助相应地操控所述另外的控制装置3的负载单元13受到影响、优选定时地受到影响。负载单元 13的负载这样设置，使得当例如负载单元被操控时，电流强度(Y轴) 升高，并且当负载单元被断开时，电流强度再次降至预先给定的水平(根据图5的虚线)。通过该定时形成二进制数据流，该二进制数据流因而能够经由电流连接5传输至第一控制装置2并且由其测量单元 8分析并且进一步转发。为了加以说明，在图6中作为示例性的数据流示出数字序列“1”、“0”、“1”、“1”、“0”。这是纯粹示例性的并且当然取决于借助被相应控制的负载单元13对电路的负荷。但是也不必强制性地得到矩形的走向，而是也可以设想通过负载单元13 影响电流，所述影响不是定时的，而是构成可连续变化的电流(例如正弦形)。在此，借助负载单元13对电流的影响当然这样选择，使得由此通过第一控制装置2对所述另外的控制装置3的实际的电流供应不会或者基本上不会受到妨碍。

附图标记列表

1 系统组件

2 第一控制装置

3 另外的控制装置

4 数据连接

5 电流连接

6 控制单元

7 能量源

8 测量单元

9 模拟/数字转换器

10 驱动器单元

11 控制单元

12 数据连接

13 负载单元

14 控制连接

Claims (9)

1.系统组件(1)，所述系统组件具有第一控制装置(2)，在所述第一控制装置上连接有另外的控制装置(3)，其中，第一控制装置(2)经由数据连接(4)与所述另外的控制装置(3)相连接并且经由所述数据连接交换数据，并且第一控制装置(2)与所述另外的控制装置(3)经由电流连接(5)相连接并且经由所述电流连接为所述另外的控制装置(3)供应来自能量源(7)的能量，其特征在于，所述第一控制装置(2)具有测量单元(8)，并且所述另外的控制装置(3)具有负载单元(13)，借助所述第一控制装置(2)的测量单元(8)测量经过所述电流连接的电流，并且借助所述另外的控制装置(3)的负载单元(13)影响所述电流以便经由电流连接(5)在所述第一控制装置(2)与所述另外的控制装置(3)之间进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的系统组件(1)，其特征在于，所述第一控制装置(2)具有与测量单元(8)相连接的控制单元(6)。

3.根据权利要求1或2所述的系统组件(1)，其特征在于，所述另外的控制装置(3)具有与负载单元(13)相连接的控制单元(11)。

4.根据权利要求3所述的系统组件(1)，其特征在于，所述另外的控制装置(3)是根据USB标准的存储器单元并且具有与所述另外的控制装置(3)的控制单元(11)相连接的驱动器单元。

5.用于运行系统组件(1)的方法，所述系统组件具有第一控制装置(2)，在所述第一控制装置上连接有另外的控制装置(3)，其中，第一控制装置(2)经由数据连接(4)与所述另外的控制装置(3)交换数据，并且第一控制装置(2)与所述另外的控制装置(3)经由电流连接(5)为所述另外的控制装置(3)供应来自能量源(7)的能量，其特征在于，借助所述第一控制装置(2)的测量单元(8)测量经过所述电流连接的电流，并且借助所述另外的控制装置(3)的负载单元(13)影响所述电流以便经由电流连接(5)在所述第一控制装置(2)与所述另外的控制装置(3)之间进行数据传输。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，借助测量单元(8)测量的所述电流由第一控制装置(2)的控制单元(6)分析。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电流由所述另外的控制装置(3)的负载单元(3)控制。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对电流的控制经由所述另外的控制装置(3)的控制单元(11)实现。

9.根据权利要求5、6、7或8所述的方法，其特征在于，对电流的影响这样实现，使得由所述影响产生二进制数据流。

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