DE10153848B4

DE10153848B4 - Method for identifying identical electronic modules in a CAN bus architecture and suitable electronic module

Info

Publication number: DE10153848B4
Application number: DE10153848A
Authority: DE
Inventors: Oliver Dipl.-Ing. Justen
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2021-11-03
Also published as: DE10153848A1

Abstract

Verfahren zur Initialisierung eines Elektronikmoduls mit einem modulspezifischen CAN-Bus Identifier umfassend folgende Verfahrensschritte:
– einen vorbereitenden Verfahrensschritt, in dem ein Netzwerkcontroller (5) und alle angeschlossenen Elektronikmodule (1) zunächst eingeschaltet werden,
– einen Überprüfungsschritt, bei dem durch Abfragen eines Speicherregisters im Netzwerkcontroller (5) von einem Initialisierungsprogramm im Mikrocontroller (μC) des Netzwerkcontrollers überprüft wird, wieviele Elektronikmodule (1) einen modulspezifischen Identifier benötigen,
– einen Initialisierungsschritt in Form einer Initilialisierungsschleife, in der bei jedem Schleifendurchlauf durch Variation des Strompegels in einer Initialisierungsleitung (7) ein zu initialisierendes Elektronikmodul Buszugriff erhält und ein vorgegebener Startidentifier des zu initialisierenden Elektronikmoduls (1) durch einen modulspezifischen Identifier überschrieben und ersetzt wird
– und die Initialisierungsschleife solange durchlaufen wird, bis alle zu initialisierenden Elektronikmodule mit einem modulspezifischen Identifier versehen sind.Method for initializing an electronic module with a module-specific CAN bus identifier comprising the following method steps:
A preparatory method step in which a network controller (5) and all connected electronic modules (1) are first switched on,
A check step in which, by querying a memory register in the network controller (5), an initialization program in the microcontroller (μC) of the network controller checks how many electronic modules (1) require a module-specific identifier,
- An initialization step in the form of an initialization loop, in which each loop through variation of the current level in an initialization (7) receives an electronics module bus access to be initialized and a predetermined start identifier of the electronic module to be initialized (1) is overwritten and replaced by a module-specific identifier
- And the initialization loop is run through until all the electronic modules to be initialized are provided with a module-specific identifier.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronikmodul, vorzugsweise und Zünd- und Einspritzeinheit, mit einer CAN-Bus- Schnittstelle und einer Identifizierungsmöglichkeit sowie ein Verfahren zur Identifizierung der besagten Elektronikmodule durch Zuweisung von Can-Bus Identifier an die Elektronikmodule.The The invention relates to an electronic module, preferably and ignition and Injection unit, with a CAN bus interface and an identification option and a method for identifying said electronic modules by assigning Can-Bus Identifier to the electronic modules.

CAN Bus Architekturen sind bekannt. In zwei verschiedenen Normen wurde ein „Low-speed controller area network (CAN)" in der ISO 11519-2 (1994) und ein „controller area network for high-speed communication" in der ISO 11898 (1994) spezifiziert. Diese CAN Bussysteme wurden speziell für die Bedürfnisse von Straßenfahrzeugen entwickelt und werden in diesen Straßenfahrzeugen auch bereits umfangreich eingesetzt.CAN Bus architectures are known. In two different standards was a "low-speed controller area network (CAN) "in ISO 11519-2 (1994) and a controller area network for high-speed communication "in ISO 11898 (1994). These CAN bus systems were special for the needs of road vehicles and are already being developed in these road vehicles used extensively.

Schon vor Herausgabe der Normenspezifizierung hat man in der EP 0536 557 B1 ein Verfahren zur Steuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem eine erste Steuereinheit die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine und eine zweite Steuereinheit die Kraftstoffzumessung und die Zündung der Brennkraftmaschine steuert. Die beiden wesensverschiedenen Steuereinheiten sind an einen CAN-Bus angeschlossen.Already before publication of the standard specification one has in the EP 0536 557 B1 a method for controlling the drive power of a vehicle is proposed, in which a first control unit controls the throttle valve of an internal combustion engine and a second control unit, the fuel metering and the ignition of the internal combustion engine. The two different control units are connected to a CAN bus.

Die Kommunikation in CAN-Bus Architekturen erfolgt mittels botschaftsbezogener Adressierung. Dazu wird jeder Botschaft ein fester Identifier zugeordnet. Der Identifier kennzeichnet den Inhalt der Botschaft (z.B. Motordrehzahl). Ein Busteilnehmer verwertet ausschließlich diejenigen Daten, deren zugehörige Identifier in seiner Liste entgegenzunehmender Botschaften gespeichert sind. Dadurch enthält CAN keine Stationsadressen für die Datenübertragung, und die Knoten brauchen die Systemkonfiguration nicht zu verwalten. Dies macht jedoch die gezielte Anspruche eines bestimmten von mehreren baugleichen Busteilnehmern innerhalb der Busarchitektur, die alle über die gleiche Identifier- Liste verfügen, unmöglich.The Communication in CAN bus architectures takes place by means of message-related Addressing. For this purpose, each message is assigned a fixed identifier. The identifier identifies the content of the message (e.g., engine speed). A bus user exclusively uses the data whose associated identifier are stored in its list of accepting messages. This includes CAN no station addresses for the data transmission, and the nodes do not need to manage the system configuration. However, this makes the targeted claims of a particular one of several identical Bus subscribers within the bus architecture, all over the have the same identifier list, impossible.

Aus der deutschen Patentschrift DE 197221 15 C2 ist eine Adressierungsvorrichtung und ein Adressierungsverfahren bekannt, bei dem mittels eines Kodiersteckers ansonsten baugleiche Netzwerkkomponenten unterscheiden werden können. Insbesondere bei dem CAN BUS werden Netzwerkkomponenten mit Identifiern angesprochen, die vom Busprotokoll her für alle gleichartigen Netzwerkkomponenten gleich sind. Will man in einem CAN Netzwerk gleichartige Netzwerkkomponenten bei der Adressierung unterscheiden braucht hierzu zu den Identifiern ergänzende Unterscheidungsmerkmale. In der DE 197221 15 C2 wird hierzu ein Kodierstecker benutz, der zwischen Bus und Netzwerkkomponente gesteckt wird. Der Kodierstecker kodiert durch unterschiedliche Widerstandanordnungen, so dass die einzelnen gleichartigen Netzwerkkomponenten durch unterschiedliche Spannungspotentiale des Kodiersteckers unterscheidbar werden. Die unterschiedlichen Spannungspotentiale werden in eine Offsetadresse umgesetzt, die zu den Indentifiern hinzugefügt wird.From the German patent DE 197221 15 C2 an addressing device and an addressing method is known in which by means of a Kodiersteckers otherwise identical network components can be distinguished. Especially with the CAN BUS network components are addressed with identifiers, which are the same for all the same network components from the bus protocol. If one wants to differentiate similar network components in addressing in a CAN network, additional distinguishing features must be used for the identifiers. In the DE 197221 15 C2 For this purpose, a coding plug is used, which is inserted between the bus and network component. The coding plug is coded by different resistor arrangements, so that the individual identical network components can be distinguished by different voltage potentials of the coding plug. The different voltage potentials are converted into an offset address, which is added to the indentifiers.

Diese Adressierungsergänzung hat gegenüber den sonst bekannten Verfahren, wie Jumpern oder Schalter den Vorteil der größeren Flexibilität. Allerdings braucht es eine Festlegung der Kodierung und der zugehörigen Adressenerweiterung, die im Netzwerk vorbekannt sein muss. Größte Fehlerquelle ist ein mögliches Verwechseln der Kodierstecker.These addressing supplement has opposite the otherwise known methods, such as jumpers or switches the advantage the greater flexibility. Indeed it requires a determination of the coding and the associated address extension, which must be known in the network beforehand. Biggest source of error is one possible Confusing the coding plug.

Aus der JP 08051671 A ist ein Zündeinspritzmodul bekannt, das über ein LAN angesprochen und gesteuert wird. Die Adressierung erfolgt durch Vergabe von Netzwerk IDs. Baugleiche Zündeinspritzmodule innerhalb eines LAN werden durch die Angabe der Zylindernummer des Verbrennungsmotors im Kommunikationsframe des LAN Protokolls unterschieden. Beim Einbau der Zündeinspritzmodule muss daher dem Zündeinspritzmodul die Zylindernummer, zu der es gehört eingelesen werden.From the JP 08051671 A For example, an ignition injection module is known that is addressed and controlled via a LAN. Addressing is done by assigning network IDs. Identical ignition injection modules within a LAN are distinguished by the specification of the cylinder number of the internal combustion engine in the communication frame of the LAN protocol. When installing the ignition injection modules, therefore, the cylinder number to which it belongs must be read into the ignition injection module.

Aus der DE 4420425 A1 ist ein Zündeinspritzmodul bekannt, das über eine BUS ansprechbar und steuerbar ist. Das Zündeinspritzmodul enthält einen Schalter, der über eine Signalleitung betätigt wird. Am Verbrennungsmotor werden mehrere gleiche Zündeinspritzmodule eingesetzt. Alle Zündeinspritzmodule werden mit ihren Schaltern in der Signalleitung hintereinander geschaltet. Beim ersten Einbau oder im Falle eines Auswechselns sind alle Schalter der Zündeinspritzmodule zunächst geöffnet und werden für die Initialisierung beim Hochfahren des Systems nacheinander durchgeschaltet. Über das Abzählen der wievielte Schalter durchgeschaltet wird, können die Zündeinspritzmodule identifiziert werden.From the DE 4420425 A1 an ignition injection module is known, which is accessible and controllable via a bus. The ignition injection module includes a switch which is operated via a signal line. At the internal combustion engine several identical ignition injection modules are used. All ignition injection modules are connected in series with their switches in the signal line. During the first installation or in the event of replacement, all switches of the ignition injection modules are initially opened and are switched through one after the other for initialization when the system is started up. By counting how many switches are switched through, the ignition injection modules can be identified.

Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik stellt sich die erfindungsgemäße Aufgab, ein zur DE 19722115 C2 alternatives Verfahren zur Identifizierung von baugleichen CAN-Bus fähigen Elektronikmodulen in einer CAN-Busarchitektur anzugeben.Based on the above-described prior art, the object of the invention, a DE 19722115 C2 to provide an alternative method for identifying identical CAN bus-capable electronic modules in a CAN bus architecture.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung und in den Unteransprüchen einhalten.According to the invention this Task solved by the characteristics of the independent Claims. Further advantageous embodiments are in the description and in the subclaims.

Die Lösung gelingt durch eine Erweiterung der CAN-Bus Architektur um eine Initialisierungsleitung und eine dem ersten CAN Protokoll vorgelagerte Initialisiernugsphase während der für baugleiche Busteilnehmer mit ansonsten gleichen Identifierlisten modulspezifische Identifier vergeben werden. Nach Abschluß der vorgelagerten Initialisierungsphase wird die Initialisierungsleitung funktionslos und die gesamte Kommunikation einschließlich der Adressierung der spezifischen Elektronikmodule erfolgt über das normgemäße CAN-Bus Protokoll mittels Identifier. Die Elektronikmodule, die als Busteilnehmer fungieren, enthalten hierzu zusätzlich zu einem normgemäßen CAN Transceiver einen Initialisierungseingang in Form eines Spannungsanschlusses mit nachgeordnetem Spannugskomparator.The solution succeeds by an extension of the CAN bus architecture by an initialization line and an initialization phase preceding the first CAN protocol while the for identical bus subscribers with otherwise identical identifier lists module-specific Identifier will be awarded. Upon completion of the upstream initialization phase the initialization line is inoperative and the entire communication including The addressing of the specific electronic modules is done via the standard CAN bus Protocol by means of identifier. The electronic modules acting as bus subscribers act additionally to a standard CAN Transceiver an initialization input in the form of a voltage connection with downstream Spannugskomparator.

Mit der Erfindung werden hauptsächlich die folgenden Vorteile erzielt:
Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Kommunikationsarchitektur und den erfindungsgemäßen Elektronikmodulen wird darin gesehen, daß mit geringem Aufwand durch lediglich eine einfache zusätzliche Initialisierungsleitung in Form einer Spannungsteilerschaltung auch im Rahmen der CAN-Bus Architektur die Vergabe von modulspezifischen Identifier möglich wird. Die Vergabe der modulspezifischen Identifier erfolgt hierbei zeitlich vor dem Starten des ersten CAN-Bus Protokolls. Nach dieser ersten Initialisierungsphase wird die zusätzliche Initialisierungsleitung funktionslos und die gesamte Kommunikation kann über die normgemäßen CAN-Bus Architektur abgewickelt werden. Eine Veränderung der CAN-Bus Spezifikationen ist hierzu nicht erforderlich.With the invention mainly the following advantages are achieved:
The main advantage of the communication architecture according to the invention and the electronic modules of the invention is seen in the fact that with little effort by only a simple additional initialization in the form of a voltage divider circuit in the context of the CAN bus architecture, the allocation of module-specific identifier is possible. The allocation of the module-specific identifier takes place here before the start of the first CAN bus protocol. After this first initialization phase, the additional initialization line becomes inoperative and the entire communication can be handled via the standard CAN bus architecture. It is not necessary to change the CAN bus specifications.

Eine vorteilhafte Anwendung ergibt sich im Kraftfahrzeug für Zünd- oder Einsprizmodule. Die Zünd- und Einspritzmodule können auch als integrierte Zündeinspritzmodule ausgebildet sein. Zünd/Einspritzmodule sind im Kraftfahrzeug pro Verbrennungszylinder mindestens einmal vorhanden. Für jeden Verbrennnungszylinder einer Motorvariante werden identische Zünd/Einspritzmodule vorgesehen, die von einem Motorsteuergerät alle zu unterschiedlichen Zeiten, dieselben Informationen benötigen. Mit einem Hochgeschwnidigkeits CAN-Bus ließen sich zwar über die informationsgebundenen Identifier die benötigten Informationen von einem Motorsteuergerät an alle Zünd/Einspritzmodule gleichzeitig verteilen, aber eben nicht zylinderspezifisch, da der herkömmliche CAN-Bus keine modulspezifischen Identifier hat. Mit herkömmlichen CAN-Bussen lassen sich daher Zünd/Einspritzmodule nicht in sinnvoller Weise direkt über eine CAN Busleitung ansprechen. Hierzu wurden bisher wie in der EP 0 536 557 B1 die Zünd/Einspritzmodule vom Steuergerät mittels Peer to Peer Steuerleitungen jeweils pro Zündmodul und Einspritzmodule für jeden Zylinder separat angesteuert. Man brauchte daher mindestens zwei verschiedene Kommunikationsstrukturen. Mit den erfindungsgemäßen Elektronikmodulen und mit dem erfindungsgemäßen Initialisierungsverfahren gelingt die durchgängige Verwendung des CAN-Buses auch für baugleiche Busteilnehmer wie zum Beispiel Zündmodule oder Einspritzmodule oder beliebige Kombinationen davon.An advantageous application results in the motor vehicle for ignition or injection modules. The ignition and injection modules can also be designed as integrated ignition injection modules. Ignition / injection modules are present in the motor vehicle per combustion cylinder at least once. For each combustion cylinder of an engine variant, identical ignition / injection modules are provided which require the same information from one engine control unit at different times. With a high-speed CAN bus, the required information could be distributed from one engine control unit to all ignition / injection modules simultaneously via the information-bound identifiers, but not cylinder-specific, since the conventional CAN bus has no module-specific identifier. With conventional CAN buses, ignition / injection modules can not therefore be sensibly addressed directly via a CAN bus line. So far, as in the EP 0 536 557 B1 The ignition / injection modules are controlled separately by the control unit by means of Peer to Peer control lines per ignition module and injection modules for each cylinder. It therefore needed at least two different communication structures. With the electronic modules according to the invention and with the initialization method according to the invention, the continuous use of the CAN bus also succeeds for bus subscribers of the same design, such as, for example, ignition modules or injection modules or any combinations thereof.

Die erfindungsgemäßen Elektronikmodule oder das erfindungsgemäße Initialisierungsverfahren ist jedoch nicht auf Zünd/Einspritzmodule beschränkt. Vielmehr lassen sich prinzipiell alle elektrischen und elektronischen Geräte die an sich über einen CAN-Bus Transceiver verfügen mit der Erfindung erweitern. Hierdurch lassen sich in verstärktem Maße für die elektrischen Komponenten in einem Kraftfahrzeug Gleichteilestrategien fahren, da mit der Erfindung nicht mehr abgewogen werden muß, für welche Geräte man besser eine informationsgebundene und für welche Geräte man besser eine Addressen gebundene Kommunikationsstruktur verwendet.The electronic modules according to the invention or the initialization method according to the invention but not on ignition / injection modules limited. Rather, in principle, all electrical and electronic equipment which in itself over have a CAN bus transceiver expand with the invention. This can be used to a greater extent for the electrical Components in a motor vehicle drive equal-share strategies, since with the invention no longer has to be weighed, for which device you better an informational and for which devices one better uses an address-bound communication structure.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von Zeichnungen dargestellt und näher erlätutert. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated below with reference to drawings and explained in more detail. Show it:

1 eine erfindungsgemäß erweiterte CAN-Bus Architektur aus erfindungsgemäß aufgebauten Elektronikmodulen mit einer Spannungsteilung als Initialisierungsleitung, 1 an inventively extended CAN bus architecture of inventively constructed electronic modules with a voltage division as initialization,

2 ein Ablaufschema für ein erfindungsgemäßes Initialisierungsverfahren, 2 a flow chart for an inventive initialization method,

3 ein Anwendungsbeispiel der erweiterten CAN-Bus Architektur auf Zünd- oder Einspritzmodule für einen Verbrennungsmotor in einem Kraftfahrzeug, 3 an application example of the extended CAN bus architecture to ignition or injection modules for an internal combustion engine in a motor vehicle,

4 ein erfindungsgemäßes Elektronikmodul in einem Ausführungsbeispiel als Zünd/Einspritzmodul 4 an inventive electronic module in an embodiment as ignition / injection module

1 zeigt in schematischer Darstellung vier erfindungsgemäße Elektronikmodule 1, die als Steuereinheiten ZEM1, ZEM2, ZEM3 und ZEM4 bezeichnet sind. Die Bezeichnung (ZEM für Zündeinspritzmodul) deutet bereits auf die bevorzugte Verwendung als Steuereinheiten für getrennte oder kombinierte Zündeinspritzmodule an Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen hin. Die Elektronikmodule enthalten jeweils einen Mikrocontroller μC als Steuerrechner und einen CAN-Bus Transceiver CAN als Schnittstelle. Jedes Elektronikmodul hat außerdem einen Initialisierungseingang 2, der über einen Spannungskomparator 3 mit dem Mikrocontroller μC verbunden ist. 1 shows a schematic representation of four electronic modules according to the invention 1 , which are referred to as control units ZEM1, ZEM2, ZEM3 and ZEM4. The designation (ZEM for ignition injection module) already points to the preferred use as control units for separate or combined ignition injection modules on internal combustion engines of motor vehicles. The electronic modules each contain a microcontroller μC as a control computer and a CAN bus transceiver CAN as an interface. Each electronics module also has an initialization input 2 that has a voltage comparator 3 is connected to the microcontroller μC.

Über die CAN Bus Schnittstelle CAN sind die einzelnen Elektronikmodule an normgemäße (ISO 11519-2, ISO 11898) Datenleitungen eines Controller Area Network angeschlossen. An das Controller Area Network ist ebenfalls der Netzwerkcontroller 5 über eine CAN-Schnittstelle ange schlossen. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel soll der Netzwerkcontroller gleichzeitig das Motorsteuergerät MSG sein, mit dem die Zünd/Einspritzmodule angesteuert werden. Der Netzwerkcontroller 5, bzw. das Motorsteuergerät MSG ist gegenüber normgemäßen Controllern oder gegenüber bekannten Mototsteuergeräten um eine steuerbare und schaltbare Stromquelle 6 ergänzt. Die Stromquelle wird von dem Mikrocontroller μC des Motorsteuergerätes gesteuert und geschaltet.The CAN bus interface CAN is the Individual electronic modules are connected to standard (ISO 11519-2, ISO 11898) data lines of a Controller Area Network. The Controller Area Network is also the network controller 5 connected via a CAN interface. In the exemplary embodiment illustrated here, the network controller should simultaneously be the engine control unit MSG with which the ignition / injection modules are controlled. The network controller 5 , or the engine control unit MSG is compared to standard controllers or over known Mototsteuergeräten to a controllable and switchable power source 6 added. The current source is controlled and switched by the microcontroller .mu.C of the engine control unit.

An die Stromquelle ist gegen Masse eine Reihenschaltung von mehreren Widerständen R angeschlossen. Die Reihenschaltung aus angesteuerter Stromquelle 6 und den Widerständen R ist ein Spannungsteiler und bildet die Initialisierungsleitung 7. Die Anzahl der in Serie geschalteten Widerstände richtet sich nach der Anzahl baugleicher Elektronikmodule, die an die Datenleitungen des normgemäßen CAN Buses angeschlossen werden soll. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sollen 4 baugleiche Elektronikmodule an den CAN Bus angeschlossen werden. Demzufolge bilden insgesamt vier Widerstände R in der Initialisierungsleitung 7 einen Spannungsteiler mit vier Spannungsabgriffen an den Widerständen R, die jeweils mit dem Initialisiserungseingang der Elektronimkodule verbunden sind. Sollen 10 baugleiche Elektronikmodule angeschlossen werden, so wird die Initialisierungsleitung als Spannungsteiler mit 10 Reihenwiderständen ausgebildet. Die Anzahl der möglichen in Serie geschalteten Widerstände ist hierbei lediglich durch den Spannungspegel der Stromquelle 6 und das Auflösungsvermögen des Spannungskomparators 3 auf den Elektronikmodulen begrenzt.To the power source to ground a series connection of a plurality of resistors R is connected. The series connection of controlled current source 6 and the resistors R is a voltage divider and forms the initialization line 7 , The number of resistors connected in series depends on the number of identical electronic modules that are to be connected to the data lines of the standard CAN bus. In the embodiment shown are intended 4 identical electronics modules can be connected to the CAN bus. As a result, a total of four resistors R in the initialization line 7 a voltage divider with four voltage taps on the resistors R, which are each connected to the initialization of the Elektronimkodule. Should 10 identical electronic modules are connected, so the initialization is as a voltage divider with 10 Series resistors formed. The number of possible series-connected resistors is here only by the voltage level of the power source 6 and the resolution of the voltage comparator 3 limited to the electronic modules.

Das Verfahren zur Initialisierung der baugleichen Elektronikmodule 1 in einer Kommunikationsstruktur wie sie vorbeschrieben in 1 erläutert wurde erfolgt nun wie folgt:
Während der Initialisierungsphase des Kommnunikationsnetzwerks werden in einem ersten Verfahrensschritt der Netzwerkcontroller 5 und die angeschlossenen Busteilnehmer zunächst eingeschaltet. Aus einem Speicherregister im Netzwerkcontroller wird von der Initialisierungsroutine eingelesen, wieviele baugleiche Elektronikmodule als Busteilnehmer im angeschlossenen Netzwerk initialisiert werden müssen und mit welchem voreingestellten Startidentifier diese zu initialisierenden Elektronik module angesprochen werden müssen. Die Anzahl und die Reihenfolge der zu initialisierenden Elektronikmodule muß bei der Konzipierung der Kommunikationsstruktur bekannt sein. Ebenso muß festgelegt sein mit welchem Startidentifier diese Elektronikmodule angesprochen werden sollen. Dieser Startidentifier wird deshalb voreingestellt sowohl in die Identifier Liste des Netzwerkcontroller 5 als auch in die Identifier Liste der zu initialisierenden Elektronikmodule 1 eingegeben. Die Vergabe der Startidentifier obliegt hierbei dem Netzwerkdesigner und ist in ihrem Format an die CAN-Bus Spezifikation gebunden. Der Netzwerkdesigner legt auch die Anzahl der Busteilnehmer und die Anzahl der noch zu initialisierenden Elektronikmodule fest. Bei der Anwendung der Erfindung in Zündeinspritzmodulen für Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen ergibt sich die Anzahl und Reihenfolge der Elektronikmodule durch die Anzahl der Verbrennungzylinder und die vorgesehene Zündfolge.The procedure for initializing the identical electronic modules 1 in a communication structure as described in 1 has now been explained as follows:
During the initialization phase of the communication network, in a first method step, the network controller 5 and the connected bus participants first turned on. From a memory register in the network controller is read from the initialization routine, how many identical electronic modules must be initialized as bus participants in the connected network and with which preset start identifier these modules to be initialized electronics must be addressed. The number and order of the electronic modules to be initialized must be known in the design of the communication structure. It must also be determined with which start identifier these electronic modules are to be addressed. This start identifier is therefore preset both in the identifier list of the network controller 5 as well as in the identifier list of the electronic modules to be initialized 1 entered. The assignment of the start identifiers is the responsibility of the network designer and is bound in its format to the CAN bus specification. The network designer also specifies the number of bus subscribers and the number of electronic modules still to be initialized. When applying the invention in ignition injection modules for internal combustion engines in motor vehicles, the number and order of the electronic modules results by the number of combustion cylinders and the intended firing order.

Nachdem vom Mikrocontroller des Netzwerkcontroller 5 durch Einlesen der Anzahl n zu initialisierender Elektronikmodule festgestellt wurde, wieviele Elektronikmodule zu initialisieren sind und mit welchem Startidentifier diese Elektronikmodule über die CAN Datenleitung anzusprechen sind, wird in einem weiteren Verfahrensschritt die Stromquelle des Netzwerkcontrollers auf ihren maximalen Strompegel Imax eingeschaltet.After from the microcontroller of the network controller 5 was detected by reading the number n to be initialized electronic modules, how many electronic modules are to be initialized and with which start identifier these electronic modules are addressed via the CAN data line, in a further process step, the power source of the network controller is turned on to its maximum current level Imax.

Hierdurch stellen sich an den in Serie geschalteten Widerständen R der Initialisierungsleitung unterschiedliche Potentiale gegen die Masse des Kommunikationsnetzwerkes ein. Diese unterschiedlichen Potentiale an den als Spannungsabgriff wirkenden Widerständen R werden an die Initialisierungseingänge der Elektronikmodule gelegt und dort von einem Spannungskomparator gegen einen für das Elektronikmodul kennzeichnenden und am Spannungskomparator einstellbaren Referenzwert verglichen. Übersteigt das Potential am Spannungsteiler diesen Referenzwert, so schaltet der Spannungskomparator durch und signalisiert dem Mikrocontroller μC des Elektronikmoduls einen logischen Zustand, z.B. Low. Dieser Referenzwert ergibt sich bei Kenntnis der maximalen Stromstärke der steuerbaren Stromqelle und bei Kenntnis der Anzahl der Serienwiderstände in der Initialisierungsleitung aus dem bei Maximalstromstärke anliegenden Potential am stromabwärts letzten Reihenwiderstand. Das Referenzpotential für die Spannungskomperatoren muß geringfügig höher als dieses Widerstandspotential sein. Wenn die Serienwiderstände alle den gleichen Widerstandswert haben, kann dieses Referenzpotential für die Spannungskomparatoren aller zu initialisierenden Elektronikmodule als konstantes Referenzpotential verwendet werden.hereby can be connected to the resistors R in series Initialization line different potentials against the ground of the communication network. These different potentials at the resistors R acting as a voltage tap are applied to the initialization inputs of the Electronic modules placed and there by a voltage comparator against one for the electronics module characteristic and adjustable on the voltage comparator Reference value compared. exceeds the potential at the voltage divider this reference value, so switches the voltage comparator and signals the microcontroller μC of the electronic module a logical state, e.g. Low. This reference value results knowing the maximum current of the controllable Stromqelle and knowing the number of series resistances in the initialization line from the at maximum current applied potential at the downstream last series resistance. The reference potential for The voltage comparators must be slightly higher than this resistance potential. If the series resistors all can have the same resistance value, this reference potential for the Voltage comparators of all electronic modules to be initialized be used as a constant reference potential.

Wenn die Serienwiderstände unterschiedliche Widerstandwerte haben sollen, müssen die für die einzelnen Spannungskomparatoren einzustellenden Referenzpotentiale entweder durch Netzwerkberechnungen bestimmt werden oder besser durch Ausmessen der Potentiale an den Spannungsabgriffen der Serienwiderstände bei vorgegebenen jeweils unterschiedlichen Werten der eingestellten Stromstärke aus der steuerbaren Stromquelle ermittelt werden. Der Referenzwert für das jeweils zu initialisierende Elektronikmodul muß hierbei so gewählt werden, daß bei einem Stromwert, der das zu initialisierende Elektronikmodul kennzeichnet nur dieses Elektronikmodul durch eine Initialisierungssequenz angesprochen werden kann.If the series resistors are to have different resistance values, the reference potentials to be set for the individual voltage comparators must be determined either by network calculations or better by measuring the potentials at the voltage taps of the series resistors at predetermined ones, respectively different values of the set current from the controllable current source can be determined. The reference value for the respectively to be initialized electronic module must in this case be chosen so that at a current value that identifies the electronic module to be initialized only this electronic module can be addressed by an initialization sequence.

Im folgenden wird anhand des Ablaufdiagramms der 2 der bevorzugte Fall näher erläutert, daß lauter gleichwertige Serienwiderstände in der Initialisierungsleitung vorhanden sind.The following is the flowchart of the 2 the preferred case explained in more detail that all equivalent series resistances are present in the initialization.

Vom Netzwerkcontroller werden zunächst die angeschlossenen Elektronikmodule sprich die Busteilnehmer aktiviert. Der Netzwerkcontroller überprüft in seinen Speicherregistern, ob Busteilnehmer am Netzwerk sind, die erst noch initialisiert werden müssen. Dies geschieht zum Beispiel indem vom Netzwerkdesigner in einem vorbestimmten Speicherplatz die Anzahl n der zu initialisierenden Busteilnehmer abgespeichert wurde und der Netzwerkcontroller diesen Wert n einließt. Damit ist zunächst die Anzahl der zu initialisierenden Netzwerkteilnehmer festgestellt. Sind zu initialisierende Busteilnehmer im Netzwerk angeschlossen wird vor Beginn der Standard CAN Kommunikation eine Initialisierungsphase gestartet, in der den zu initialisierenden Busteilnehmer bzw. angeschlossenen Elektronikmodulen modulspezifische Identifier zugewiesen werden. Um diese Identifier zuzuweisen, wird durch den Netzwerkcontroller zunächst die Stromquelle 6 auf ihren maximalen Strompegel Imax gebracht. Hierdurch stellen sich ein den Widerständen R der Initialisierungsleitung 7 abgestufte Spannungspegel ein. Wenn wie vorausgesetzt alle n Widerstände den gleichen Widerstandwert haben, fällt an jedem Widerstand auch ein n-ter Teil der Gesamtspannung der Stromquelle als Teil spannung ab. Dadurch verringert sich das Potential gegen Masse von einem Widerstand zum nächsten beginnend an der Stromquelle mit Umax jeweils um diese Teilspannung also um Umax/n. Am in Serie letzten Widerstand R mit einem Anschlußbein an Masse liegt also noch das Potential Umax/n an. An allen vorgelagerten Widerständen liegt ein höheres Potential an. Durch geeignete Einstellung der Referenzspannugen der Spannungskomparatoren 3 an den Initialisierungseingängen der Elektronikmodule knapp oberhalb diesen Wertes Umax/n ist bei diesem ersten Durchlaufen der Initilisierungsschleife beginnend mit der maximalen Stromstärke lediglich der Spannungskomparator des in Serie letzten Elektronikmodules nicht durchgeschaltet. Alle in Serie potentialaufwärts liegenden Spannungskomparatoren der Elektronikmodule sind durchgeschaltet und liefern diesen Zustand charakterisierendes logisches Signal, z.B. logisch High. Die Spannungskomparatoren der Elektronikmodule sind mit ihren Ausgängen jeweils mit einem Eingang des auf den Elektronikmodulen ebenfalls angeordneten Mikrocontrollers verbunden. Dieser Eingang wird von der Progammsteuerung des Mikrocontrollers routinemäßig abgefragt und ausgewertet. Falls an diesem Eingang ein logisches Signal, z.B. High, anliegt, das den durchgeschaltenen Zustand des Spannungskomparators signalisiert, wird von der Programmsteuerungdes Mikrocontrollers ein Buszugriff des betreffenden Elektronikmoduls ignoriert. Es erhalten also alle Mikrocontroller der potentialaufwärts liegenden Elektronikmodule außer dem in potentialabwärts letzten Elektronikmodule keinen Buszugriff Alle Elektronikmodule bis auf das potentialabwärts letzte Elektronikmodul können also beim ersten Durchlaufen der Initialisierungsschleife über die CAN Busdatenleitungen nicht angesprochen werden. Allen Elektronikmodulen wurde vor Ihrem Einbau ein Startidentifier z.B. ID0 eingegeben. Mit diesem Startidentifier kann nun das in Serie letzte Elektronikmodul über die Datenleitungen des CAN Buses angesprochen werden und dieser Startidentifier mit einem modulspezifischen Identifier z.B. ID1 überschrieben werden. Nach dem Überschreiben mit dem modulspezifischen Identifier wird das logische Signal des Spannungskomparators bis auf weiteres ignoriert.The network controller first activates the connected electronic modules, ie the bus users. The network controller checks in its memory registers whether there are bus subscribers on the network that still have to be initialized. This happens, for example, by the network designer storing the number n of bus subscribers to be initialized in a predetermined memory location and the network controller incorporating this value n. This first determines the number of network participants to be initialized. If bus subscribers to be initialized are connected to the network, an initialization phase is started before the standard CAN communication starts, in which module-specific identifiers are assigned to the bus users or electronic modules to be initialized. To assign these identifiers, the network controller firstly turns on the power source 6 brought to their maximum current level Imax. This raises the resistance R of the initialization line 7 graded voltage levels on. If, as assumed, all n resistors have the same resistance value, an n-th part of the total voltage of the current source drops as a partial voltage at each resistor. This reduces the potential to ground from one resistance to the next starting at the current source with Umax, ie by Umax / n by this partial voltage. At the last resistor R in series with a connection leg to earth is still the potential Umax / n on. At all upstream resistors there is a higher potential. By suitable adjustment of the reference voltage of the voltage comparators 3 At the initialization inputs of the electronic modules just above this value Umax / n, only the voltage comparator of the last electronic module in series is not switched through during this first passage through the initiation loop starting with the maximum current intensity. All series-connected voltage comparators of the electronic modules are switched through and deliver this state characterizing logic signal, eg logical high. The voltage comparators of the electronic modules are connected with their outputs in each case with an input of the likewise arranged on the electronic modules microcontroller. This input is routinely queried and evaluated by the program controller of the microcontroller. If a logical signal, for example High, is present at this input, which signals the switched-on state of the voltage comparator, the program control of the microcontroller ignores a bus access of the relevant electronic module. So all microcontrollers of the upstream electronic modules except the last in last electronic modules no bus access All electronics modules except for the last potential last electronic module can therefore not be addressed on the first pass through the initialization loop on the CAN bus data lines. All electronic modules have a start identifier eg ID0 entered before their installation. With this start identifier, the last electronic module in series can now be addressed via the data lines of the CAN bus and this start identifier can be overwritten with a module-specific identifier, eg ID1. After overwriting with the module-specific identifier, the logic signal of the voltage comparator is ignored until further notice.

Ist dies geschehen wird der Strompegel an der Stromquelle des Netzwerkcontrollers auf den nächsten Wert gesenkt und die Initialisierungsschleife nochmals durchlaufen. Für die Reihe der nacheinander einzustellenden Stromstärken ergibt sich aufgrund der Reihenschaltung, lauter gleicher Wi derstände eine harmonische Reihe Imax/i wobei die Schleifenvariable i von 1 bis n läuft und n die Anzahl der zu initialisierenden Elektronikmodule ist.is this will happen the current level at the power source of the network controller to the next Lowered value and go through the initialization loop again. For the Row of successively set currents results from the Series connection, all the same Wi derstände a harmonic series Imax / i where the loop variable i runs from 1 to n and n is the number of electronic modules to be initialized.

Durch Absenken des Strompegels auf die Hälfte der Maximalstromstärke wird nun auch der potentialabwärts vorletzte Elektronikmodul aktiviert. Wieder kann nur dieses Elektronikmodul vom Netzwerkcontroller mit dem Startidentifier LD0 angesprochen werden. Das zuvor initialisierte Elektronikmodul hat ja nun den modulspezifischen Identifier ID1 und reagiert nicht mehr auf den Startidentifier. Wieder kann über die CAN Datenleitung der Startidentifier des nun angesprochenen Elektronikmoduls mit einem modulspezifischen Identifier z.B. ID2 überschrieben werden. Man erkennt nun, daß durch widerholtes Durchlaufen der Initialisierungsschleife mit jeweils einem neuen Stromwert Imax/i ein Elektronikmodul nach dem anderen mit dem ursprünglichen Startidentifier angesprochen werden kann und dieser Startidentifier jeweils mit einem modulspezifischen Identifier z.B. IDi überschrieben werden kann. Wenn die Initialisierungsschleife n-mal durchlaufen wurde, sind alle zu initialisierenden Elektronikmodule mit einem modulspezifischen Identifier versehen und die Intialisierungsschleife kann vom Netzwerkcontroller beendet werden. Die Standard CAN Kommunikation kann starten. Der Vollständigkeit halber soll noch erwähnt werden, daß natürlich an den Datenleitungen des CAN Buses weiterhin ganz normale Kommunikationseinheiten mit CAN Transceivern jederzeit angeschlossen werden können. Diese Geräte sind naturgemäß jedoch nicht von der hier beschriebenen erfindungsgemäßen modulspezifischen Initialisierung betroffen.By lowering the current level to half of the maximum current level, the potential module of the next-to-last electronics module is now also activated. Again, only this electronic module can be addressed by the network controller with the start identifier LD0. The previously initialized electronic module now has the module-specific identifier ID1 and no longer responds to the start identifier. Again, over the CAN data line, the start identifier of the now addressed electronic module can be overwritten with a module-specific identifier, eg ID2. It can now be seen that by repeating the initialization loop, each time with a new current value Imax / i, one electronic module after the other can be addressed with the original start identifier and this start identifier can be overwritten with a module-specific identifier, eg IDi. If the initialization loop has been traversed n times, all electronic modules to be initialized are provided with a module-specific identifier and the initialization loop can be terminated by the network controller. The standard CAN communication can start. For the sake of completeness, he should still It should be mentioned that, of course, it is still possible to connect normal communication units with CAN transceivers to the data lines of the CAN bus at any time. By nature, however, these devices are not affected by the inventive module-specific initialization described here.

3 zeigt eine vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Elektronikmodule. Die Elektronikmdule sind hier die Steuereinheiten 8 von integrierten Zünd/Einspritzmodulen ZEM. Die Zünd/Einspritzmodule bestehen jeweils aus einer Steuereinheit und einem von der Steuereinheit angesteuerten Leistungsteil. Dem Leistungsteil sind Zündkerzen 9 und Einspritzventile 10 nachgeordnet. Die Zünd/Einspritzmodule sind über eine CAN Bus Leitung 4 mit dein Motorsteuergerät MSG verbunden. Das Motorsteuergerät beinhaltet die zur Initialisierung der Zünd/Einspritzmodule notwendige Stromquele 6, mit deren Hilfe wie vorbeschrieben über die Initialisierungsleitung 7 an die Zünd/Einspritztmodule modulspezifische Identifier vergeben werden können. Durch die modulspezifischen Identifier können die Zünd/Einspritzmodule vom Motorsteuergerät spezifisch über den CAN Bus angesprochen werden. Insbesondere mit dem Hochgeschwindigkeits CAN Bus (ISO 11898) wird durch die erfindungsgemäße modulspezifischen Initialisierung ein über den CAN Bus gesteuertes Motormanagement möglich. 3 shows an advantageous application of the electronic modules according to the invention. The electronic modules are the control units here 8th integrated ignition / injection modules ZEM. The ignition / injection modules each consist of a control unit and a power unit controlled by the control unit. The power unit is spark plugs 9 and injectors 10 downstream. The ignition / injection modules are via a CAN bus line 4 connected to your engine control unit MSG. The engine control unit contains the power source necessary to initialize the ignition / injection modules 6 , with the help of which as described above via the initialization line 7 to the ignition / injection modules module-specific identifier can be assigned. The module-specific identifiers enable the ignition / injection modules of the engine control unit to be addressed specifically via the CAN bus. In particular, with the high-speed CAN bus (ISO 11898) is controlled by the module-specific initialization of the invention via the CAN bus controlled engine management.

Bei diesem Anwendungsbeispiel wird noch ein weiterer Vorteil der Erfindung deutlich. Die Vergabe der modulspezifischen Identifier richtet sich nach den Spannungsabgriffen an den Widerständen R der Initialisierungsleitung 7. Jedem Zünd/Einspritzmodul ist ein vorher vereinbarter Startidentifier zugewiesen worden. Diesen Startidentifier kann man nun Kraftfahrzeug übergreifend vereinheitlichen. Vielleicht gelingt es sogar die Startidentifier zu nonnen und damit Hersteller übergreifend zu vereinheitlichen. Muß dann ein Elektronikmodul oder eine Zündeinspritzeinheit ausgetauscht werden, kann es einfach durch ein beliebiges anderes Elektronikmodul oder ein beliebig anderes Zünd/Einspritzmodul ersetzt werden. Beim nächsten Einschalten des Motorsteuergerätes wird dem neu eingebauten Modul, dann der für die Funktion des Zünd/Einspritzmoduls innerhalb des Netzwerkes benötigte, richtige, modulspezifische Identifier eingeschrieben. Und zwar ohne daß hierfür etwaige Umprogrammierungen oder Netzwerkveränderungen notwendig wären, die Identifiervergabe hängt nämlich lediglich von der Potentialteilung in der Initialisierungsleitung ab. In der Werkstadt kann ein Mechaniker die Elektronikmodule in beliebiger Reihenfolge einbauen, und braucht nicht auf die Reihenfolge zu achten.In this application example, yet another advantage of the invention will become apparent. The assignment of the module-specific identifier depends on the voltage taps on the resistors R of the initialization line 7 , Each ignition / injection module has been assigned a previously agreed start identifier. This start identifier can now be standardized across motor vehicles. Maybe even the start identifiers will succeed in unifying and unifying manufacturers across the board. If an electronic module or an ignition injection unit then has to be replaced, it can simply be replaced by any other electronic module or any other ignition / injection module. The next time the engine control unit is switched on, the module which is newly installed, then the correct module-specific identifier required for the function of the ignition / injection module within the network, is written. Namely, without any reprogramming or network changes would be necessary, namely, the identifier assignment depends only on the potential division in the initialization. In the workshop, a mechanic can install the electronic modules in any order, and does not need to pay attention to the order.

4 zeigt zur Verdeutlichung eine etwas detailliertere Darstellung eines Zünd/Einspritzmoduls der 3. Man erkennt in der Steuereinheit des Zündeinspritzmoduls ZEM das erfindungsgemäße Elektronikmodul 1 wieder. Der Mikrocontroller μC ist an die beiden normgemäßen Datenleitungen CANH und CANL des CAN Buses über eine CAN Bus Schnittstelle angeschlossen. An einem Eingang des Mikrocontrollers ist der Spannungskomparator 3 des Elektronikmoduls angeschlossen, der die Spannung an der Initialisierungsleitung 7 mit einer internen, einstellbaren Referenzspannung Uref vergleicht. Der Mikrocontroller steuert die beiden Zündendstufen und die Einspritzendstufe des Zünd/Einspritzmoduls an. Mit den vorgenannten Endstufen werden die Zündkerzen und Einspritzventile am Kraftfahrzeugmotor betrieben und betätigt. 4 shows for clarity a somewhat more detailed representation of a Zünd / injection module of 3 , The electronic module according to the invention can be seen in the control unit of the ignition injection module ZEM 1 again. The microcontroller μC is connected to the two standard data lines CANH and CANL of the CAN bus via a CAN bus interface. At one input of the microcontroller is the voltage comparator 3 connected to the electronic module, which is the voltage at the initialization line 7 with an internal, adjustable reference voltage Uref compares. The microcontroller controls the two ignition output stages and the injection output stage of the ignition / injection module. With the aforementioned output stages, the spark plugs and injectors are operated and actuated on the motor vehicle engine.

Claims

Method for initializing an electronic module having a module-specific CAN bus identifier comprising the following method steps: - a preparatory method step in which a network controller ( 5 ) and all connected electronic modules ( 1 ), a check step, in which by querying a memory register in the network controller ( 5 ) is checked by an initialization program in the microcontroller (μC) of the network controller, how many electronic modules ( 1 ) require a module-specific identifier, an initialization step in the form of an initialization loop, in which, during each loop pass, by varying the current level in an initialization line ( 7 ) receives an access to be initialized electronics module bus access and a predetermined start identifier of the electronic module to be initialized ( 1 ) is overwritten and replaced by a module-specific identifier - and the initialization loop is run through until all electronic modules to be initialized are provided with a module-specific identifier.

Method according to Claim 1, in which the electronic modules to be initialized are connected via an initialization input ( 2 ) to an initialization line ( 7 ) are connected.

Method according to Claim 2, in which the initialization line contains a series connection of resistors (R) which respectively supply the voltage tap for the initialization input (R). 2 ) of the electronic modules ( 1 ) form.

Method according to Claim 3, in which the potential levels at the resistors (R) in the initialisation line ( 7 ) with a controllable current source ( 6 ) and the potential levels in each individual electronic module ( 1 ) are compared by a voltage comparator with a reference voltage (Uref).

Method according to Claim 3, in which each resistor (R) in the initialisation line ( 7 ) has the same resistance.

Method according to Claim 4, in which the reference voltage (Uref) is present in all electronic modules ( 1 ) has the same value.

Method according to Claim 3, in which the resistors (R) in the initialisation line ( 7 ) have different resistance values.

Method according to Claim 6, in which the reference voltage (Uref) in various electronic modules ( 1 ) has different values.

Method according to one of Claims 1 to 8 for initialization of ignition / injection modules (ZEM) in a motor vehicle.

Method according to Claim 9, in which the network controller ( 5 ) is an engine control unit (MSG) in a motor vehicle.

The method of claim 9, wherein the ignition / injection module an ignition output stage contains.

The method of claim 9, wherein the ignition / injection module two ignition stages contains.

The method of claim 9, wherein the ignition / injection module contains an injection amplifier.

The method of claim 9, wherein the ignition / injection module at least one ignition output stage and contains at least one injection amplifier.

Electronic module ( 1 ) for carrying out a method according to claim 1 with a microcontroller (.mu.C) of a CAN bus interface (CAN) with the data lines of the CAN data bus ( 4 ), the electronics module having an initialization input ( 2 ) connected to an input of a voltage comparator ( 3 ) and to the initialization line ( 7 ), the second input of the voltage comparator ( 3 ) is connected to an adjustable reference potential (Uref), the output of the voltage comparator is connected to an input of the microcontroller (.mu.C) whose applied voltage level is interrogated by the program controller of the microcontroller and the bus access of the electronics module by the program controller in response to the interrogated Input voltage level is controlled.

Ignition / injection module ( 8th ) of an electronic module according to claim 15 and a power unit, wherein the electronic module forms the control unit for the power unit.

Ignition / injection module according to claim 16 with at least one ignition output stage and at least one Injection end stage in the power section.