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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Steuergerät zur Verarbeitung von Daten in einem Netzwerk eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug mit mindestens einem solchen Steuergerät.
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Bestehende Fahrzeugarchitekturen weisen eine Vielzahl von Steuergeräten auf. Diese Steuergeräte gewährleisten insbesondere Antriebs-, Infotainment-, Komfort- und Fahrassistenzfunktionen und umfassen eine große Anzahl (z. B. mehr als 100) Mikrocontroller.
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Obwohl in gewissen Fahrzuständen nicht alle Steuergeräte benötigt werden, werden diese dennoch mit Strom versorgt und verbrauchen somit unnötig elektrische Leistung. Ein selektiver Betrieb der Steuergeräte kann deutlich zur Energieeinsparung beitragen. Allerdings ist hierbei sicherzustellen, dass vorübergehend abgeschaltete Steuergeräte schnell reaktiviert (”aufgeweckt”) werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine effiziente Lösung zur Aktivierung und/oder Deaktivierung von Steuergeräten eines Fahrzeugs anzugeben, die vorzugsweise an ein Bussystem angeschlossen sind, wobei insbesondere das Bussystem durch die De-/Aktivierung der Steuergeräte nicht signifikant belastet wird.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren angegeben zur Verarbeitung von Daten in einem Netzwerk eines Fahrzeugs,
- – bei dem mindestens ein Steuergerät in einem aktiven Modus eine Status-Nachricht an eine zentrale Einheit übermittelt und bei dem das mindestens eine Steuergerät in einem inaktiven Modus keine Status-Nachricht an die zentrale Einheit übermittelt,
- – bei dem von der zentralen Einheit die Status-Nachricht ausgewertet wird und eine Netzwerk-Nachricht, die den Status des mindestens einen Steuergeräts enthält, versendet wird.
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Die Status-Nachricht kann auch als sogenannte ”ALIVE”-Nachricht bezeichnet werden.
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Insbesondere ist es somit möglich, dass die zentrale Einheit anhand des Eintreffens der Status-Nachricht erkennt, dass das mindestens eine Steuergerät aktiv ist. Bleibt die Status-Nachricht des mindestens einen Steuergeräts hingegeben aus, so kann die zentrale Einheit folgern, dass das mindestens eine Steuergerät inaktiv ist.
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Insbesondere kann die Status-Nachricht bei aktivem Steuergerät zyklisch oder iterativ versendet werden. Erhält also die zentrale Einheit keine Status-Nachricht von einem Steuergerät innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer, so erkennt die zentrale Einheit, dass sich das Steuergerät ausschalten will oder sich bereits ausgeschaltet hat.
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Insbesondere kann das Steuergerät nachdem es entschieden hat, sich ausschalten zu wollen, für eine bestimmte Zeitdauer keine Status-Nachricht schicken ohne sich abzuschalten. Erst nach einem Erreichen oder Überschreiten dieser bestimmten Zeitdauer schaltet sich das Steuergerät ab, sofern die Netzwerk-Nachricht von der zentralen Einheit nicht anzeigt, dass sich das Steuergerät nicht abschalten soll.
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Bei dem Steuergerät kann es sich um eine (Teil-)Funktionalität eines Steuergeräts handeln, die ggf. unabhängig von weiteren (Teil-)Funktionalitäten eines Steuersystems aktivierbar oder deaktivierbar ist. Insbesondere kann das hier genannte Steuergerät als Steuerfunktion oder als ein abschaltbarer Teil eines Steuersystems aufgefasst werden.
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Eine Weiterbildung ist es, dass die Netzwerk-Nachricht wiederholt, insbesondere zyklisch, von der zentralen Einheit versendet wird.
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Eine andere Weiterbildung ist es, dass das Netzwerk ein Bussystem oder ein sonstiges paketorientiertes Netzwerk umfasst, insbesondere
- – ein CAN-Bussystem;
- – ein Ethernet;
- – ein FlexRay-Bussystem;
- – ein MOST-Bussystem.
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Insbesondere kann es sich bei der Netzwerk-Nachricht z. B. um eine CAN-Nachricht handeln, die zyklisch von der zentralen Einheit, z. B. einem Power-Master, der an einen CAN-Bus angeschlossen ist, versendet wird. Entsprechend ist in diesem Beispiel auch das mindestens eine Steuergerät an den CAN-Bus angeschlossen.
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Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass die Netzwerk-Nachricht an alle Steuergeräte des Netzwerks übertragen wird.
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Insbesondere kann die Netzwerk-Nachricht von allen Steuergeräten des Netzwerks empfangen werden. In diesem Fall wird jedes einzelne Steuergerät darüber informiert, welches andere Steuergerät gerade aktiv bzw. inaktiv ist.
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Auch ist es eine Weiterbildung, dass
- – die zentrale Einheit abhängig von einem Ereignis den Status mindestens eines Steuergeräts in der Netzwerk-Nachricht modifiziert, insbesondere für das mindestens eine Steuergerät den aktiven Modus in der Netzwerk-Nachricht setzt,
- – das mindestens eine Steuergerät die eingehende Netzwerk-Nachricht auswertet und einen Zustandswechsel durchführt.
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Somit kann das Steuergerät von der zentralen Einheit (re-)aktiviert werden, sofern dies aufgrund des Ereignisses notwendig oder vorteilhaft ist.
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Bei dem Ereignis kann es sich um eine Anforderung eines anderen Steuergeräts handeln, das das aktuell inaktive Steuergerät bzw. Informationen von diesem benötigt. Vorzugsweise kann die zentrale Einheit die Ereignisse verwalten, die eine Aktivierung vorgegebener Steuergeräte erfordern. Da die zentrale Einheit den Status der Steuergeräte überwacht und z. B. zyklisch in Form der Netzwerk-Nachricht übermittelt, kann die zentrale Einheit abhängig von dem Ereignis feststellen, welche Steuergeräte aufgeweckt bzw. aktiviert werden müssen und welche bereits aktiv sind. Entsprechend wird die Netzwerk-Nachricht modifiziert und an die Steuergeräte übermittelt. Jedes Steuergerät ist z. B. mittels einer Überwachungs- oder Logikeinheit in der Lage, auch im inaktiven Zustand die eingehende Netzwerk-Nachricht zu empfangen und auszuwerten und, sofern die Netzwerk-Nachricht anzeigt, dass das Steuergerät aktiv sein soll, wird das Steuergerät von der Überwachungs- oder Logikeinheit aktiviert.
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Bei dem Ereignis kann es sich insbesondere um ein Schaltereignis bzw. um eine Betätigung eines Tasters handeln, die über das Netzwerk der zentralen Einheit mitgeteilt wird. Dieses Ereignis kann z. B. dazu führen, dass ein Steuergerät oder auch mehrere Steuergeräte aktiviert werden. Vorzugsweise kann ein Schalter oder Taster hierfür mit einer Netzwerkschnittstelle ausgerüstet sein, so dass ein Zustandswechsel des Schalters oder Tasters über das Netzwerk an die zentrale Einheit übermittelt werden kann.
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Bei der Netzwerk-Nachricht kann es sich um eine Nachricht handeln, die jedem Steuergerät ein Bit zuordnet (z. B.: ”0” für inaktiv und ”1” aktiv). Auch ist es möglich, dass die Netzwerk-Nachricht in einem zeitlichen Multiplexbetrieb versandt und ausgewertet wird und somit eine Vielzahl unterschiedlicher Steuergeräte adressiert werden können. Beispielsweise können Zeitschlitze für unterschiedliche Gruppen von Steuergeräten vereinbart werden, so dass die Netzwerk-Nachricht bzw. deren Format mehrfach (pro Zeitschlitz einmal) verwendet werden kann.
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Ferner ist es eine Weiterbildung, dass das mindestens eine Steuergerät in den inaktiven Modus wechselt, insbesondere wenn das mindestens eine Steuergerät für eine vorgegebene Zeitdauer keine Aktion durchführen musste und/oder das Fahrzeug in einem Zustand ist, in dem das mindestens eine Steuergerät nicht benötigt wird.
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Hierbei sei erwähnt, dass somit das Steuergerät selbst entscheiden kann, sich abzuschalten. Dies erfährt die zentrale Einheit dadurch, dass sie keine Status-Nachrichten mehr von diesem Steuergerät erhält. Die zentrale Einheit aktualisiert die eigenen Daten entsprechend (Steuergerät XYZ ist inaktiv) und versendet die entsprechende Information mit der Netzwerk-Nachricht (z. B. ist das dem Steuergerät XYZ zugeordnete Bit dann ”0”). Damit erfahren alle anderen Steuergeräte, dass das Steuergerät XYZ inaktiv ist. Wie beschrieben, empfängt auch das inaktive Steuergerät XYZ diese Netzwerk-Nachricht und detektiert, dass darin der eigene Status als ”inaktiv” gekennzeichnet ist. Somit bleibt das Steuergerät XYZ in dem inaktiven Zustand.
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Alternativ ist es möglich, dass die zentrale Einheit das Steuergerät XYZ aufweckt, indem es in der Netzwerk-Nachricht den Status für das Steuergerät XYZ auf ”aktiv” setzt. Diese Information wird von dem inaktiven Steuergerät XYZ empfangen und ausgewertet. Daraufhin kann sich das Steuergerät XYZ reaktivieren.
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Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung wird von dem mindestens einen Steuergerät ein Zustandswechsel durchgeführt abhängig von einem externen Ereignis.
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Eine Weiterbildung besteht darin, dass das externe Ereignis eine Betätigung eines Schalters oder Tasters an dem mindestens einen Steuergerät ist.
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Insbesondere kann ein solches ”Schaltereignis” als Signal zur Reaktivierung des Steuergeräts interpretiert werden. Das Steuergerät aktiviert sich selbst und sendet wieder eine entsprechende Status-Nachricht an die zentrale Einheit.
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Das Schaltereignis kann z. B. über einen Interrupt des Steuergeräts erkannt und ausgewertet werden.
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Eine Ausgestaltung ist es, dass in einem Diagnosemodus alle Steuergeräte aktiviert werden, indem von der zentralen Einheit in der Netzwerk-Nachricht für die Steuergeräte der aktive Modus gesetzt wird.
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Somit wird die Netzwerk-Nachricht an alle Steuergeräte übermittelt, wobei die inaktiven Steuergeräte anhand des übermittelten Status aktiviert werden. In dem Diagnosemodus werden (und bleiben) somit alle Steuergeräte des Netzwerks aktiviert.
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Beispielsweise wird der Diagnosemodus aktiviert, indem ein Diagnosegerät, z. B. ein Diagnosestecker, mit dem Netzwerk verbunden wird.
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Eine alternative Ausführungsform besteht darin, dass das mindestens eine Steuergerät aktiviert wird, falls für eine vorgegebene Zeitdauer von der zentralen Einheit keine Netzwerk-Nachricht empfangen wird.
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Somit ist vorteilhaft sichergestellt, dass bei einem Ausfall oder einer Funktionsstörung der zentralen Einheit die Steuergeräte aktiviert werden und bleiben. Insbesondere kann nach einer solchen Aktivierung des Steuergeräts das Steuergerät solange aktiv bleiben, bis es von der zentralen Einheit wieder die Netzwerk-Nachricht empfängt.
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Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst mittels einer Vorrichtung umfassend eine Verarbeitungseinheit, die derart eingerichtet ist, dass das hierin beschriebene Verfahren ausführbar ist.
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Die Verarbeitungseinheit kann z. B. eine (teilweise) analoge oder (teilweise) digitale Verarbeitungseinheit sein, sie kann als ein Prozessor und/oder eine zumindest teilweise festverdrahtete Schaltungsanordnung ausgeführt sein, die derart eingerichtet ist, dass das Verfahren wie hierin beschrieben durchführbar ist.
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Der Prozessor kann jede Art von Prozessor, Controller, Mikrocontroller, Rechner oder Computer mit entsprechend notwendiger Peripherie (Speicher, Input/Output-Schnittstellen, Ein-Ausgabe-Geräte, etc.) sein oder einen solchen umfassen. Weiterhin kann eine festverdrahtete Schaltungseinheit, z. B. ein FPGA oder ein ASIC oder eine sonstige integrierte Schaltung, vorgesehen sein.
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Eine nächste Ausgestaltung ist es, dass die Vorrichtung ein Steuergerät oder einen Teil eines Steuergeräts des Fahrzeugs umfasst. Insbesondere kann die Vorrichtung eine zentrale Einheit sein, die an das Netzwerk angeschlossen ist.
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Auch wird die vorstehend genannte Aufgabe gelöst durch ein Steuergerät zum Anschluss an ein Netzwerk eines Fahrzeugs,
- – mit einem Transceiver;
- – mit einer Verarbeitungseinheit,
- – mit einer Logikeinheit,
- – wobei eine Netzwerk-Nachricht von dem Transceiver empfangbar und von der Logikeinheit auswertbar ist,
- – wobei die Verarbeitungseinheit über die Logikeinheit aktivierbar oder deaktivierbar ist abhängig von der Netzwerk-Nachricht.
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Die Verarbeitungseinheit umfasst beispielsweise einen Netzwerk-Controller sowie einen Mikrocontroller. Wird die Verarbeitungseinheit deaktiviert, benötigt das Steuergerät deutlich weniger Energie, lediglich der Transceiver sowie die Logikeinheit werden im Energiesparmodus mit Energie versorgt, so dass das Steuergerät gegebenenfalls wieder eingeschaltet werden kann.
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Zusätzlich kann ein Schaltregler vorgesehen sein, der die Verarbeitungseinheit (im aktiven Betrieb des Steuergeräts) mit Energie versorgt. Der Schaltregler kann durch die Logikeinheit angesteuert werden, d. h. die Energiezufuhr zu der Verarbeitungseinheit kann durch die Logikeinheit zu- bzw. abgeschaltet werden.
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Auch wird die oben genannte Aufgabe gelöst mittels eines Fahrzeugs umfassend mindestens eines der hierin beschriebenen Steuergeräte und/oder der hierin beschriebenen zentralen Einheit.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert.
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Es zeigen:
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1 zeigt einen CAN-Rahmen mit einem CAN-Datenfeld, das pro Steuergerät (nummeriert mit 0 bis 63) ein Bit aufweist, wobei ein Wert ”0” dieses Bits anzeigt, dass das Steuergerät inaktiv (d. h. in einem Schlafmodus, ”sleep”) ist, und ein Wert ”1” dieses Bits anzeigt, dass das Steuergerät aktiv ist oder aktiviert werden soll (”wake up”);
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2 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines Steuergeräts zum Anschluss an ein CAN-Bussystem;
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3 zeigt einen schematischen Aufbau eines CAN-Netzwerks mit zwei Steuergeräten und einem Power-Master, die an einen CAN-Bus angeschlossen sind;
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4 zeigt beispielhaft eine Tabelle mit mehreren Szenarien und mehreren Steuergeräten.
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Der hier vorgeschlagene Ansatz steigert die elektrische Effizienz von Fahrzeugen. Beispielsweise steigt mit zunehmenden Komfort- und Sicherheitsfunktionen des Fahrzeugs auch dessen Energieverbrauch. Durch eine selektive Abschaltung nicht benötigter Steuergeräte können der Energieverbrauch und somit der Kraftstoffverbrauch sowie die CO2-Emission reduziert werden.
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Im vorliegenden Beispiel sind die Steuergeräte an ein Bussystem angeschlossen. Bei dem Bussystem handelt es sich z. B. um einen CAN-Bus. Hierbei sei erwähnt, dass auch andere Bussysteme oder Netzwerke (z. B. ein Ethernet) einsetzbar sind.
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Beispielsweise kann eine CAN-Nachricht vorgesehen sein, bei der ein Bit oder mehrere Bits in einem Datenfeld der CAN-Nachricht einem Steuergerät oder einer Steuergerätegruppe zugeordnet sind.
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Beispielhaft sei jedem Steuergerät ein einzelnes Bit der CAN-Nachricht zugeordnet. Somit können 64 unterschiedliche Steuergeräte über einen CAN-Rahmen (auch bezeichnet als CAN-Frame) gesteuert werden. Diese CAN-Nachricht wird von einem Power-Master, der ebenfalls an das CAN-Bussystem angeschlossen ist, verwaltet und gesendet.
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1 zeigt einen CAN-Rahmen mit einem CAN-Datenfeld, das pro Steuergerät (nummeriert mit 0 bis 63) ein Bit aufweist, wobei ein Wert ”0” dieses Bits anzeigt, dass das Steuergerät inaktiv (d. h. in einem Schlafmodus, ”sleep”) ist und ein Wert ”1” dieses Bits anzeigt, dass das Steuergerät aktiv ist oder aktiviert werden soll (”wake up”).
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Vorzugsweise kann die CAN-Nachricht zyklisch von dem Power-Master versendet werden. Damit kann jedes Steuergerät an dem ihm zugewiesenen Bit erkennen, ob es abgeschaltet oder eingeschaltet werden (oder bleiben) soll. Weiterhin kann jedes Steuergerät erkennen, welche Steuergeräte aktiv bzw. abgeschaltet sind. Durch die zyklische oder iterative Informationsübertragung der CAN-Nachricht bleibt ein einmaliger Nichtempfang in der Regel ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Funktionalität.
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2 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines Steuergeräts 201 zum Anschluss an das CAN-Bussystem.
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Das Steuergerät 201 umfasst einen Mikrocontroller 202, einen CAN-Controller 203, einen CAN-Transceiver 204, eine Logikeinheit 205 sowie einen Schaltregler 206. Der Schaltregler 206 erhält eine Versorgungsspannung von 12 V und regelt diese auf eine Spannung von 5 V zur Versorgung des Mikrocontrollers 202, des CAN-Controllers 203 und der Logikeinheit 205. Der CAN-Transceiver 204 ist mit einem CAN-Bus (nicht in 2 dargestellt) verbunden. Eingehende Signale werden dem CAN-Controller 203 bereitgestellt und ausgehende Signale werden von dem CAN-Controller 203 über den CAN-Transceiver 204 an den CAN-Bus weitergeleitet. Der CAN-Controller 203 ist mit dem Mikrocontroller 202 verbunden, dieser stellt die Funktionalität des Steuergeräts 201, z. B. in Verbindung mit Sensoren und/oder Aktoren, bereit.
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Somit kann der CAN-Transceiver 204 effizient an einen Teilnetzbetrieb angepasst werden. Beispielsweise kann der Mikrokontroller 202 das Steuergerät 201 inaktiv schalten, wenn z. B. für eine vorgegebene Zeitdauer das Steuergerät 201 keine Aktionen durchführen musste oder das Fahrzeug in einem Zustand ist, in dem das Steuergerät 201 nicht benötigt wird. In dem inaktiven Zustand benötigt das Steuergerät 201 deutlich weniger Energie als in dem aktiven Zustand.
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Die Reaktivierung (”wake up”) des Steuergeräts 201 erfolgt vorzugsweise anhand des CAN-Transceivers 204 in Verbindung mit der Logikeinheit 205. So empfängt der CAN-Transceiver 204 die entsprechende Aktivierungsnachricht und die Logikeinheit 205 erkennt, dass das Bit für das Steuergerät 201 gesetzt ist, also das Steuergerät 201 aktiviert werden soll. Somit schaltet die Logikeinheit 205 den Schaltregler 206 ein. Der CAN-Controller 203 und der Mikrocontroller 202 werden wieder mit Energie versorgt und das Steuergerät 201 ist reaktiviert.
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3 zeigt einen schematischen Aufbau eines CAN-Netzwerks mit zwei Steuergeräten 301, 302 und einem Power-Master 303, die an einen CAN-Bus 304 angeschlossen sind.
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Der Power-Master 303 verwaltet und sendet die CAN-Nachrichten. Die Steuergeräte 301, 302 schicken jeweils über den CAN-Bus 304 Status-Nachrichten, sogenannte ALIVE-Nachrichten 305, 306, an den Power-Master 303, die anzeigen, dass das sendende Steuergerät 301, 302 noch aktiv bzw. bereit ist.
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Damit kann das jeweilige Steuergerät 301, 302 selbst entscheiden, ob es sich aktiv in dem CAN-Netzwerk beteiligt oder nicht. Der Power-Master 303 stellt eine Transparenz der beteiligten Steuergeräte in dem Fahrzeug her, so dass jedes Steuergerät in dem Fahrzeug weiß, welches andere Steuergerät gerade aktiv ist.
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Verzichtet das Steuergerät 301 in 3 darauf, ALIVE-Nachrichten 305 zu senden, signalisiert das Steuergerät 301 damit, dass es keine Daten mehr von dem CAN-Bus benötigt und sich abschalten wird. Der Power-Master 303 registriert die fehlende ALIVE-Nachricht von dem Steuergerät 301 und überprüft in seiner Datenbank, ob Informationen von dem Steuergerät 301 (z. B. eine Außentemperatur) von einem anderen Steuergerät benötigt werden. Entsprechend passt der Power-Master 303 die von ihm gesendete CAN-Nachricht an, indem er das Bit für das Steuergerät 301
- – auf ”0” setzt falls das Steuergerät 301 sich abschalten bzw. abgeschaltet bleiben kann oder
- – auf ”1” setzt falls das Steuergerät 301 aktiv bleiben oder reaktiviert werden soll (falls die Informationen des Steuergeräts 301 von anderen Steuergeräten benötigt werden).
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Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass der Power-Master die Kommunikationsbeziehungen zwischen den Steuergeräten kennt und verwalten kann. Abhängig von den unterschiedlichen Fahrzeugkonfigurationen kann somit lediglich der Power-Master angepasst werden; eine Anpassung (der Software) in den Steuergeräten ist nicht notwendig.
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Beispiel: Szenarioabhängige Aktivierung eines Steuergeräts
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Beispielsweise können verschiedene Ereignisse oder Szenarien bestimmt werden, bei dem ein Steuergerät aktiv sein muss. Diese Ereignisse sind z. B. mittels Sensoren des Fahrzeugs oder einzelner Steuergeräte bestimmbar..
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So kann ein Steuergerät (re-)aktiviert werden, wenn das Fahrzeug an einer Ampel anhält, wenn das Fahrzeug langsamer als 30 km/h fährt, etc.
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Vorzugsweise kann vor der Implementierung in dem Fahrzeug eine Abschätzung durchgeführt werden, welche Steuergeräte in welchen Szenarien benötigt werden und welche Steuergeräte entsprechend inaktiv sein (bleiben) können.
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4 zeigt beispielhaft eine Tabelle mit mehreren Szenarien 401 und mehreren Steuergeräten 402, 403. Beispielsweise handelt es sich bei dem Steuergerät 402 um ein Steuergerät für eine Einparkhilfe. Dieses Steuergerät 402 wird bei Geschwindigkeiten kleiner 30 km/h benötigt. Fährt das Fahrzeug schneller als 30 km/h, kann das Steuergerät 402 abgeschaltet werden. Bei dem Steuergerät 403 handelt es sich um ein ABS-Steuergerät, das benötigt wird, sobald sich das Fahrzeug bewegt. Entsprechend kann das Steuergerät 403 bei stehendem Fahrzeug abgeschaltet werden.
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Beispiel: Individuelle Aktivierung eines Steuergeräts
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Eine Alternative zu der szenario-abhängigen (De-)Aktivierung der Steuergeräte ist die individuelle (De-)Aktivierung der Steuergeräte: Hierbei bewertet der Power-Master jedes Steuergerät des CAN-Bussystems einzeln. Situationsbedingt wird das jeweilige Steuergerät aus dem inaktiven Zustand reaktiviert.
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Beispielsweise wird die Einparkhilfe nicht schon bei einem Unterschreiten der Geschwindigkeit von 30 km/h aktiviert, sondern erst, wenn zusätzlich der Taster für die Einparkhilfe gedrückt oder der Rückwärtsgang eingelegt wird.
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Hierbei können weiterhin zwei Ansätze unterscheiden werden.
- a) Ein Tastendruck bzw. eine Schaltaktivität weckt das Steuergerät z. B. über einen Interrupt auf, daraufhin sendet das Steuergerät die ALIVE-Nachricht, die der Power-Master erhält und das entsprechende Bit für das Steuergerät in der CAN-Nachricht ändert. Damit wird angezeigt, dass das Steuergerät (wieder) aktiv ist.
- b) Der Tastendruck bzw. die Schaltaktivität kann auch über den CAN-Bus übertragen werden. In diesem Fall wird der Tastendruck von dem Power-Master erkannt und ausgewertet, indem das entsprechende Bit für das betroffene Steuergerät (es können auch mehrere Steuergeräte betroffen sein, so dass mehrere Bits in der CAN-Nachricht gesetzt werden) geändert wird. Somit wird das Steuergerät mit Erhalt der geänderten CAN-Nachricht aufgeweckt bzw. reaktiviert. Vorzugsweise verfügt der Power-Master hierbei über eine Liste oder Tabelle, die angibt, welches Steuergerät bei Erhalt der Schaltaktivität zu aktivieren ist.
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Beispiel: Diagnosemodus und Notbetrieb
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Vorzugsweise erkennt der Power-Master einen Diagnosemodus. Falls beispielsweise ein Diagnosestecker an den CAN-Bus angeschlossen ist, werden alle Steuergeräte unabhängig von ihrem energetisch günstigen Status aktiviert und in diesem Zustand gehalten.
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Weiterhin ist vorzugsweise ein Notbetreib vorgesehen: Falls der Power-Master während der Fahrt ausfällt oder ein Fehlverhalten zeigt, werden die Steuergeräte (re-)aktiviert. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der CAN-Transceiver in dem Steuergerät eine maximale Zeitdauer überwacht, bis zu der die CAN-Nachricht von dem Power-Master eingetroffen sein muss (timeout-Detektion). Bleibt die CAN-Nachricht aus, so wird das Steuergerät aktiviert oder bleibt aktiv (ggf. solange bis wieder eine entsprechende CAN-Nachricht von dem Power-Master eingeht).
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Vorübergehendes Abschalten einzelner Funktionen in einem Steuergerät
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In zukünftigen Fahrzeugen wird die Anzahl der Steuergeräte abnehmen, wobei die einzelnen Steuergeräte zusätzliche Funktionen übernehmen. Hierbei wird es kaum mehr möglich sein, ein ganzes Steuergerät für eine hinreichend lange Zeitdauer abzuschalten. Entsprechend kann der hier vorgestellte Ansatz auch auf einzelne Funktionen eines Steuersystems umfassend mehrere Steuergeräte oder Steuerfunktionen angewandt werden, wobei die einzelnen Funktionen selektiv abgeschaltet werden können. Entsprechend kann die CAN-Nachricht auf einen Multiplexbetrieb umgestellt werden, so dass mehr als 64 steuerbare Funktionen adressiert werden können. Auch ist es möglich, dass mehrere CAN-Nachrichten kombiniert werden, um mehr als 64 Funktionen zu adressieren.
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Vorzugsweise weist das Steuergerät individuell abschaltbare Ressourcen auf, denen einzelne Funktionen zugeordnet werden können, die z. B. durch Clock-Gating abgeschaltet werden können.
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Clock-Gating nutzt die Tatsache aus, dass viele Bereiche auf einem Chip nicht in jedem Taktzyklus aktiv sind. Mittels Clock-Gating wird der Energiebedarf durch gezieltes Abschalten eines Takt-Signals zu sequentiellen Elementen (z. B. FlipFlops, Latches, dynamische Logikgatter) reduziert.
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Weitere Vorteile:
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Durch die hier vorgestellte Lösung kann ein Teilnetzbetriebes erreicht werden, bei dem nur ein Teil der Steuergeräte oder ein Teil der Funktionen von Steuergeräten aktiv ist. Somit wird Energie während des Fahrzeugbetriebes eingespart.
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Vorzugsweise ermöglicht es der selektive Teilnetzbetrieb, dass je nach Situation die benötigten Steuergeräte aktiv oder inaktiv sind, um den Stromverbrauch des Fahrzeugs zu senken. Vor allem bei stehendem Fahrzeug kann ein erheblicher Anteil an Energie eingespart werden. Beispielsweise kann auch bei einem (teilweise) elektrisch angetriebenen Fahrzeug mit einem effizient gestalteten Bordnetz der Energieverbrauch reduziert und somit die Reichweite erhöht werden.
