DE102006006435A1

DE102006006435A1 - Data communication network for use in motor vehicle, has subscribers connected with bus segments over data point, where data connection is formed between segments during discontinuity of supply voltage of assigned subscriber

Info

Publication number: DE102006006435A1
Application number: DE200610006435
Authority: DE
Inventors: Werner Harter; Eberhard Boehl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2007-08-16

Abstract

The network has subscribers which are linked to a supply voltage and are connected with bus segments (15,16) over a data point (25). Each subscriber is linked to one of two different supply voltages (12). A data connection is formed between the segments during a discontinuity of supply voltage of the assigned subscriber. The data point includes a relay (27) which conductively connects the segments, in a dead condition.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung betrifft ein Netzwerk mit einer Mehrzahl von Teilnehmmern, die jeweils an eine Versorgungsspannung angeschlossen sind und über eine Datenweiche mit jeweils einem ersten und einem zweiten Bussegment verbunden sind.The Invention relates to a network having a plurality of subscribers, each connected to a supply voltage and via a Data switch, each with a first and a second bus segment are connected.

Ein solches Netzwerk ist aus WO 02/49271A2 bekannt, welche ein Ringnetzwerk zeigt, bei dem sich zwischen zwei benachbarten Teilnehmern jeweils zwei Segmente eines Ringbusses erstrecken, die für Datenübertragung in entgegengesetzte Richtungen vorgesehen sind. Dabei ist bei bestimmten Teilnehmern ein Multiplexer vorgesehen, der es ermöglicht, den Teilnehmer wahlweise an im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn übertragende Bussegmente anzuschließen.One such network is known from WO 02 / 49271A2, which is a ring network shows where between two adjacent participants each two segments of a ring bus extend, which for data transmission in opposite Directions are provided. It is with certain participants a multiplexer is provided, which allows the subscriber either to connect to clockwise or counterclockwise transmitting bus segments.

Aus DE 196 34 567 A1 ist ein elektronisches Bremssystem für ein Fahrzeug mit mehreren Modulen bekannt, die untereinander durch ein Kommunikationssystem verbunden sind und die durch wenigstens zwei voneinander unabhängige Bordnetze mit Betriebsspannung versorgt sind.Out DE 196 34 567 A1 For example, an electronic braking system for a vehicle having a plurality of modules is known which are interconnected by a communication system and which are powered by at least two independent vehicle electrical systems.

Wenn bei einem Netzwerk mit verteilten Teilnehmern wie dem der WO 02/49271A2 einzelne Teilnehmer an voneinander unabhängige Versorgungsspannungen angeschlossen sind, wird zwar die Gefahr eines Totalausfalls aller Teilnehmer des Netzwerkes reduziert, weil die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Ausfalls mehrerer Versorgungsspannungen gering ist, andererseits ergibt sich jedoch das Problem, dass der Ausfall eines einzelnen Teilnehmers eine Lücke in das Netzwerk reißen kann, die nicht wieder geschlossen werden kann, so dass die Teilnehmer zwar Aufgaben autonom ausführen können, sofern solche Aufgaben im Rahmen der Anwendung des Netzwerks vorhanden sind, nicht aber Aufgaben, die eine Kommunikation mehrerer Teilnehmer des Netzwerks miteinander erfordern.If in a distributed subscriber network such as WO 02 / 49271A2 individual participants in independent supply voltages Although there is a risk of total failure of all Participants of the network reduced, because the probability a simultaneous failure of multiple supply voltages low On the other hand, however, the problem arises that the failure a single participant can break a gap in the network, which can not be closed again, so the participants while performing tasks autonomously can, provided such tasks exist in the context of the application of the network but not tasks that require communication from multiple participants of the Network with each other.

Es besteht daher Bedarf nach einem Netzwerk der eingangs angegebenen Art, bei der die Gefahr einer Unterbrechung der Kommunikation bei einem Wegfall der Versorgungsspannung verringert, wenn nicht beseitigt ist.It There is therefore a need for a network of the initially mentioned Way in which there is a risk of disruption of communication a loss of supply voltage is reduced, if not eliminated is.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Ausgehend von einem Netzwerk mit einer Mehrzahl von Teilnehmern, die jeweils an eine Versorgungsspannung angeschlossen sind und über eine Datenweiche mit jeweils wenigstens einem ersten und einem zweiten Bussegment verbunden sind, wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass jeder Teilnehmer an eine von wenigstens zwei verschiedenen Versorgungsspannungen angeschlossen ist und jede Datenweiche eingerichtet ist, bei einem Wegfall der Versorgungsspannung des ihr zugeordneten Teilnehmers eine Datenverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bussegment herzustellen.outgoing from a network with a plurality of participants, respectively are connected to a supply voltage and via a Data switch with at least a first and a second Bus segment, this goal is achieved in that each participant in one of at least two different supply voltages is connected and each data switch is set up at a Elimination of the supply voltage of its associated subscriber a data connection between the first and second bus segments manufacture.

Einer ersten, einfachen Ausgestaltung zufolge umfasst die Datenweiche ein Relais, das in stromlosem Zustand die zwei Segmente leitend verbindet.one According to the first simple embodiment, the data switch comprises a relay, which in the de-energized state, the two segments conductive combines.

Bei Anwendungen auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik hat ein solches Relais den Nachteil, dass starke Erschütterungen die leitende Verbindung durch das Relais zumindest kurzzeitig unterbrechen können. Eine in Halbleitertechnik ausgeführte Datenweiche hat demgegenüber den Vorteil, unempfindlich gegen Erschütterungen zu sein, doch benötigt sie laufend Energie, um die Datenverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bussegment herzustellen und aufrecht zu erhalten. Einer bevorzugten Alternative zufolge ist daher der normalerweise durch dieselbe Versorgungsspannung wie der ihr zugeordnete Teilnehmer gespeisten Datenweiche ein Hilfs-Energiespeicher zugeordnet, der die Datenweiche bei einem Wegfall der Versorgungsspannung mit Betriebsenergie versorgt.at Applications in the field of automotive engineering has such a relay the disadvantage that strong vibrations at least temporarily interrupt the conductive connection through the relay. A executed in semiconductor technology Data crossover has in contrast The advantage of being insensitive to shock, but it needs constantly Energy to the data connection between the first and the second Establish bus segment and maintain. A favorite Alternative, therefore, is usually the same by the same supply voltage like the data source fed to its associated subscriber, an auxiliary energy store assigned to the data switch in case of a loss of supply voltage supplied with operating energy.

Ein solcher Hilfs-Energiespeicher ist vorzugsweise durch die Versorgungsspannung aufladbar.One such auxiliary energy storage is preferably by the supply voltage rechargeable.

Insbesondere kann der Hilfs-Energiespeicher einen kapazitiven Ladungsspeicher wie etwa einen durch die Versorgungsspannung aufladbaren Kondensator oder eine elektrochemische Zelle umfassen. Die elektrochemische Zelle kann vorzugsweise eine – ebenfalls durch die Versorgungsspannung aufladbare – Sekundärbatterie bzw. ein Akkumulator sein; es kommt aber auch eine Primärbatterie in Betracht.Especially the auxiliary energy storage can be a capacitive charge storage such as a capacitor that can be charged by the supply voltage or an electrochemical cell. The electrochemical Cell can preferably one - also be rechargeable by the supply voltage - secondary battery or an accumulator; but there is also a primary battery into consideration.

Einer weiteren Alternative zufolge weist die Datenweiche eine Versorgungsschiene auf, die durch wenigstens zwei der Versorgungsspannungen versorgt ist, so dass die Datenweiche erst dann unversorgt bleibt, wenn diese zwei Versorgungsspannungen gleichzeitig wegfallen.one According to another alternative, the data switch has a supply rail which supplies at least two of the supply voltages is so that the data splitter will not be left unattended until this two supply voltages disappear simultaneously.

Um zu verhindern, dass durch einen Kurzschluss in der Quelle einer der Versorgungsspannungen die jeweils andere in Mitleidenschaft gezogen wird, ist die Versorgungsschiene mit einer ersten Versorgungsspannung und einer zweiten Versorgungsspannung vorzugsweise jeweils über eine erste bzw. zweite Diode verbunden. Indem jeweils gleichnamige Elektroden der Dioden mit den Versorgungsspannungen verbunden sind, ist eine Überlastung jeder Versorgungsspannung im Falle eines Kurzschlusses auf Seiten der Quelle der jeweils anderen Versorgungsspannung ausgeschlossen, so lange die Dioden intakt sind.In order to prevent the shortcoming in the source of one of the supply voltages from affecting the other, the supply rail is preferably connected to a first supply voltage and a second supply voltage via a respective first and second diode. By each eponymous electrodes of the diodes are connected to the supply voltages, an overload of each supply voltage in the case of a short circuit on the side of the source of the other supply voltage is excluded, as long as the diodes in are clock.

Um auch im Falle eines Defekts einer Diode die Versorgungsspannungen zu schützen, ist vorzugsweise ein strombegrenzendes Element in Reihe mit jeder Diode zwischen die der Diode zugeordnete Versorgungsspannung und die Versorgungsschiene geschaltet. Ein solches Element, das durch eine reversibel wirkende Begrenzungsschaltung in Art eines Leitungsschutzschalters oder durch ein zerstörbares Element in Art einer Schmelzsicherung, gebildet sein kann, verhindert eine Überlastung der jeweils intakten Versorgungsspannung.Around even in the case of a defect of a diode, the supply voltages to protect, is preferably a current limiting element in series with each Diode between the supply voltage assigned to the diode and switched the supply rail. Such an element, by a reversibly acting limiting circuit in the manner of a circuit breaker or by a destructible element in the form of a fuse, can be formed, prevents overloading the respectively intact supply voltage.

Eine weitere einfache Maßnahme zum Schutz der Versorgungsspannungen im Störungsfall ist, die Dioden von einem Typ zu wählen, bei dem ein Defekt der Diode mit überwiegender Wahrscheinlichkeit dazu führt, dass die Diode hochohmig wird und dadurch selber als strombegrenzendes Element wirkt.A another simple measure To protect the supply voltages in case of failure, the diodes of to choose a type where a defect of the diode is most likely causes that the diode becomes high-impedance and thereby itself as a current-limiting Element works.

Sofern die auf den Bussegmenten übertragenen Datensignale eine ausreichende elektrische Leistung beinhalten, kommt als weitere Alternative in Betracht, eine Hilfsstromver sorgung vorzusehen, die eine Versorgungsspannung der Datenweiche im Störungsfall aus einem auf dem ersten Segment übertragenen Datensignal ableitet.Provided the ones transmitted on the bus segments Data signals contain sufficient electrical power, comes as another alternative into consideration, a Hilfsstromver supply provide a supply voltage of the data switch in case of failure derives from a transmitted on the first segment data signal.

Die mit einer Versorgungsspannung beaufschlagte Datenweiche umfasst vorzugsweise einen Multiplexer, von dem ein erster Dateneingang mit dem ersten Bussegment, ein zweiter Dateneingang mit dem Teilnehmer und ein Datenausgang mit dem zweiten Bussegment verbunden ist. Ein Steuereingang eines solchen Multiplexers kann bei Wegfall der Versorgungsspannung vorzugsweise einen Pegel annehmen, der den Multiplexer veranlasst, den ersten Dateneingang auf den Ausgang durchzuschalten.The comprising a data source applied to a supply voltage preferably a multiplexer, of which a first data input with the first bus segment, a second data input with the subscriber and a data output is connected to the second bus segment. One Control input of such a multiplexer can when the supply voltage preferably assume a level that causes the multiplexer to connect the first data input to the output.

Vorzugsweise ist ein Widerstand zwischen den Steuereingang des Multiplexers und Masse geschaltet, um den Steuereingang bei Wegfall der Versorgungsspannung zuverlässig auf Masse zu ziehen, wobei folglich der Massepegel derjenige Pegel am Steuereingang des Multiplexers sein sollte, der diesen veranlasst, den ersten Dateneingang auf den Ausgang durchzuschalten.Preferably is a resistor between the control input of the multiplexer and Ground connected to the control input in case of loss of supply voltage reliable to ground, and consequently the ground level is that level should be at the control input of the multiplexer causing it to to connect the first data input to the output.

Ein Netzwerk der oben beschriebenen Art kann als Teilnehmer Komponenten eines X-by-Wire-Systems eines Kraftfahrzeuges haben. Insbesondere können zu seinen Teilnehmern wenigstens eine zentrale Steuereinheit und von der Steuereinheit gesteuerte Radbremseinheiten im Rahmen eines Brake-by-Wire-Systems gehören.One Network of the kind described above can be considered participant components an X-by-wire system of a motor vehicle. In particular, to its participants at least one central control unit and from the control unit controlled wheel brake units as part of a brake-by-wire system belong.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Figuren sowie den Ansprüchen.Further Advantages and features of the invention will become apparent from the following Description of exemplary embodiments in conjunction with the attached Figures and the claims.

Zeichnungdrawing

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung des Bremssystems eines Kraftfahrzeuges; 1 a schematic representation of the brake system of a motor vehicle;

2 ein Detail einer peripheren Steuereinheit des Bremssystems aus 1 gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung; 2 a detail of a peripheral control unit of the brake system 1 according to a first embodiment of the invention;

3 eine zweite Ausgestaltung des Details aus 2; 3 a second embodiment of the detail 2 ;

4 eine dritte Ausgestaltung des Details; und 4 a third embodiment of the detail; and

5 eine vierte Ausgestaltung desselben Details. 5 a fourth embodiment of the same detail.

Die Erfindung wird nun anhand der Ausführungsbeispiele näher erläutert.The Invention will now be explained in more detail with reference to the embodiments.

1 ist eine schematische Darstellung eines Netzwerkes mit sieben Teilnehmern, darunter zentrale Steuereinheiten 1 bis 3 und periphere Steuereinheiten 4 bis 7, die untereinander durch einen in Segmente gegliederten Ringbus 8 verbunden sind, wobei ein sich zwischen zwei Einheiten i, j erstreckendes Segment des Busses 8 im Folgenden mit 8-ij bezeichnet wird. 1 is a schematic representation of a network with seven subscribers, including central control units 1 to 3 and peripheral controllers 4 to 7 interconnected by a segmented ring bus 8th where there is a segment of the bus extending between two units i, j 8th below with 8th -ij is called.

Jede periphere Steuereinheit 4 bis 7 steuert jeweils eine Bremse 9 an einem zugeordneten Rad 10 des Fahrzeuges anhand von von den zentralen Steuereinheiten 1, 2, 3 erteilten und auf dem Ringbus 8 übermittelten Befehlen. Die zentralen Steuereinheiten 1, 2, 3 führen. anhand gleicher Eingangsdaten, die zum Beispiel die Stellung eines (nicht dargestellten) Bremspedals anzeigen, redundant die gleiche Verarbeitung durch, so dass sie bei ordnungsgemäßem Funktionieren des Bremssystems jeweils identische Befehle an eine gegebene periphere Steuereinheit 4, 5, 6 oder 7 senden. Wenn im Fall einer Störung einer der zentralen Steuereinheiten 1, 2, 3 eine periphere Steuereinheit 4, 5, 6 oder 7 von dieser gestörten zentralen Steuereinheit Befehle empfängt, die von denjenigen der anderen Steuereinheiten abweichen, führt sie jeweils den von der Mehrheit der zentralen Steuereinheiten erteilten Befehl aus, um so mit größter Wahrscheinlichkeit das Richtige zu tun.Each peripheral control unit 4 to 7 controls one brake each 9 on an assigned bike 10 of the vehicle on the basis of the central control units 1 . 2 . 3 issued and on the ring bus 8th transmitted commands. The central control units 1 . 2 . 3 to lead. using the same input data, for example, indicating the position of a (not shown) brake pedal, redundant the same processing, so that they each identical commands to a given peripheral control unit with proper functioning of the brake system 4 . 5 . 6 or 7 send. If, in the event of a fault, one of the central control units 1 . 2 . 3 a peripheral control unit 4 . 5 . 6 or 7 From this faulty central control unit receives commands which differ from those of the other control units, they respectively executes the command given by the majority of the central control units in order to do the right thing with the greatest probability.

Die zentralen und peripheren Steuereinheiten sind, soweit ihr Zahlenverhältnis dies zulässt, alternierend am Ringbus 8 angeordnet, so dass im Fall einer Unterbrechung einzelner Segmente jede periphere Steuereinheit mit größtmöglicher Wahrscheinlichkeit mit einer zentralen Steuereinheit verbunden bleibt, die ihr Befehle erteilen kann. Indem die Bussegmente 8-42 und 8-26 diagonal zwischen der Steuereinheit 4 des rechten Vorderrades und der Steuereinheit 6 des linken Hinterrades über die zentrale Steuereinheit 2 und die Segmente 8-53 und 8-37 diagonal zwischen der Steuereinheit 5 des rechten Hinterrades und der Steuereinheit 7 des linken Vorderrades über die zentrale Steuereinheit 3 geführt sind, ist die Wahrscheinlichkeit maximiert, dass auch bei einer Störung des Busses 8 einander diagonal gegenüberliegende Räder 10 bremsbar bleiben, so dass das Fahrzeug beim Bremsen nicht wegen ungleichmäßiger Verteilung der Bremskraft ins Schleudern gerät.The central and peripheral control units are, as far as their numerical ratio allows, alternating on the ring bus 8th arranged so that in case of interruption of individual segments each peripheral control unit with the greatest possible probability It remains connected to a central control unit that can issue commands to it. By the bus segments 8-42 and 8-26 diagonally between the control unit 4 the right front wheel and the control unit 6 the left rear wheel via the central control unit 2 and the segments 8-53 and 8-37 diagonally between the control unit 5 the right rear wheel and the control unit 7 the left front wheel via the central control unit 3 are guided, the probability is maximized that even with a disturbance of the bus 8th diagonally opposite wheels 10 remain braked, so that the vehicle during braking not because of uneven distribution of braking force into skidding.

Um die Gefahr eines Ausfalls des Bremssystems im Falle einer Störung des elektrischen Bordnetzes zu minimieren, sind zwei voneinander unabhängige Bordnetze vorgesehen, die in der Figur durch kreisrunde bzw. quadratische Anschlussstellen 11, 12 symbolisiert sind. Die zentralen Steuereinheiten 1, 3 sind hier an das Bordnetz 12 angeschlossen, und die zentrale Steuereinheit 2 ist an das Bordnetz 11 angeschlossen. So bleibt beim Ausfall eines der Bordnetze 11, 12 jeweils wenigstens eine zentrale Steuereinheit betriebsbereit.In order to minimize the risk of failure of the brake system in the event of a fault in the electrical system, two independent vehicle electrical systems are provided, which in the figure by circular or square connection points 11 . 12 are symbolized. The central control units 1 . 3 are here to the electrical system 12 connected, and the central control unit 2 is to the electrical system 11 connected. So remains in case of failure of the vehicle electrical system 11 . 12 in each case at least one central control unit ready for operation.

Die peripheren Steuereinheiten 5, 6 sind jeweils an ein Bordnetz 12 bzw. 11 angeschlossen, die peripheren Steuereinheiten 4, 7 jeweils an beide Bordnetze 12, 12. Durch die redundante Versorgung der peripheren Steuereinheiten 4, 7 ist gewährleistet, dass auch bei Ausfall eines der beiden Bordnetze die von den Einheiten 4, 7 gesteuerten Vorderräder beide bremsbereit bleiben. Selbstverständlich können alternativ auch alle peripheren Steuereinheiten 4 bis 7 von nur je einem Bordnetz versorgt sein, wobei dann die Steuereinheiten von sich diagonal gegenüberliegenden Rädern jeweils am gleichen Bordnetz liegen sollten, um bei Ausfall eines Bordnetzes eine beidseitige Bremsung unter Beteiligung eines Vorderrades zu garantieren. Natürlich kann auch eine redundante Versorgung für alle peripheren Steuereinheiten vorgesehen werden.The peripheral control units 5 . 6 are each connected to a vehicle electrical system 12 respectively. 11 connected, the peripheral control units 4 . 7 in each case to both Bordnetze 12 . 12 , Due to the redundant supply of the peripheral control units 4 . 7 ensures that even if one of the two electrical systems fails the units 4 . 7 controlled front wheels both ready to brake. Of course, as an alternative, all peripheral control units 4 to 7 be supplied by only ever a vehicle electrical system, in which case the control units of diagonally opposite wheels should each be on the same electrical system to guarantee a bilateral braking in the event of failure of a vehicle electrical system with the involvement of a front wheel. Of course, a redundant supply for all peripheral control units can be provided.

2 zeigt anhand einer Vergrößerung des in 1 mit II bezeichneten Details die Struktur des Busses 8 und einer Schnittstelle zwischen dem Bus 8 und einer einfach stromversorgten peripheren Steuereinheit, hier der peripheren Steuereinheit 5, gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Eine Schnittstelle mit demselben Aufbau ist auch zwischen dem Bus 8 und den zentralen Steuereinheiten 1, 2, 3 vorgesehen. 2 shows by means of an enlargement of the in 1 with II details the structure of the bus 8th and an interface between the bus 8th and a simple power supplied peripheral control unit, here the peripheral control unit 5 , According to a first embodiment of the invention. An interface with the same structure is also between the bus 8th and the central control units 1 . 2 . 3 intended.

Der Bus 8 ist bidirektional, das heißt die zwei von der peripheren Steuereinheit 5 ausgehenden Segmente 8-53 und 8-65 umfassen jeweils zwei Leitungen 13, 14 bzw. 15, 16 für den Empfang von Daten von bzw. das Senden von Daten an die an dem Bus nächstbenachbarte Steuereinheit 3 bzw. 6.The bus 8th is bidirectional, that is the two from the peripheral control unit 5 outgoing segments 8-53 and 8-65 each comprise two lines 13 . 14 respectively. 15 . 16 for receiving data from or sending data to the control unit next to the bus 3 respectively. 6 ,

Die Leitungen 13, 15 für den Empfang von Daten führen jeweils zu einem Pufferspeicher 17 bzw. 18 der Steuereinheit 5, in welchem von der nächstbenachbarten Steuereinheit 3 bzw. 6 empfangene Datenpakete zwischengespeichert werden. Die Steuereinheit 5 analysiert in an sich bekannter Weise, ob ein in den Pufferspeichern 17, 18 eingetroffenes Datenpaket für sie oder eine andere Steuereinheit bestimmt ist, verarbeitet die für sie bestimmten Datenpakete, symbolisiert durch einen Pfeil 19, und verschiebt die nicht für sie bestimmten Datenpakete in einen Sende-Pufferspeicher 20 bzw. 21, wie durch Pfeile 22 symbolisiert. Die Sende-Pufferspeicher 20, 21 empfangen darüber hinaus von der Steuereinheit 5 selbst erzeugte Datenpakete, dargestellt durch Pfeile 23, und gliedern diese in die Folge der auf der Leitung 14 bzw. 16 zu sendenden Datenpakete ein.The wires 13 . 15 for receiving data each lead to a buffer memory 17 respectively. 18 the control unit 5 in which of the next adjacent control unit 3 respectively. 6 received data packets are cached. The control unit 5 analyzed in a conventional manner, whether one in the buffer memory 17 . 18 arrived data packet is intended for them or another control unit, processes the data packets intended for them, symbolized by an arrow 19 , and shifts the non-dedicated data packets into a transmit buffer 20 respectively. 21 as by arrows 22 symbolizes. The send buffers 20 . 21 in addition receive from the control unit 5 self-generated data packets, represented by arrows 23 , and break them down into the episode on the line 14 respectively. 16 to be sent data packets.

Galvanische Trenneinrichtungen 24 wie etwa Kondensatoren, Optokoppler oder dergleichen oder hochohmige Widerstände verhindern bzw. begrenzen den Stromfluss über die Bussgemente zwischen den Steuereinheiten und vermeiden somit eine Verkopplung der verschiedenen Versorgungsspannungen. Im schlimmsten Fall könnten sonst durch Fehler in den Steuereinheiten wie etwa Masseschluss oder auf eine gemeinsame Ursache zurückgehende Fehler in zwei Steuereinheiten wie etwa Eindringen von Wasser in zwei Steuereinheiten beide Bordnetze beeinträchtigt werden und das gesamte Bremssystem unwirkasam werden. In 2 sind die Trenneinrichtungen 24 in den Leitungen 13, 15 angeordnet; genausogut könnten sie in den Leitungen 15, 16 platziert sein.Galvanic separators 24 such as capacitors, optocouplers or the like or high-impedance resistors prevent or limit the flow of current through the Bussgemente between the control units and thus avoid coupling of the different supply voltages. In the worst case, failures in the control units, such as short to ground or common cause failures in two control units, such as ingress of water into two control units, could interfere with both on-board systems and render the entire braking system ineffective. In 2 are the separation devices 24 in the pipes 13 . 15 arranged; just as well they could be in the wires 15 . 16 be placed.

In den Sendeleitungen 15, 16 sind Schalter 25, 26 angeordnet. Wenn das Netzwerk normal arbeitet, nimmt jeder Schalter 25, 26 die in der Figur gestrichelt dargestellte Stellung ein, in welcher er den Sende-Pufferspeicher 20 bzw. 21 mit dem Segment 8-53 bzw. 8-65 verbindet. Die zwei Schalter 25, 26 sind durch ein Relais 27 gesteuert, das von dem gleichen Bordnetz 12 wie die Pufferspeicher 17, 18 und andere nicht gezeigte Teile der Steuereinheit 5 versorgt ist. Das Relais 27 bringt die Schalter 25, 26 im stromlosen Zustand in die in der Figur durchgezogen dargestellte Stellung, in der sie jeweils eine direkte Signalverbindung zwischen den Leitungen 14, 15 bzw. 13, 16 herstellen. Wenn bei einem Zusammenbruch der Spannung des Bordnetzes 12 die Steuereinheit 5 die Arbeit einstellt, kann sie auch keine nicht für sie bestimmten Datenpakete mehr vom Eingangs-Pufferspeicher 17 oder 18 in den zugehörigen Sende-Pufferspeicher 20 bzw. 21 verschieben. Dies führt erfindungsgemäß nur deshalb nicht zu einer Unterbrechung des Ringbusses 8, weil alle auf den Leitungen 13, 15 eintreffenden Daten über die Schalter 25, 26 unmittelbar auf die Sendeleitungen 16 bzw. 14 weitergegeben werden. Der Zusammenbruch eines Bordnetzes führt daher nicht zu einer Unterbrechung des Ringbusses 8, die von dem anderen Bordnetz versorgten Steuereinheiten bleiben funktionsfähig und können weiterhin über den Ringbus 8 kommunizieren.In the transmission lines 15 . 16 are switches 25 . 26 arranged. If the network is working normally, each switch takes 25 . 26 the position shown in dashed lines in the figure, in which he the transmit buffer memory 20 respectively. 21 with the segment 8-53 respectively. 8-65 combines. The two switches 25 . 26 are through a relay 27 controlled by the same electrical system 12 like the buffers 17 . 18 and other parts of the control unit not shown 5 is supplied. The relay 27 bring the switches 25 . 26 in the de-energized state in the position shown in solid line in which they each have a direct signal connection between the lines 14 . 15 respectively. 13 . 16 produce. If at a breakdown the voltage of the electrical system 12 the control unit 5 As soon as the work stops, it can no longer receive data packets that are not intended for it from the input buffer 17 or 18 in the associated send buffer memory 20 respectively. 21 move. This invention does not lead to an interruption of the ring bus only therefore 8th because all on the wires 13 . 15 incoming data via the switches 25 . 26 directly on the transmission lines 16 respectively. 14 be passed on. The collapse of a vehicle electrical system therefore does not lead to an interruption of the ring bus 8th , the control units powered by the other onboard power supply remain functional and can continue via the ring bus 8th communicate.

An die Zuverlässigkeit des Relais 27 werden hohe Anforderungen gestellt, zu deren Erfüllung hochwertige und dementsprechend kostspielige Relais, insbesondere Relais mit unter Schutzgas gekapselten Schaltkontakten, benötigt werden. Eine alternative Ausgestaltung der Busschnittstelle einer Steuereinheit, die ohne Verwendung eines Relais in der Lage ist, im Falle einer Störung eines Bordnetzes die Kommunikation auf dem Ringbus 8 aufrecht zu erhalten, ist in 3 dargestellt. Die Struktur des Ringbusses 8 mit zwei gegenläufigen Ringen, wobei zu einem der Ringe eine Empfangsleitung 13 und eine Sendeleitung 16 und zu dem anderen eine Empfangsleitung 15 und eine Sendeleitung 14 gehören, ist die gleiche wie im Fall der 2. Die mit Bezug auf 2 für die Pufferspeicher 17, 18, 20, 21 beschriebenen Funktionen des Sortierens der eintreffenden Datenpakete, des Weitergebens der für die an die Schnittstelle angeschlossene Steuereinheit 5 bestimmten Datenpakete an diese, des Weiterleitens der übrigen Datenpakete und des Eingliederns von von der Steuereinheit 5 ausgegebenen Datenpaketen in den Strom der auf der Leitung 14 oder 16 gesendeten Datenpakete sind hier in Schnittstellenschaltungen 28, 29 zusammengefasst. Diese Schnittstellenschaltungen 28, 29 sind direkt vom Bordnetz 12 versorgt.To the reliability of the relay 27 High demands are placed on the fulfillment of which high-quality and accordingly expensive relays, in particular relays with protective gas-encapsulated switching contacts, are required. An alternative embodiment of the bus interface of a control unit, which is able to use without the use of a relay in the event of a malfunction of a vehicle electrical system communication on the ring bus 8th is upright in 3 shown. The structure of the ring bus 8th with two opposing rings, with one of the rings a receiving line 13 and a transmission line 16 and to the other a receiving line 15 and a transmission line 14 belong is the same as in the case of 2 , The referring to 2 for the buffers 17 . 18 . 20 . 21 described functions of sorting the incoming data packets, passing on the control unit connected to the interface 5 certain data packets to these, the forwarding of the remaining data packets and the incorporation of the control unit 5 output data packets into the stream of the on the line 14 or 16 sent data packets are here in interface circuits 28 . 29 summarized. These interface circuits 28 . 29 are directly from the electrical system 12 provided.

Ein Sendeausgang der Schnittstellenschaltungen 28, 29 ist mit der entsprechenden Sendeleitung 14 bzw. 16 über einen 2:1-Multiplexer 30 bzw. 31 verbunden, von dem ein zweiter Dateneingang mit der zugeordneten Empfangsleitung 15 bzw. 13 verbunden ist. Ein Steuereingang jedes Multiplexers 30, 31 ist einerseits mit einem Steuerausgang der zugeordneten Schnittstellenschaltung 28 bzw. 29 und andererseits über einen Widerstand 32 mit Masse verbunden. Die Multiplexer 30 empfangen ihre Betriebsspannung über eine Versorgungsschiene 33, die mit dem Bordnetz 12 über eine Diode 34 verbunden ist. An die Versorgungsschiene 33 ist eine Hilfsenergiequelle 35 angeschlossen. Diese ist in der Figur als Kondensator dargestellt, es kann sich aber auch um einen Akkumulator handeln, der sich wie der Kondensator bei Vorliegen der Versorgungsspannung des Bordnetzes 12 an dieser auflädt. Unter Umständen kommt auch eine nicht wiederaufladbare Batterie als Hilfsenergiequelle 35 in Betracht.A transmission output of the interface circuits 28 . 29 is with the appropriate transmission line 14 or 16 via a 2: 1 multiplexer 30 respectively. 31 connected, from which a second data input with the associated receiving line 15 respectively. 13 connected is. One control input of each multiplexer 30 . 31 is on the one hand with a control output of the associated interface circuit 28 respectively. 29 and on the other hand, a resistance 32 connected to ground. The multiplexers 30 receive their operating voltage via a supply rail 33 that with the electrical system 12 over a diode 34 connected is. To the supply rail 33 is an auxiliary power source 35 connected. This is shown in the figure as a capacitor, but it can also be an accumulator, which is like the capacitor in the presence of the supply voltage of the electrical system 12 at this charge. Under certain circumstances, a non-rechargeable battery comes as an auxiliary power source 35 into consideration.

Bei einem Wegfall der Versorgungsspannung des Bordnetzes 12 sind die Schnittstellenschaltungen 28 nicht mehr funktionsfähig. Bei Normalbetrieb steuern die Schnittstellen schaltungen 28, 29 normalerweise den zugeordneten Multiplexer 30, 31 mit hohem Pegel an, so dass dieser die Datenausgänge der Schnittstellenschaltungen 28, 29 auf die Sendeleitungen 14, 16 durchschaltet. Bei einem Wegfall der Versorgungsspannung des Bordnetzes 12 stellen die Schnittstellenschaltungen 28, 29 ihre Arbeit ein, und durch die Widerstände 32 werden die Steuereingänge der Multiplexer 30, 31 schnell auf Massepotential gezogen, so dass die von der Hilfsenergiequelle 35 weiterhin mit Betriebsenergie versorgten Multiplexer 30, 31 umschalten und eine direkte Verbindung zwischen den Sende- und Empfangsleitungen 13, 16 bzw. 15, 14 herstellen. Der Ringbus 8 bleibt somit geschlossen, so lange die Hilfsenergiequelle 35 die Multiplexer 30, 31 versorgen kann. Im Falle eines Kondensators als Hilfsenergiequelle kann dies eine Zeitspanne von mehreren Sekunden bis wenigen Minuten sein, die ausreicht, um das Fahrzeug zum Stehen zu bringen; bei Verwendung eines Akkumulators oder einer Batterie sind wesentlich längere Zeitspannen realisierbar.In case of elimination of the supply voltage of the electrical system 12 are the interface circuits 28 no longer functional. During normal operation, the interfaces control circuits 28 . 29 usually the associated multiplexer 30 . 31 at a high level, so that this the data outputs of the interface circuits 28 . 29 on the transmission lines 14 . 16 turns on. In case of elimination of the supply voltage of the electrical system 12 make the interface circuits 28 . 29 their work, and through the resistance 32 become the control inputs of the multiplexers 30 . 31 quickly pulled to ground potential, so that of the auxiliary power source 35 continue to be supplied with operating power multiplexer 30 . 31 switch over and a direct connection between the send and receive lines 13 . 16 respectively. 15 . 14 produce. The ring bus 8th thus remains closed as long as the auxiliary power source 35 the multiplexers 30 . 31 can provide. In the case of a capacitor as an auxiliary power source, this may be a time from several seconds to a few minutes sufficient to bring the vehicle to a halt; when using a rechargeable battery or a battery much longer periods can be realized.

In der Darstellung der 3 sind jeweils zwischen den Empfangsleitungen 13, 15 einerseits und den zugeordneten Schnittstellenschaltungen und Multiplexern 29, 31 bzw. 28, 30 andererseits sowie zwischen dem Ausgang jedes Multiplexers 31 bzw. 30 und der zugehörigen Sendeleitung 16 bzw. 14 Inverter 36, 37 angeordnet. Diese ebenfalls über die Versorgungsschiene 33 versorgten Inverter 36, 37 dienen zur Wiederherstellung der Impulsform der nach Übertragung auf den Leitungen 13, 15 evtl. verformten oder abgeschwächten digitalen Signale. Da sie während eines Ausfalls des Bordnetzes 12 in Betrieb bleiben, wird die Signalqualität der auf dem Ringbus 8 übertragenen Daten durch den Ausfall des Bordnetzes 12 nicht beeinträchtigt. An ihrer Stelle kommen auch nicht invertierende Impulsformer wie etwa Schmitt-Trigger in Betracht. Da letztere die Signale nicht invertieren, genügt jeweils nur einer von ihnen zwischen den Leitungen 13 und 16 bzw. 15 und 14.In the presentation of the 3 are each between the receiving lines 13 . 15 on the one hand and the associated interface circuits and multiplexers 29 . 31 respectively. 28 . 30 on the other hand, as well as between the output of each multiplexer 31 respectively. 30 and the associated transmission line 16 respectively. 14 inverter 36 . 37 arranged. These also via the supply rail 33 furnished inverters 36 . 37 serve to restore the pulse shape of after transmission on the lines 13 . 15 possibly deformed or attenuated digital signals. As they are during a failure of the electrical system 12 remain in operation, the signal quality is on the ring bus 8th transmitted data due to the failure of the electrical system 12 not impaired. In their place are also non-inverting pulse shaper as Schmitt trigger into consideration. Since the latter do not invert the signals, only one of them is sufficient at a time between the lines 13 and 16 respectively. 15 and 14 ,

Bei der in 4 gezeigten, dem Ausschnitt IV in 1 entsprechenden Ausgestaltung ist die Schnittstelle an beide Bordnetze 11, 12 gleichzeitig angeschlossen. Beide Bordnetze speisen die Versorgungsschiene 33 jeweils über eine Diode 34 und einen Strombegrenzer 38. Der Strombegrenzer 38 kann als eine elektronische Schaltung wie etwa einen Leitungsschutzschalterimplementiert sein, die den durchgelassenen Strom jeweils auf den Bedarf der zu versorgenden Verbraucher, das heißt der Multiplexer 30, 31 und der Inverter 36, 37, ggf. zuzüglich eines Ladestroms für die Hilfsenergiequelle 35, begrenzt. Im einfachsten Fall kann der Strombegrenzer 38 auch als eine Schmelzsicherung implementiert sein.At the in 4 shown, the detail IV in 1 appropriate design is the interface to both Bordnetze 11 . 12 connected at the same time. Both electrical systems feed the supply rail 33 each via a diode 34 and a current limiter 38 , The current limiter 38 may be implemented as an electronic circuit, such as a circuit breaker, which controls the transmitted current to the needs of the loads to be supplied, that is, the multiplexer 30 . 31 and the inverter 36 . 37 , possibly plus a charging current for the auxiliary power source 35 , limited. In the simplest case, the current limiter 38 also be implemented as a fuse.

Im Gegensatz zur Versorgungsschiene 33 sind die Schnittstellenschaltungen 28, 29 nur aus dem Bordnetz 11 gespeist. Sie ebenfalls über die Versorgungsschiene 33 aus beiden Bordnetzen 11, 12 zu speisen, würde eine ihrem Verbrauch dementsprechend großzügige Dimensionierung des Begrenzungsstroms der Strombegrenzer 38 erfordern, mit der Folge, dass eine Störung der Schnittstelle beide Bordnetze in Mitleidenschaft ziehen kann.In contrast to the supply rail 33 are the interface circuits 28 . 29 only from the electrical system 11 fed. You also about the supply rail 33 from both on-board networks 11 . 12 to feed a correspondingly their consumption would be generous dimensioning of the limiting current of the current limiter 38 require, with the result that a fault in the interface can affect both Bordnetze.

Die Schnittstelle der 4 bleibt bei einem Ausfall des Bordnetzes 12 völlig unbeeinträchtigt. Bei einem Ausfall des Bordnetzes 11 stellen die Schnittstellenschaltungen 28, 29, wie mit Bezug auf 3 beschrieben, ihre Funktion ein, und die Multiplexer 30, 31 stellen jeweils direkte Verbindungen zwischen den Leitungen 15, 14 bzw. 13, 16 her. Da in diesem Zustand Multiplexer 30, 31 und Inverter 36, 37 über das Bordnetz 12 versorgt werden, kann dieser Zustand im Prinzip beliebig lange aufrechterhalten werden. Eine weitergehende Absicherung durch die Hilfsenergiequelle 35 für den Fall einer Störung beider Bordnetze 11, 12 kann insbesondere in einem Netzwerk mit mehr als zwei Bordnetzen sinnvoll sein, bei dem selbst in einem solchen Fall Steuereinheiten funktionsfähig bleiben.The interface of 4 remains in case of failure of the electrical system 12 completely undisturbed. In case of failure of the electrical system 11 make the interface circuits 28 . 29 as related to 3 described their function, and the multiplexers 30 . 31 each provide direct connections between the lines 15 . 14 respectively. 13 . 16 ago. Because in this state multiplexer 30 . 31 and inverter 36 . 37 via the electrical system 12 be supplied, this condition can be maintained in principle as long as desired. Further protection by the auxiliary power source 35 in the event of a fault in both electrical systems 11 . 12 may be useful, in particular, in a network with more than two on-board networks, in which even in such a case control units remain functional.

Die in 5 gezeigte Schnittstelle unterscheidet sich von derjenigen der 4 lediglich durch die Art und Weise, in der die Multiplexer 30, 31 und Inverter 36, 37 mit Betriebsenergie versorgt werden. Während die Schnittstellenschaltungen 28, 29 über das Bordnetz 11 versorgt sind, sind die Dioden 34 jeweils an Wandler 39 angeschlossen, die aus einer auf der Leitung 13 bzw. 15 anliegenden Wechselspannung, das heißt aus dem Datensignal, eine Gleichspannung ableiten und über die Dioden 34 und Strombegrenzer 38 in die Versorgungsschiene 33 einspeisen. Auch diese Schnittstelle gewährleistet die Datenweiterleitung bei einem Ausfall des Bordnetzes 11. Auch einer der Wandler 39 kann ausfallen, ohne dass dies die Signalweiterleitung gefährdet.In the 5 The interface shown differs from that of 4 only by the way in which the multiplexers 30 . 31 and inverter 36 . 37 be supplied with operating power. While the interface circuits 28 . 29 via the electrical system 11 are supplied, are the diodes 34 each to converter 39 connected to the one on the line 13 respectively. 15 applied AC voltage, that is from the data signal, derive a DC voltage and the diodes 34 and current limiters 38 into the supply rail 33 feed. This interface also ensures the data forwarding in the event of a failure of the vehicle electrical system 11 , Also one of the converters 39 may fail without jeopardizing signal forwarding.

Claims

Network with a plurality of subscribers ( 1 . 2 . 3 , ..., 7 ), each connected to a supply voltage ( 11 . 12 ) and via a data switch ( 25 . 26 ; 30 . 31 ) each having at least a first ( 8-53 ; 13 . 14 ) and a second bus segment ( 8-65 . 15 . 16 ); are connected, characterized in that each participant ( 1 . 2 . 3 , ..., 7 ) to one of at least two different supply voltages ( 11 . 12 ) and that each data switch ( 25 . 26 ; 30 . 31 ) is set up, in the event of a loss of the supply voltage of the subscriber assigned to it, a data connection between the first ( 8-53 ; 13 . 14 ) and the second bus segment ( 8-65 . 15 . 16 ).

Network according to claim 1, characterized in that the data switch is a relay ( 25 . 26 . 27 ), which conductively connects the two segments in the de-energized state.

Network according to claim 1, characterized in that the data splitter by the same supply voltage ( 11 ) is fed as its assigned participant ( 5 ) and that the data switch ( 30 . 31 ) an auxiliary energy storage ( 35 ) for supplying the data switch ( 30 . 31 ) with operating energy at a loss of supply voltage ( 11 ) assigned.

Network according to Claim 3, characterized in that the auxiliary energy store ( 35 ) through the supply voltage ( 11 ) is rechargeable storage.

Network according to claim 3 or 4, characterized in that the auxiliary energy store ( 35 ) comprises a capacitive charge storage or an electrochemical cell.

Network according to claim 1, characterized in that the data switch ( 30 . 31 ) to a supply rail ( 33 ) connected by at least two of the supply voltages ( 11 . 12 ) is supplied.

Network according to claim 6, characterized in that the supply rail ( 33 ) with a first supply voltage ( 11 ) and a second supply voltage ( 12 ) in each case via a first or second diode ( 34 ) connected is.

Network according to Claim 7, characterized in that a current-limiting element ( 38 ) in series with each diode ( 34 ) between the diode ( 34 ) associated supply voltage ( 11 . 12 ) and the supply rail ( 33 ) is switched.

Network according to claim 7 or 8, characterized in that the diodes ( 34 ) are of a predominantly high impedance type in the event of a fault.

Network according to claim 1, characterized in that the data switch ( 30 . 31 ) at least one auxiliary power supply ( 39 ), which is a supply voltage of the data switch ( 30 . 31 ) from one on one of the segments ( 8-53 . 8-65 ; 13 . 14 . 15 . 16 ) derived data signal.

Network according to one of Claims 3 to 10, characterized in that the data switch has a multiplexer ( 31 . 30 ), from which a first data input to the first bus segment ( 8-53 . 13 . 14 ; 8-65 . 15 . 16 ), a second data input with the subscriber and a data output with the second bus segment ( 8-65 . 15 . 16 ; 8-53 . 13 . 14 ) is connected, and of which a control input in case of loss of supply voltage ( 11 ) assumes a level, the multiplexer ( 31 . 30 ) causes the first data input to pass through to the output.

Network according to claim 11, characterized in that a resistor ( 32 ) between the control input of the multiplexer ( 31 . 30 ) and ground is switched.

Network according to one of the preceding claims, characterized in that its subscribers ( 1 . 2 . 3 , ..., 7 ) Are components of an X-by-wire system in a motor vehicle.

Network according to claim 13, characterized in that at least one central control unit ( 1 . 2 . 3 ) and from the central control unit ( 1 . 2 . 3 ) controlled wheel brake units ( 4 . 5 . 6 . 7 ) belong.

Network according to claim 14, characterized in that it is one of the first supply voltage ( 11 ) fed first central control unit ( 2 ) and a redundant, from the second supply voltage ( 12 ) second central control unit ( 1 . 3 ).