DE102009056136A1

DE102009056136A1 - Vorrichtung zum Betrieb eines Bussystems

Info

Publication number: DE102009056136A1
Application number: DE200910056136
Authority: DE
Inventors: Faisal Hakim
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2011-06-01

Abstract

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die einen Austausch von Informationen zwischen mehreren Teilnehmern eines Bussystems mit zwei Busleitungen auch dann sicherstellt, wenn beide Busleitungen Unterbrechungen aufweisen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Betrieb eines Bussystems vorgeschlagen, wobei ein Bus als Netzwerk in Form einer Linienstruktur aufgebaut ist, wobei eine beliebige Anzahl von Busteilnehmern über jeweils eine erste Stichleitung und eine zweite Stichleitung mit zwei Busleitungen verbunden ist, wobei zwischen der ersten Stichleitung und der zweiten Stichleitung der jeweiligen Busteilnehmer Überbrückungsleitungen vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von möglichen Unterbrechungen der Busleitungen zwischen der ersten Stichleitung und der zweiten Stichleitung der Busteilnehmer geschaltet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betrieb eines Bussystems mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Zum möglichst störungsfreien Austausch von Informationen zwischen mehreren Teilnehmern eines Bussystems ist es vorbekannt, mit Differenzsignalen zu arbeiten. Beispielsweise bei einem so genannten CAN-Bus sind dazu zwei Leitungen vorgesehen, wobei eine Leitung den komplementären Pegel der anderen Leitung gegen Masse enthält. Für den Fall, dass eine der beiden Leitungen unterbrochen wird, ist es beispielsweise aus der DE 3826774 A1 vorbekannt, von diesem Zweileitungsbetrieb auf einen Einleitungsbetrieb umzuschalten. Sind jedoch beide Leitungen unterbrochen, ist ein Austausch von Informationen zwischen mehreren Teilnehmern nicht mehr möglich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die einen Austausch von Informationen zwischen mehreren Teilnehmern eines Bussystems mit zwei Busleitungen auch dann sicherstellt, wenn beide Busleitungen Unterbrechungen aufweisen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Betrieb eines Bussystems vorgeschlagen, wobei ein Bus als Netzwerk in Form einer Linienstruktur aufgebaut ist, wobei eine beliebige Anzahl von Busteilnehmern über jeweils eine erste Stichleitung und eine zweite Stichleitung mit zwei Busleitungen verbunden ist, wobei zwischen der ersten Stichleitung und der zweiten Stichleitung der Busteilnehmer Überbrückungsleitungen vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von möglichen Unterbrechungen der Busleitungen zwischen der ersten Stichleitung und der zweiten Stichleitung der Busteilnehmer geschaltet werden. Erfindungsgemäß ist es mit dieser Vorrichtung möglich, bei einer beliebigen Anzahl an Signalunterbrechungen auf beiden Busleitungen, wobei jedoch zwischen den Busteilnehmern höchstens eine Leitung betroffen ist, dennoch die Funktionsfähigkeit des Bussystems zu gewährleisten. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass die Busteilnehmer Leitungsunterbrechungen erkennen und die Informationen flexibel zwischen den beiden Leitungen des Bussystems umleiten. Am Beispiel eines CAN-Bussystems kann dies durch eine schaltbare Überbrückungsleitung zwischen den Busleitungen CAN-High und CAN-Low im Bereich der Transceiver-Module der jeweiligen beteiligten CAN-Teilnehmer realisiert werden. Dadurch ist für die Funktionalität der Kommunikation auf der gesamten CAN-Strecke lediglich erforderlich, dass jeweils mindestens eine intakte Zwischenleitung zwischen zwei benachbarten CAN-Teilnehmern vorhanden ist. Bei Instandsetzung der defekten Busleitungsabschnitte kann die gesetzte Überbrückung an den CAN-Geräten wieder geöffnet werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel sowie den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
Hierbei zeigen:
1: Darstellung eines Bus-Netzwerkes,
2: Darstellung eines Bus-Netzwerkes mit Unterbrechungen,
3: Darstellung eines Bus-Netzwerkes mit Unterbrechungen und mit Überbrückungen.
Gemäß 1 ist ein CAN-Bus als Netzwerk, das in Form einer Linienstruktur aufgebaut ist, dargestellt. Über Stichleitungen 1, 2 sind die Steuergeräte SG-A bis SG-E mit zwei Leitungen CAN-H und CAN-L verbunden. Diese Topologie wird häufig in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Wie bekannt, erfolgt für den Fall, dass eine der beiden Leitungen CAN-H oder CAN-L unterbrochen ist, die Kommunikation der Steuergeräten SG-A bis SG-E über die jeweils verbleibende Leitung CAN-H oder CAN-L. Sind jedoch beide Leitungen CAN-H und CAN-L unterbrochen, wie in 2 durch die Wellenlinien 3a bis 3d als Sinnbild für Leitungsunterbrechungen dargestellt, dann ist gemäß dem Stand der Technik keine Kommunikation zwischen den Steuergeräten SG-A bis SG-E mehr möglich. Da jedoch bei der in 2 gezeigten Konstellation von Leitungsunterbrechungen 3a bis 3d zwischen je zwei Steuergeräten SG-A und SG-D, SG-D und SG-B, SG-B und SG-E, SG-E und SG-C, welche entlang der Erstreckung der beiden Leitungen CAN-H und CAN-L aufeinanderfolgend angeordnet sind, jeweils nur eine Leitung CAN-H oder CAN-L unterbrochen ist sowie kein Kurzschluss der Leitungen CAN-H oder CAN-L nach Masse oder Plus vorliegt, kann erfindungsgemäß eine Funktionsfähigkeit des CAN-Bus-Systems gewährleistet werden. Dazu ist es vorgesehen, dass, wenn eine Unterbrechung 3a, 3b, 3c oder 3d der Leitungen CAN-H oder CAN-L zwischen jeweils zwei entlang der Erstreckung der beiden Leitungen CAN-H und CAN-L aufeinanderfolgend angeordneten Steuergeräten SG-A und SG-D, SG-D und SG-B, SG-B und SG-E und/oder SG-E und SG-C vorliegt, eine Umleitung der Informationen, die zwischen den Steuergeräten SG-A bis SG-E ausgetauscht werden sollen, von der einen Leitung CAN-H oder CAN-L auf die jeweils andere erfolgt. Diese Umleitung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass zwischen den Stichleitungen 1 und 2 der am Netzwerk beteiligten Steuergeräte SG-A bis SG-E Überbrückungsleitungen 4a bis 4e vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von möglichen Unterbrechungen 3a bis 3d zwischen die Stichleitungen 1 und 2 der am Netzwerk beteiligten Steuergeräte SG-A bis SG-E zur Überbrückung der beiden Leitungen CAN-H und CAN-L geschaltet werden. Eine Erkennung, ob eine Unterbrechung der Leitungen CAN-H oder CAN-L zwischen jeweils zwei entlang der Erstreckung der beiden Leitungen CAN-H und CAN-L aufeinanderfolgend angeordneten Steuergeräten vorliegt, erfolgt gemäß dem Stand der Technik, wie beispielsweise in der DE 3826774 offenbart, dadurch, dass den Leitungen CAN-H und CAN-L mindestens ein Komparator zugeordnet ist, der die an den Busleitungen CAN-H und CAN-L liegende Spannung erfasst. Wobei, sobald das Potential außerhalb einer vorgegebenen Spanne liegt, von dem Komparator ein Steuersignal abgegeben wird. In Abhängigkeit von dem Steuersignal wird dann eine Verbindung der beiden Leitungen CAN-H und CAN-L eingeleitet, indem, wie in 3 dargestellt, Überbrückungsleitungen 4a bis 4e zwischen den Stichleitungen 1 und 2 geschlossen werden beziehungsweise und auf diese Weise erfindungsgemäß eine Umleitung des Informationsflusses zwischen den Steuergeräten SG-A bis SG-E erfolgt, wobei mittels der Überbrückungsleitungen 4a bis 4e zwischen den Leitungen CAN-H und CAN-L beziehungsweise zwischen den beiden Stichleitungen 1 und 2 eine Überbrückung aktiviert wird, wenn eine Unterbrechung einer Leitung CAN-H oder CAN-L erkannt wurde. Gemäß 3 entspricht der Signalpfad der durchgezogenen Linie beziehungsweise dem jeweils durchgezogenen Leitungsabschnitt CAN-H oder CAN-L. Die gestrichelte Linie entspricht den dann nicht aktiven Signalpfaden. Angenommen das Steuergerät SG-A sendet eine Botschaft. Diese Botschaft kann über die Leitung CAN-H nicht an die anderen Steuergeräte SG-B bis SG-E übermittelt werden, da eine Unterbrechung 3a der Leitung CAN-H vorliegt. Diese Unterbrechung 3a wird mittels eines beliebigen Verfahrens erkannt und es wird die Überbrückungsleitung 4a zwischen den beiden Stichleitungen 1 und 2 des Steuergerätes SG-A geschlossen, so dass die Botschaft auf die Leitung CAN-L umgeleitet und von dem Steuergerät SG-D empfangen werden kann. Da gemäß 3 nur der Abschnitt der Leitung CAN-L zwischen dem Steuergerät SG-A und dem Steuergerät SG-D für eine Übermittlung von Informationen geeignet ist, weil die Leitung CAN-L zwischen dem Steuergerät SG-D und dem Steuergerät SG-B eine Unterbrechung 3b aufweist, können zunächst nur Botschaften zwischen dem Steuergerät SG-A und SG-D ausgetauscht werden. Erfindungsgemäß ist es jedoch vorgesehen, auch diesen Leitungsabschnitt der Leitung CAN-L zwischen den Steuergeräten SG-D und SG-B mittels eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens auf Unterbrechungen zu prüfen. Wird dabei die Unterbrechung 3b erkannt, erfolgt erfindungsgemäß ein Schließen der Überbrückungsleitung 4b zwischen den beiden Stichleitungen 1 und 2 des Steuergerätes SG-D, so dass die Botschaft wieder auf die Leitung CAN-H umgeleitet und von dem Steuergerät SG-B empfangen werden kann. Da die Leitung CAN-H zwischen dem Steuergerät SG-B und SG-E eine weitere Unterbrechung 3c aufweist, erfolgt in Abhängigkeit einer Erkennung dieser Unterbrechung 3c erfindungsgemäß ein Schließen der Überbrückungsleitung 4c zwischen den beiden Stichleitungen 1 und 2 des Steuergerätes SG-B, so dass die Botschaft wieder auf die Leitung CAN-L umgeleitet und von dem Steuergerät SG-E empfangen werden kann. Da die Leitung CAN-L zwischen dem Steuergerät SG-E und SG-C eine weitere Unterbrechung 3d aufweist, erfolgt in Abhängigkeit einer Erkennung dieser Unterbrechung 3d ein Schließen der Überbrückungsleitung 4d zwischen den beiden Stichleitungen 1 und 2 des Steuergerätes SG-E, so dass die Botschaft wieder auf die Leitung CAN-H umgeleitet und von dem Steuergerät SG-C empfangen werden kann. Gemäß 3 kann auch zwischen den Stichleitungen 1 und 2 des Steuergerätes SG-C und einer beliebigen Anzahl weiterer Steuergeräte eine Überbrückungsleitung 4e vorgesehen sein, die in Abhängigkeit von Unterbrechungen auf den Leitungen CAN-H und/oder CAN-L in Abschnitten zwischen den einzelnen Steuergeräten so geschlossen werden kann, dass eine Umleitung der Informationen von der einen Leitung CAN-H auf die andere Leitung CAN-L und umgekehrt möglich ist. Bevorzugt erfolgt die Umleitung von Informationen zwischen den beiden Leitungen CAN-H und CAN-L mittels schaltbarer Überbrückungen 4, die im Bereich der Transceiver-Module der jeweiligen beteiligten CAN-Teilnehmer realisiert werden. Zusammengefasst ist für die Funktionalität der Kommunikation auf der gesamten CAN-Strecke lediglich erforderlich, dass jeweils mindestens eine intakte Zwischenleitung zwischen zwei benachbarten CAN-Geräten vorhanden ist. Bei Instandsetzung der defekten Leitungsabschnitte kann die gesetzte Brücke an den CAN-Geräten wieder geöffnet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3826774 A1 [0002]
DE 3826774 [0010]

Claims

Vorrichtung zum Betrieb eines Bussystems, wobei ein Bus als Netzwerk in Form einer Linienstruktur aufgebaut ist, wobei eine Anzahl von Busteilnehmern über jeweils eine erste Stichleitung und eine zweite Stichleitung mit zwei Busleitungen verbunden ist, wobei zwischen der ersten Stichleitung und der zweiten Stichleitung der am Netzwerk beteiligten Busteilnehmer Überbrückungsleitungen vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von möglichen Unterbrechungen der Busleitungen zwischen der ersten Stichleitung und der zweiten Stichleitung der am Netzwerk beteiligten Busteilnehmer geschaltet werden.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei die Busteilnehmer Mittel zur Erkennung von Unterbrechungen der Busleitungen umfassen.
Vorrichtung nach Patenanspruch 1 oder 2, wobei die Überbrückungsleitungen zwischen den Busleitungen CAN-High und CAN-Low im Bereich der Transceiver-Module der jeweiligen beteiligten Busteilnehmer angeordnet sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 3, wobei Mittel zum Rücksetzen der geschalteten Überbrückungsleitungen vorgesehen sind.