CN113924742B - 用于商用车的数据传输的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于商用车的数据传输的系统(10)，包括至少一个第一通信路径(12)和至少一个第二通信路径(14)，其中第一通信路径(12)具有第一保障模块(16)，且第二通信路径(14)具有第二保障模块(18)，其中第一保障模块(16)如此实现和设立，使得以第一方式保障经由第一通信路径(12)要发送的数据；且其中第二保障模块(18)如此实现和设立，使得以不同于第一方式的第二方式和/或以至少部分相同的方式和方法保障经由第二通信路径(14)要发送的数据。

Description

用于商用车的数据传输的系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种用于商用车的数据传输的系统及其方法。

背景技术

用于在商用车中传输数据的系统以及相应的方法用于在车辆、特别是商用车的车载通信机构上的安全的数据传输。在此特别是提出对这样的车辆的电子系统和构件的通信路径的保障的问题。

提供足够保障的要求例如由汽车工业的安全标准提出，例如ISO 26262以及其他标准。

关于数据通信的保障存在一系列基本上的方法，这些方法作为单个方法一般广泛应用且由通用的技术标准参考。

例如，安全标准ISO 26262列举了一系列这样的用于保障的方法，如“信息冗余”、“帧计数”等(ISO 26262-5表格D6)。

然而，各方法的具体的应用和设计方案未被预定，且合适的安全水平的实现交给研发者自身。

借助于协议对通信的保障的强度在此与协议或保障措施的精确设计有关。

因此，保障的强度是受限/受影响的，例如由于协议(配置)、发送单元的技术可能性，或者由于对最大发送时间(每测量值)的要求等。

发明内容

值得期望的是，总体上改善通信路径的保障，以便可以排除远程访问和篡改。

按照本发明，该任务通过根据本发明的用于商用车的数据传输的系统解决。

按照本发明设定，提供一种用于商用车的数据传输的系统，其包括至少一个第一通信路径和至少一个第二通信路径，其中第一通信路径具有第一保障模块，且第二通信路径具有第二保障模块，其中第一保障模块如此实现和设立，使得以第一方式保障经由第一通信路径要发送的数据，且第二保障模块如此实现和设立，使得以不同于第一方式的第二方式和/或以至少部分相同的方式和方法保障经由第二通信路径要发送的数据。

本发明基于如下基本构思，即以有利的方式在通信路径的冗余实施的关系中利用传输协议的基本的技术可能性。通过提供至少两个通信路径已经实现冗余。但是应实现在冗余的通信信道上在数据和测量数据方面关于通信内容的多样性。多样性在此也涉及各个冗余的通信路径的保障措施的设计方案。这能实现通信的提高的保障。优点特别是更高的保障、对于国民和设备用户较低的残留危险。在根据标准ISO 26262的模型计算中可以展示：本发明可以明显提高用于识别通信故障(所谓的诊断覆盖/英文为diagnosticcoverage)的能力。视应用情况而定，该提高可以处于大约30％(相对地)或者更高。

另一优点(其超越诊断覆盖的纯数字计算的提高)在于，可以实现(提高地)针对来自不同原因方面的通信故障的保障。

作为另外的优点例如可列举的是，可以实现更高的汽车安全完整性级别的要求。此外可能的是，可以相应地在产品中应用更新和另外的技术以及应用另外的构件或协议。而且能实现具有相同技术或相同构件的更大的范围的需要的完整性级别。由此可以实现在采购中的规模效应、如成本降低、采购费用中的精简(一般是更好的成本管理)。另一优点还在于，通过利用所谓的“现成的”构件的实现总体上改善系统的提供和设计。针对自定义协议的改变不是必要的，亦即自产的解决方案不是必要的，因为可以在新的组合中调用现有的解决方案。由此，总体上可以降低研发费用以及修改费用，而且同时可以保障可用性。

此外可能的是，实现构件的节省，例如在内部车辆通信中、例如Can通信(Can传输器或外部微控制器，它们在该上下文中被列举)。

而且，能实现在协议的刷新率、更新率、单位时间提高数量的消息包或有用数据的意义上更快速的数据/测量值传送。这也由于较短的“报文长度”在维持或提高保障的情况下得出。

特别是可以设定，第一保障模块和第二保障模块如此实现和设立，使得第一保障模块的保障程度与第二保障模块的保障程度不同或者反之亦然。特别是应实现如下，即通过保障的多样性可以实现相比于利用传统的方法的情况下更高的保护程度。

特别是可以设定，通过第一保障模块和第二保障模块实现要发送的数据的不对称的保障。通过该不对称实现保障的改善并继而实现更高的保护程度。同时，保障措施的费用相比于在对称保障的情况下总体上更低，但是该对称保障同时寻求非常高的保护程度。

保障的强度可以各自不同，从而在随后的结算、亦即匹配中可以实现总体上更强的保障，在颠倒的数据值的情况下也可以实现更高的分辨率。

数据特别是可以是传感器数据和/或包括传感器数据。传感器数据在此可特别有利地应用，或者所提出的系统以传感器数据特别是有利地运行，因为该传感器数据经常设有部分危及安全地运行时间和定时要求，对此其他保障方法、例如多个相继发送的数据值的积分或比较在时间上有问题且具有缺点。

此外可以设定，第一保障模块如此实现和设立，使得在第一通信路径上实现或可实现消息计数功能。

特别是，在此可以实现针对插入和/或丢失和/或重复发送的消息包的保障。例如可考虑的是，消息计数器是所谓的滚动计数(Rolling-Counter)，其尤其能实现针对插入、丢失或重复发送的消息包的保障。作为保障强度，在此根据ISO 26262例如列举8位的中等保障强度。

此外可以设定，第一保障模块附加地如此实现和设立，使得在第一通信路径上实现或可实现信息冗余功能，其中通过在发送的消息包中重复和/或颠倒的存放实现有用数据的至少一部分的保障。在此可以涉及例如借助于冗余位的所谓的信息冗余，亦即通过在消息包中重复(必要时颠倒的)存放保障有用数据的小部分。作为强度，在此可列举4位的低强度。

此外可考虑的是，第一保障模块附加地如此实现和设立，使得在第一通信路径上实现或可实现CRC信息冗余功能，其中通过形成校验和实现有用数据的至少一部分的保障。在信息冗余(“CRC”)中通过形成校验和实现有用数据的保障，但是其强度显著与其位长度有关。作为强度可列举4位的低强度。

例如可考虑的是，第一通信路径与第二通信路径相同地构成。

特别是可以设定，第二保障模块如此实现和设立，使得在第二通信路径上实现或可实现消息计数功能，特别是，实现针对插入和/或丢失和/或重复发送的消息包的保障。

此外可考虑的是，第二保障模块如此实现和设立，使得在第二通信路径上实现或可实现信息冗余功能，其中通过在发送的消息包中重复和/或颠倒的存放实现有用数据的至少一部分的保障。

此外可考虑的是，第二保障模块附加地如此实现和设立，使得在第二通信路径上实现或可实现CRC信息冗余功能，其中通过形成校验和实现有用数据的至少一部分的保障。

也可以考虑的是，第二保障模块的信息冗余功能如此设计和实现，使得通过在发送的消息包中重复和/或颠倒的存放实现有用数据的全部部分的保障。

此外可以设定，还设有匹配模块，其如此实现和设立，使得将借助于第一和第二保障模块保障的数据在这些数据完成发送或接收之后至少部分地相互匹配。

附图说明

现在借助于附图中详细实处的实施例阐述本发明的另外的细节和优点。附图中：

图1：示出用于商用车的数据传输的系统的第一实施例；

图2：示出用于商用车的数据传输的系统的第二实施例；

图3：示出本发明的用于商用车的数据传输的系统的另一、第三实施例。

具体实施方式

图1示出用于商用车(商用车未详细示出)的数据传输的系统10的第一实施例。

在此，该系统10具有第一通信路径12和至少一个第二通信路径14。

第一通信路径12在此具有第一保障模块16。

第二通信路径14此外具有第二保障模块18。

第一保障模块16在此如此实现和设立，使得它能够以第一方式保障经由第一通信路径12要发送的数据。

在此，第二保障模块18如此实现和设立，使得它能够以不同于第一方式的第二方式保障经由第二通信路径14要发送的数据。

该系统10例如可以结合位置传感器的数据与商用车的控制装置(ECU)或微控制器(μC)的通信得以应用。

同样可以考虑在传感器/高度集成的硬件元件之间数据通信的应用。

此外可能的是，该系统用于在ECU内或在控制装置之间的数据通信。

该系统10可以如下(焦点在于保障提高)设计为具有在保障措施上非多样性冗余：

具有第一保障模块16的第一通信路径12在此如此实现和设立，使得实现如下措施：

作为第一通信路径12中的通信保障的第一措施M1，采用消息计数器(英文为“Rolling Counter(滚动计数)”)，其主要提供针对插入、丢失或重复发送的消息包的保障(强度：根据ISO26262：中等，8位)。

作为第一通信路径12中的附加的第二措施M2，实现信息冗余(英文为“RedundantBits(冗余位)”)，其通过在消息包中重复(必要时颠倒的)存放提供有用数据的一(小)部分的保障(强度：低，4位)。

作为第一通信路径12中的另一附加的第三措施M3，实现另一信息冗余(“CRC”)，其通过形成校验和实现有用数据的保障，但是其强度显著与其位长度有关(强度：低，4位)。

具有第二保障模块18的第二通信路径14在此如此实现和设立，使得其与具有第一保障模块16的第一通信路径12相同地构成和保障，亦即，具有第二保障模块18的第二通信路径14同样实现措施M1、M2和M3，在图1中以附图标记M1‘、M2‘和M3‘表示。

通过第二通信路径(具有相同的措施)——假定后置的匹配逻辑——虽然有用信号的总保障强度还可以提高，然而保留各措施的基本的弱点。因此，例如(根据应用的要求)“冗余位”的措施对于(必要时危及安全的)有用数据范围的大部分根本没有带来保障。

图2示出用于商用车的数据传输的系统110的第二实施例(商用车未详细示出)。

该系统110在此关于其构造和功能上的特征与按照图1的系统10和如上所述那样相同地构成。相同或相似特征以提高100的附图标记表示。

存在如下区别：

该系统110可以如下(焦点在于保障提高)设计为具有在保障措施上多样性冗余：

作为第一通信路径112中的通信保障的第一措施M1，采用消息计数器(“RollingCounter(滚动计数)”)，其主要提供针对插入、丢失、或重复发送的消息包的保障(强度：根据ISO26262：中等，8位)。

作为第一通信路径112中的附加的第二措施M2，实现信息冗余(“Redundant Bits(冗余位)”)，其通过在消息包中重复(如果必要颠倒的)存放提供有用数据的一(小)部分的保障(强度：低，4位)。

作为第一通信路径112中的另一附加的第三措施M3，实现另一信息冗余(“CRC”)，其通过形成校验和实现有用数据的保障，但是其强度显著与其位长度有关(强度：低，4位)。

与按照图1的上述第一实施例不同地，第二通信路径114如下不同地设计：

作为第二通信路径114中的第一措施M4，实现信息冗余(“Redundant Bits(冗余位)”)，其通过在消息包中重复(必要时颠倒的)存放提供有用数据的全部部分的保障(强度：高，12位)。

作为第二通信路径114中的另一附加的第二措施M5，实现另一信息冗余(“CRC”)，其通过形成校验和实现有用数据的保障，但是其强度显著与其位长度有关(强度：小，4位)。

通信路径的多样性的保障能实现的是，对于后置的匹配逻辑有利地组合各保障措施的强度。在适合的设计的情况下，在实践中在第二通信路径114中消息计数器的缺少对可实现的总保障具有极其可忽略的影响/没有影响，而信息冗余的提高可以引起大的保障受益(例如通过所有或所有“安全显著位(Safety-Significant-Bits)的冗余”)。

该架构的优点在于，在所谓的多样性实施方案中，(测量)数据传送变得更安全。

此外，其他多样性设计方案是有利且是可实现的(例如在通信路径中在省去/弱化“冗余位”或“滚动计数”的情况下更强的“CRC”)。在此，多样性保障的这些可能性指的是，即使其未直至最后细节地实现为示例。

此外，匹配逻辑的上述示例不仅能实现通信故障的改善的识别而且也能实现评估和补偿方法。例如通过具有有用数据范围(12位×3(+4位×1))的优化/高的分辨率/精度的2oo3投票。关于通信的鲁棒性或关于出故障后仍能保持工作的特征。

图3示出用于商用车的数据传输的系统210的第二实施例(商用车未详细示出)。

在此，该系统210关于其构造和功能上的特征与按照图1的系统10和如上所述那样相同地构成。相同或相似特征以提高200的附图标记表示。

存在如下区别：

该系统210可以如下(焦点在于快速的数据可用性，同时仍具有高的总保障)设计为具有在保障措施上的多样性冗余：

通信路径212可以作为“措施”M6调整为短的“报文长度”和高的发送率/刷新率，例如通过在保障措施中的跳位。在此可考虑的是，仅仅应用(4位)滚动计数，等。

通信路径214可以设计为具有较长的“报文长度”和强的保障措施的“措施”M7，例如具有滚动计数、多个冗余位、强CRC或者可比的保障。

此外可考虑的是时间的相互协调一致，从而例如通信路径212以通信路径214的整数多倍地发送。

这在具有关于保障和定时的不同要求的多个(系统)功能的实现中以及在具有关于“性能定时”和“保障定时”的不同要求的(系统)功能的实现中特别是有利的。就此而言的应用示例例如结合压力传感器给出。

附图标记列表：

10系统

12第一通信路径

14第二通信路径

16第一保障模块

18第二保障模块

110系统

112第一通信路径

114第二通信路径

116第一保障模块

118第二保障模块

210系统

212第一通信路径

214第二通信路径

216第一保障模块

218第二保障模块

M1措施

M2措施

M3措施

M4措施

M5措施

M6措施

M7措施。

Claims (14)

1.一种用于商用车的数据传输的系统(10；110；210)，其包括至少一个第一通信路径(12；112；212)和至少一个第二通信路径(14；114；214)，其中该第一通信路径(12；112；212)具有第一保障模块(16；116；216)，并且该第二通信路径(14；114；214)具有第二保障模块(18；118；218)，其中该第一保障模块(16；116；216)如此实现和设立，使得以第一方式保障经由第一通信路径(12；112；212)要发送的数据，并且该第二保障模块(18；118；218)如此实现和设立，使得以不同于第一方式的第二方式和/或以至少部分相同的方式和方法保障经由第二通信路径(14；114；214)要发送的数据，其中，第一保障模块和第二保障模块如此实现和设立，使得该第一保障模块的保障程度与该第二保障模块的保障程度不同或者反之亦然。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，通过第一保障模块和第二保障模块实现要发送的数据的不对称的保障。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，数据至少部分是传感器数据或者至少部分包括传感器数据。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，第一保障模块(16；116)如此实现和设立，使得在第一通信路径(12；112)上实现或能够实现消息计数功能。

5.根据权利要求1或2所述的系统(10；110)，其特征在于，第一保障模块(16；116)如此实现和设立，使得在第一通信路径(12；112)上实现或能够实现信息冗余功能，其中通过在发送的消息包中重复和/或颠倒的存放实现有用数据的至少一部分的保障。

6.根据权利要求1或2所述的系统(10；110)，其特征在于，第一保障模块(16；116)如此实现和设立，使得在第一通信路径(12；112)上实现或能够实现CRC信息冗余功能，其中通过形成校验和实现有用数据的至少一部分的保障。

7.根据权利要求1或2所述的系统(10)，其特征在于，第二保障模块(18)如此实现和设立，使得在第二通信路径(14)上实现或能够实现消息计数功能，特别是，实现针对插入和/或丢失和/或重复发送的消息包的保障。

8.根据权利要求1或2所述的系统(10；110)，其特征在于，第二保障模块(18；118)如此实现和设立，使得在第二通信路径(14；114)上实现或能够实现信息冗余功能，其中通过在发送的消息包中重复和/或颠倒的存放实现有用数据的至少一部分的保障。

9.根据权利要求1或2所述的系统(10；110；210)，其特征在于，第二保障模块(18；118；218)附加地如此实现和设立，使得在第二通信路径(14；114；214)上实现或能够实现CRC信息冗余功能，其中通过形成校验和实现有用数据的至少一部分的保障。

10.根据权利要求8所述的系统(10；110；210)，其特征在于，第二保障模块(18；118)的信息冗余功能如此设计和实现，使得通过在发送的消息包中重复和/或颠倒的存放实现有用数据的整个部分的保障。

11.根据权利要求9所述的系统(10；110；210)，其特征在于，第二保障模块(18；118)的信息冗余功能如此设计和实现，使得通过在发送的消息包中重复和/或颠倒的存放实现有用数据的整个部分的保障。

12.根据权利要求1或2所述的系统(10；110；210)，其特征在于，此外设有匹配模块，其如此实现和设立，使得将借助于第一保障模块(16；116；216)和第二保障模块(18；118；218)保障的数据在这些数据完成发送或接收之后至少部分地相互匹配。

13.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，实现针对插入和/或丢失和/或重复发送的消息包的保障。

14.根据权利要求7所述的系统(10)，其特征在于，实现针对插入和/或丢失和/或重复发送的消息包的保障。