DE102011003345A1 - Network interconnection system for vehicle control devices and / or for vehicle control devices and synchronization method for operation of the network interconnection system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Netzwerkverbundsystem für Fahrzeugsteuergeräte und/oder für Fahrzeugregelgeräte, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte, wobei in den mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräten und/oder Fahrzeugregelgeräten jeweils ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung des zugehörigen Fahrzeugsteuersystems und/oder Fahrzeugregelsystems von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ausgeführt wird, wobei die mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte über eine Busanbindung an einen gemeinsamen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung verfügen, wobei über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung ein Informationsaustausch der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte untereinander stattfindet und wobei die Loop-Zeit tL mindestens eines Datenverarbeitungsprogramms für eine Anzahl n1,2 von Loops gegenüber einer nominellen Loop-Zeit tL,n um eine Zeitspanne Δt verkürzt oder verlängert wird, um die Ankunftszeit von Informationen im Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus mit einem Informationsankunftserwartungsfenster des mindestens einen Datenverarbeitungsprogramms zu synchronisieren, das sich dadurch auszeichnet, dass die Anzahl n1,2 von Loops mittels eines Algorithmus in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung empfangenen Information bestimmt wird.The invention describes a network system for vehicle control devices and / or for vehicle control devices, in particular in a motor vehicle, comprising at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices, with a data processing program for controlling and / or regulating the associated vehicle control system and in each of the at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices / or the vehicle control system is executed by a primary computing unit and / or a secondary computing unit, the at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices having a bus connection to a common data bus and / or an internal data connection, with the common data bus and / or the internal data connection being connected to a The at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices are exchanged information with one another and the loop time tL of at least one data processing program for a number n1,2 of Loo ps compared to a nominal loop time tL, n is shortened or lengthened by a period of time Δt in order to synchronize the arrival time of information in the vehicle control unit and / or vehicle control unit via the common data bus with an information arrival expectation window of the at least one data processing program, which is characterized in that the number n1,2 of loops is determined by means of an algorithm as a function of at least one item of information received via the common data bus and / or the internal data connection.
Description
Die Erfindung betrifft ein Netzwerkverbundsystem gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte gemäß Oberbegriffen von Ansprüchen 19 und 24 und ein Synchronisationsverfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 25.The invention relates to a network interconnection system according to the preamble of
Zukünftige Fahrzeugsysteme werden immer stärker untereinander vernetzt und der Informationsaustausch dieser Systeme untereinender nimmt zu. Gleichzeitig nimmt auch die Anzahl elektronischer und elektromechanischer Fahrzeugsysteme in aktuellen Fahrzeugen stetig zu, wodurch ebenfalls eine Zunahme des Informationsflusses im Fahrzeug verursacht und eine wachsende Vernetzung notwendig wird. Ein Beispiel hierfür sind elektromechanisch betätigbare Radbremsen (EMB), welche neben einem elektromechanischen Aktuator ein im Bereich des Rads angeordnetes elektronisches Steuer- und Regelgerät umfassen. Ebenso lässt sich auch eine deutliche Zunahme von Umfeldsensoren in Kraftfahrzeugen beobachten, deren Sensorsignale von entsprechenden Modulen ausgewertet werden müssen und ggf. als Entscheidungsbasis für einen Steuereingriff durch eine Bremseinrichtung dienen können.Future vehicle systems are becoming increasingly interconnected and the exchange of information among these systems is increasing. At the same time, the number of electronic and electromechanical vehicle systems in current vehicles is steadily increasing, which also causes an increase in the information flow in the vehicle and a growing networking is necessary. An example of this are electromechanically actuated wheel brakes (EMB), which comprise, in addition to an electromechanical actuator, an electronic control and regulating device arranged in the region of the wheel. Likewise, a significant increase of environment sensors in motor vehicles can be observed, whose sensor signals must be evaluated by corresponding modules and, if necessary, can serve as a basis for decision for a control intervention by a braking device.
Aus der internationalen Patentanmeldung
Bei einer klassischen funktionellen Aufteilung bezüglich der Hardware- und Softwarekomponenten arbeitet die zugeordnete prozessorbasierte Steuereinheit auf Basis einer sensorgestützten Regelung. Diese Regelung vermag eine maximale Anzahl von Iterationen (Berechnungen) pro Sekunde zu leisten. Beispielsweise entspricht eine Iterationsrate von 200 s–1 Loop-Zeit von 5 ms. Stell- und Regelvorgänge erfolgen üblicherweise im Zeitraster dieser Loop Zeit.In a classical functional partitioning of the hardware and software components, the associated processor-based control unit operates on the basis of sensor-based control. This regulation can make a maximum number of iterations (calculations) per second. For example, an iteration rate of 200 s -1 corresponds to a loop time of 5 ms. Actuating and control operations usually take place in the time frame of this loop time.
Unterschiedliche Netzwerkgeräte besitzen üblicherweise auch unterschiedliche Loop-Zeiten. Während ein Motorsteuergerät Loop-Zeiten von 4 ms bis 64 ms erlaubt, verwendet das klassische ESP-Steuergerät (ESP: elektronisches Stabilitätsprogramm) hingegen eine Loop-Zeit von 10 ms. Ein neuartiger elektromechanischer Radbremsaktuator wiederum arbeitet mit einer Software-Loop-Zeit von 5 ms.Different network devices usually also have different loop times. Whereas a motor control unit allows loop times from 4 ms to 64 ms, the classic ESP control unit (ESP: electronic stability program) uses a loop time of 10 ms. A novel electromechanical wheel brake actuator in turn works with a software loop time of 5 ms.
Ein Beispiel für ein vernetztes Fahrzeugbremsensystem gibt die
Die noch nicht veröffentlichte
Ein offensichtlicher Nachteil von im Stand der Technik beschriebenen Netzwerken liegt entweder in dem losen zeitlichen Zusammenhang der Loop-Zeiten der einzelnen Netzwerkgeräte oder in dem starren und unflexiblen Erreichen einer Synchronisation mittels einer fest vorgegebenen Anzahl von verkürzten oder verlängerten Loops. Sind die Netzwerkgeräte nicht oder noch nicht aufeinander abgestimmt, kann eine vom Master versandte und von einem Slave empfangene Botschaft unter Umständen eine gewisse Zeit unberücksichtigt bleiben, bevor der Slave die Botschaft verarbeitet und ggf. eine entsprechende Aktion ausführt, da die aktuell ausgeführte Iterationsschleife noch beendet werden muss. Dieser Zeitverzug ist bei einer plötzlichen Bremsanforderung als sicherheitsrelevant einzustufen: Der Bremsvorgang kann in einer Gefahrensituation insgesamt verspätet eingeleitet werden, da beispielsweise eine von einem Umfeldsensor erkannte Kollisionsgefahr und der entsprechende Bremseneingriff nicht sofort ausgewertet bzw. umgesetzt werden. In anderen Fällen können die Spannkraftsollwerte einer Bremsvorrichtung zu unterschiedlichen Zeiten eingeregelt werden, wodurch die Stabilität des Fahrzeugs während des Bremsvorgangs gefährdet wird. Ein Anpassen der Loop-Zeiten über eine fest vorgegebene Anzahl von verkürzten oder verlängerten Loops wiederum verlängert in vielen Fällen die Zeitspanne bis zum Erreichen einer Synchronisation unnötig.An obvious disadvantage of networks described in the prior art is either the loose temporal relationship of the loop times of the individual network devices or the rigid and inflexible achievement of synchronization by means of a fixed predetermined number of shortened or extended loops. If the network devices are not or not yet matched to one another, a message sent by the master and received by a slave may possibly be disregarded for a certain time before the slave processes the message and possibly carries out a corresponding action since the currently executed iteration loop is still terminating must become. This delay is classified as safety-relevant in the event of a sudden request for braking: the braking process can be initiated late in a dangerous situation altogether, since, for example, a collision danger detected by an environmental sensor and the corresponding brake intervention are not immediately evaluated or implemented. In other cases, the tension setpoint values of a brake device can be adjusted at different times, which jeopardizes the stability of the vehicle during the braking process. In turn, adjusting loop times over a fixed number of shortened or extended loops, in many cases, unnecessarily increases the time it takes to achieve synchronization.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Netzwerkverbundsystem vorzuschlagen, bei dem eine zeitliche Abstimmung zwischen den einzelnen Netzwerkgeräten in Abhängigkeit des erkannten Zeitversatzes flexibel realisiert wird. Weiterhin sollen zugehörige Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte und ein entsprechendes Synchronisationsverfahren vorgeschlagen werden. The invention is therefore based on the object to propose a network interconnection system in which a temporal coordination between the individual network devices depending on the detected time offset is implemented flexibly. Furthermore, associated vehicle control devices and / or vehicle control devices and a corresponding synchronization method are to be proposed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Netzwerkverbundsystem gemäß Anspruch 1, die Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte gemäß Ansprüchen 19 und 24 und das Synchronisationsverfahren gemäß Anspruch 25 gelöst.This object is achieved by the network interconnection system according to
Das Netzwerkverbundsystem für Fahrzeugsteuergeräte und/oder für Fahrzeugregelgeräte, welches insbesondere in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet, umfasst mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte, wobei in den mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräten und/oder Fahrzeugregelgeräten jeweils ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung des zugehörigen Fahrzeugsteuersystems und/oder Fahrzeugregelsystems von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ausgeführt wird. Die mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte verfügen über eine Busanbindung an einen gemeinsamen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung, wobei über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung ein Informationsaustausch der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte untereinander stattfindet und wobei die Loop-Zeit tL mindestens eines Datenverarbeitungsprogramms für eine Anzahl n1,2 von Loops gegenüber einer nominellen Loop-Zeit tL,n um eine Zeitspanne Δt verkürzt oder verlängert wird, um die Ankunftszeit von Informationen im Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung mit einem Informationsankunftserwartungsfenster des mindestens einen Datenverarbeitungsprogramms zu synchronisieren. Das erfindungsgemäße Netzwerkverbundsystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Anzahl n1,2 von Loops mittels eines Algorithmus in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung empfangenen Information bestimmt wird.The network interconnection system for vehicle control devices and / or for vehicle control devices, which is used in particular in a motor vehicle, comprises at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices, wherein in the at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices each have a data processing program for controlling and / or regulating the associated vehicle control system and / or vehicle control system is executed by a primary computing unit and / or a secondary computing unit. The at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices have a bus connection to a common data bus and / or an internal data connection, whereby an information exchange of the at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices takes place via the common data bus and / or the internal data connection and wherein the loop Time t L of at least one data processing program for a number n 1,2 of loops with respect to a nominal loop time t L, n is shortened or extended by a time Δt, the arrival time of information in the vehicle control unit and / or vehicle control unit via the common data bus and / or to synchronize the internal data connection with an information arrival expectation window of the at least one data processing program. The network network system according to the invention is characterized in that the number n 1,2 of loops is determined by means of an algorithm as a function of at least one information received via the common data bus and / or the internal data connection.
Sofern die Loop-Zeit eines Datenverarbeitungsprogramms eines Fahrzeugsteuergeräts und/oder Fahrzeugregelgeräts veränderbar ist, kann eine relative Verschiebung der Loop-Zeit und somit des Informationsankunftserwartungsfensters in einem eine Information empfangenden Gerät gegenüber dem eine Information sendenden Gerät erzielt werden. Da eine empfangene Information nur dann im Wesentlichen ohne zeitlichen Verzug abgearbeitet werden kann, wenn sie in das Informationsankunftserwartungsfenster fällt, ergibt sich der Vorteil, dass Totzeiten der Informationsverarbeitung wegfallen bzw. deutlich verkürzt werden, sobald das sendende und das empfangende Gerät synchronisiert sind.If the loop time of a data processing program of a vehicle control device and / or vehicle control device is variable, a relative shift of the loop time and thus of the information arrival expectation window in an information receiving device relative to the information transmitting device can be achieved. Since received information can only be processed essentially without any time delay if it falls into the information arrival expectation window, there is the advantage that dead times of the information processing are eliminated or significantly shortened as soon as the sending and the receiving device are synchronized.
Somit wird der Nachteil behoben, dass Geräte, die in einem Netzwerk miteinander unsynchronisiert kommunizieren, Informationen anderer Netzwerkgeräte zu zufälligen Zeitpunkten empfangen. In diesem Fall führt ein empfangendes Gerät noch den aktuellen Loop zu Ende, bevor es auf die empfangene Information reagieren kann, obwohl diese bereits vorliegt. Speziell bei sicherheitskritischen Steuergeräten, wie z. B. einem ESP-Steuergerät, ist die schnelle Verarbeitung und Umsetzung von Informationen jedoch von großer Bedeutung.Thus, the disadvantage is solved that devices that communicate with each other unsynchronized in a network receive information from other network devices at random times. In this case, a receiving device will still complete the current loop before it can respond to the received information, even though it already exists. Especially with safety-critical control devices, such. As an ESP controller, however, the rapid processing and implementation of information is of great importance.
Indem die nominelle Loop-Zeit tL,n des empfangenden Geräts für eine von einem Algorithmus bestimmte Anzahl n1,2 von Loops um eine Zeitspanne Δt verkürzt oder verlängert wird, wird eine schrittweise Annäherung und Synchronisation der kommunizierenden Netzwerkgeräte erzielt. Sobald die Synchronisation erreicht ist, d. h. sobald empfangene Informationen im Informationsankunftserwartungsfenster eintreffen, wird die Loop-Zeit wieder auf den Wert der nominellen Loop-Zeit tL,n gesetzt. Die Geräte sind nun synchronisiert.By shortening or lengthening the nominal loop time t L, n of the receiving device for an algorithm-determined number n 1,2 of loops by a time Δt, a stepwise approach and synchronization of the communicating network devices is achieved. As soon as the synchronization is achieved, ie as soon as received information arrives in the information arrival expectation window, the loop time is again set to the value of the nominal loop time t L, n . The devices are now synchronized.
Der besondere Vorteil, der sich aus der Verwendung des Algorithmus zur Bestimmung der Anzahl n1,2 von verkürzten oder verlängerten Loops ergibt, liegt darin, dass ein an den jeweils tatsächlich vorliegenden Phasenversatz angepasstes Erreichen der Synchronisation ermöglicht wird, wobei zusätzlich berücksichtigt werden kann, dass es eine obere Grenze für die Dauer der Zeitspanne Δt geben kann, welche von der nominellen Loop-Zeit des entsprechenden Geräts und dessen Empfindlichkeit gegenüber Takt-Schwankungen abhängt. Der tatsächlich vorliegende Phasenversatz wird durch Vergleich des Zeitpunkts des Eintreffens einer Information mit dem Zeitpunkt des Auftretens des Informationsankunftserwartungsfensters erkannt. Ausgehend von dem erkannten Phasenversatz bestimmt der Algorithmus unter Berücksichtigung von Δt eine weitestgehend optimale Anzahl n1,2 von verkürzten oder verlängerten Loops, welche zum schnellen Erreichen der Synchronisation führt, ohne dabei durch übermäßige Taktschwankungen eine erhöhte Fehlerrate bei der Informationsverabreitung des Datenverarbeitungsprogramms des zu synchronisierenden Geräts zu bewirken.The particular advantage that results from the use of the algorithm for determining the number n 1,2 of shortened or extended loops is that a synchronization is achieved which is adapted to the respectively actually present phase offset, whereby it can additionally be taken into account that that there may be an upper limit to the duration of the period Δt, which depends on the nominal loop time of the corresponding device and its sensitivity to clock variations. The actual phase offset is detected by comparing the time of arrival of information with the time of occurrence of the information arrival expectation window. Based on the detected phase offset, the algorithm, taking into account Δt, determines a largely optimal number n 1,2 of shortened or extended loops, which leads to the rapid achievement of synchronization without an excessive error rate in the information processing of the data processing program to be synchronized by excessive clock fluctuations Effect device.
Bevorzugt ist es außerdem vorgesehen, dass die Zeitspanne Δt mittels eines Algorithmus in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus empfangenen Information bestimmt wird. Der Algorithmus zur Bestimmung der Zeitspanne Δt kann dabei der selbe Algorithmus sein, welcher die Anzahl n1,2 von verkürzten oder verlängerten Loops bestimmt oder auch ein unabhängiger Algorithmus, welcher mit dem Algorithmus zur Bestimmung von n1,2 zusammenwirkt. Durch die jeweils flexibel bestimmte Zeitspanne Δt, welche in Abhängigkeit der empfangenen Information und damit in Abhängigkeit des erkannten Phasenversatzes bestimmt wird, ist in Verbindung mit der flexibel bestimmten Anzahl n1,2 von veränderten Loops eine weitestgehende ideale, weil flexible Anpassung der Taktzyklen der kommunizierenden Geräte möglich.Preferably, it is also provided that the time interval .DELTA.t is determined by means of an algorithm as a function of at least one information received via the common data bus. The algorithm for determining the Time span Δt can be the same algorithm that determines the number n 1,2 of shortened or extended loops, or an independent algorithm that interacts with the algorithm for determining n 1,2 . Due to the respective flexibly determined time interval .DELTA.t, which is determined in dependence of the received information and thus in dependence of the detected phase offset, in connection with the flexibly determined number n of changed loops 1.2 a largely ideal, because flexible adaptation of the clock cycles of the communicating Devices possible.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die zur Bestimmung der Anzahl n1,2 von Loops und/oder zur Bestimmung der Zeitspanne Δt verwendete, mindestens eine über den gemeinsamen Datenbus empfangene Information eine Zeitmarke enthält. Durch das Versenden einer Information mit einer Zeitmarke von einem Master (Hauptsteuergerät) an einen Slave (Untersteuergerät), erhält der Slave eine Zeit- bzw. Takt-Information des Masters, welche zur Bestimmung des Phasenversatzes genutzt werden kann.In a further preferred embodiment, it is provided that the information used to determine the number n1,2 of loops and / or to determine the time span Δt contains at least one information item received via the common data bus. By sending information with a time stamp from a master (main control unit) to a slave (sub-control unit), the slave receives time or clock information of the master, which can be used to determine the phase offset.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die Information mit einer Zeitmarke zusätzlich weitere Daten umfasst. Dadurch kann eine ohnehin vom Hauptsteuergerät versandte Information gleichzeitig zum Versenden von Zeitmarken genutzt werden. Eine Zeitmarke kann darüber hinaus vorteilhafterweise an einer bestimmten Position innerhalb der gesendeten Nachricht eingeordnet sein, wodurch diese Position eine Zeit- bzw. Takt-Information für den Empfänger transportiert. Die Zeitmarke kann in diesem Fall entweder als reine Markierung einer zuvor abgesprochenen Position im Takt-Zyklus des Masters (beispielsweise Beginn des Zyklus) dienen, oder aber auch eine Relativ-Information über diejenige Position im Takt-Zyklus beinhalten, an welcher sie versandt wurde (beispielsweise den Versatz zum Beginn des Zyklus). Außerdem ergibt sich der Vorteil, dass das Senden von ggf. sicherheitskritischen Informationen durch das Hauptsteuergerät nicht unterbrochen werden muss, um eine gesonderte Information mit Zeitmarke an einer bestimmten Position im Takt-Zyklus zu versenden.In particular, it is advantageous that the information with a timestamp additionally comprises further data. As a result, any information sent anyway by the main control unit can be used simultaneously for sending time stamps. In addition, a timestamp may advantageously be located at a particular position within the transmitted message, thereby transporting timing information to the receiver. In this case, the timestamp can either serve as a pure marking of a previously agreed position in the clock cycle of the master (for example, start of the cycle) or else contain relative information about the position in the clock cycle at which it was sent ( for example, the offset to the beginning of the cycle). In addition, there is the advantage that the transmission of possibly safety-critical information by the main control unit must not be interrupted in order to send a separate information with timestamp at a specific position in the clock cycle.
Besonders bevorzugt ist es außerdem, dass Informationen mit einer Zeitmarke von mindestens einem der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte über den gemeinsamen Datenbus an mindestens ein weiteres der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte periodisch, insbesondere zeitäquidistant, versendet werden. Durch das periodische versenden von Zeitmarken ist es nicht mehr notwendig, dass die Zeitmarke eine Information über ihren Sendezeitpunkt im Takt-Zyklus des Masters beinhaltet. Die Zeitmarke wird stets zu einem festen Zeitpunkt versendet. Wenn die empfangenden Geräte die in diesem Fall notwendige Information besitzen, welcher Zeitpunkt im Takt-Zyklus des Masters markiert wird, kann die Zeitmarke im Hinblick auf ihren Datenumfang klein gehalten werden, da sie keine zusätzlichen Informationen transportieren muss. Zeitmarken können von mehr als nur einem Gerät im Netzwerk versandt werden und von mehr als nur einem Gerät im Netzwerk empfangen und verarbeitet werden. Dadurch wird die Synchronisation von Netzwerken mit einer größeren Anzahl von Netzwerkgeräten begünstigt.It is also particularly preferred that information with a time stamp of at least one of the at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices via the common data bus to at least one of the at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices periodically, in particular zeitäquidistant shipped. By periodically sending timestamps, it is no longer necessary for the timestamp to contain information about its transmission time in the clock cycle of the master. The timestamp is always sent at a fixed time. If the receiving devices have the information necessary in this case, which time is marked in the clock cycle of the master, the time stamp can be kept small in terms of their data size, since it does not have to transport additional information. Timestamps can be sent from more than one device on the network and can be received and processed by more than one device on the network. This favors the synchronization of networks with a larger number of network devices.
Insbesondere ist es zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Informationen mit einer Zeitmarke von einem Datenbus mit eigener Loop-Zeit, insbesondere einem Flexray-Bus, an mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte periodisch, insbesondere zeitäquidistant, versandt werden. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Zeitmarken nicht von einem Gerät im Netzwerk erstellt und versandt werden müssen, wodurch keine Rechenzeit dieses Geräts von seiner eigentlichen Hauptaufgabe zu Synchronisationszwecken anderer Geräte abgezogen wird. Außerdem besitzen naturgemäß alle Netzwerkgeräte eine direkte oder zumindest indirekte Anbindung an den Datenbus, wodurch Synchronisationsinformationen vom Datenbus besonders schnell und effektiv an die Netzwerkgeräte übertragen werden können. Ein Durchschleifen von Synchronisationsinformationen über eines oder mehrere Netzwerkgeräte ist in diesem Fall nicht notwendig, sofern alle Netzwerkgeräte mit einer Primärrecheneinheit versehen sind. Für Netzwerkgeräte mit einer Sekundärrecheneinheit kann die Anzahl der vorgeschalteten Geräte, durch welche die Synchronisationsinformation durchgeschleift werden muss, vorteilhaft verringert werden.In particular, it is expediently provided that the information with a time stamp from a data bus with its own loop time, in particular a Flexray bus, to at least two vehicle control units and / or vehicle control units periodically, in particular zeitäquidistant shipped. This has the advantage that the time stamps do not have to be created and sent by a device in the network, whereby no computing time of this device is deducted from its actual main task for synchronization purposes of other devices. In addition, of course, all network devices have a direct or at least indirect connection to the data bus, which synchronization information can be transferred from the data bus particularly fast and effective to the network devices. Looping through synchronization information via one or more network devices is not necessary in this case, provided that all network devices are provided with a primary computing unit. For network devices with a secondary computing unit, the number of upstream devices through which the synchronization information must be looped through can advantageously be reduced.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Informationen mit einer Zeitmarke von einem externen Trigger über den gemeinsamen Datenbus an mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte periodisch, insbesondere zeitäquidistant, versendet werden. Auch in diesem Fall bietet sich der Vorteil, dass die freie Rechenzeit eines Hauptsteuergeräts nicht durch das Erstellen und Versenden von Synchronisationsinformationen eingeschränkt wird.Moreover, it is advantageous that the information is sent periodically, in particular temporally equidistant, with a time stamp from an external trigger via the common data bus to at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices. Also in this case offers the advantage that the free computing time of a main control unit is not limited by the creation and sending of synchronization information.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Zeitspanne Δt auf ein limitiertes und/oder gefiltertes Maß begrenzt ist. Durch diese Begrenzung auf einen Maximalwert für die Zeitspanne Δt kann eine übermäßige Veränderung der vorgegebenen Taktfrequenz vermieden werden. Eine übermäßige Veränderung kann zu einer erhöhten Fehlerrate in der Datenverarbeitung des Geräts führen.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the time period .DELTA.t is limited to a limited and / or filtered measure. By this limitation to a maximum value for the period .DELTA.t can be avoided excessive change in the predetermined clock frequency. Excessive change can lead to an increased error rate in the data processing of the device.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Zeitspanne Δt auf 1% der Loop-Zeit begrenzt ist. Die Begrenzung auf 1% führt im Wesentlich noch nicht zu einer erhöhten Fehlerrate. Trotzdem erlaubt sie innerhalb eines kurzen Zeitraums eine Synchronisation der Netzwerkgeräte. According to a particularly preferred embodiment, it is provided that the time period .DELTA.t is limited to 1% of the loop time. The limitation to 1% does not essentially lead to an increased error rate. Nevertheless, it allows synchronization of the network devices within a short period of time.
Außerdem ist es vorgesehen, dass ein Fahrzeugsteuergerät einen Sollwert für eine zu steuernde und/oder zu regelnde Fahrzeugeinrichtung vorgibt. Fahrzeugsteuergeräte bieten den Vorteil, dass sie relativ einfach und kostengünstig sind, da sie keine Rückkoppelschleife von der zu steuernden Vorrichtung besitzen und keine Istwerte auslesen. Ein Fahrzeugsteuergerät kann etwa ein Steuergerät für einen Elektromotor sein, das mittels eines Stroms den Elektromotor auf eine aus einer Kennlinie entnommene Soll-Drehzahl steuert.In addition, it is provided that a vehicle control unit specifies a desired value for a vehicle device to be controlled and / or regulated. Vehicle control devices offer the advantage that they are relatively simple and inexpensive, since they have no feedback loop from the device to be controlled and read no actual values. A vehicle control device may be, for example, a control device for an electric motor, which controls the electric motor by means of a current to a setpoint speed taken from a characteristic curve.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass ein Fahrzeugregelgerät einen Istwert aus einer Fahrzeugeinrichtung ausliest. Dadurch wird es möglich, den tatsächlichen Zustand einer Fahrzeugeinrichtung auszulesen und zu überprüfen.Furthermore, it is provided that a vehicle control device reads an actual value from a vehicle device. This makes it possible to read out and check the actual state of a vehicle device.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass ein Fahrzeugregelgerät die Abweichung eines Sollwerts für eine zu steuernde und/oder zu regelnde Fahrzeugeinrichtung mit einem Istwert der zu steuernden und/oder zu regelnden Fahrzeugeinrichtung vergleicht und den Istwert an den Sollwert anpasst. Erst durch den Vergleich eines Sollwerts mit einem Istwert kann eine Regelung der entsprechenden Fahrzeugeinrichtung stattfinden. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für einen Großteil der wesentlichen Fahrzeugeinrichtungen, wie z. B. Motor und Bremsen.In particular, it is provided that a vehicle control device compares the deviation of a setpoint value for a vehicle device to be controlled and / or regulated with an actual value of the vehicle device to be controlled and / or regulated and adapts the actual value to the setpoint value. Only by comparing a desired value with an actual value can a regulation of the corresponding vehicle device take place. This is an important prerequisite for much of the essential vehicle equipment, such. B. engine and brakes.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass eine Fahrzeugeinrichtung eine Einrichtung aus der Gruppe:
- – Fahrzeugbremseinrichtung,
- – Motorregeleinrichtung
- – Fahrwerksregeleinrichtung,
- – Getrieberegeleinrichtung,
- – Elektro-Differential-Einrichtung,
- – Elektromotorregeleinrichtung,
- – Optische Sensoreinrichtung und
- – Entfernungssensoreinrichtung
- Vehicle brake device,
- - Motor control device
- - chassis control device,
- - transmission control device,
- - Electro-differential device,
- Electric motor control device,
- - Optical sensor device and
- - Distance sensor device
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät mit einer Primärrecheneinheit eine direkte Busanbindung an den gemeinsamen Datenbus besitzt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über die direkte Busanbindung einen direkten Zugriff auf Synchronisationsinformationen und Zeitmarken hat, welche bevorzugt über den gemeinsamen Datenbus gesendet werden.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that a vehicle control device and / or vehicle control device having a primary computing unit has a direct bus connection to the common data bus. This results in the advantage that the vehicle control device and / or vehicle control device via the direct bus connection has direct access to synchronization information and time stamps, which are preferably sent via the common data bus.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass ein Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät mit einer Sekundärrecheneinheit eine gesonderte Datenanbindung, insbesondere ein Serielles-Peripherie-Interface oder ein Parallel-Interface, zu einem Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät besitzt, welches die Informationen mit einer Zeitmarke über den gemeinsamen Datenbus versendet und/oder empfängt. Synchronisationsinformationen und Zeitmarken können auf diesem Weg vom Gerät mit der direkten Busanbindung an das Gerät mit der Sekundärrecheneinheit weiter geleitet werden, wodurch auch das Gerät mit der Sekundärrecheneinheit auf ein im Netzwerkverbund als Master dienendes Hauptsteuergerät synchronisiert werden kann. Der Vorteil dieser gesonderten Datenanbindung ergibt sich besonders für Netzwerkgeräte, die hauptsächlich mit ausschließlich einem weiteren Netzwerkgerät kommunizieren (welches eine direkte Anbindung an den gemeinsamen Datenbus hat). Somit wird der Datenverkehr zwischen dem Gerät mit der Primärrecheneinheit und dem Gerät mit der Sekundärrecheneinheit nicht über den gemeinsamen Datenbus geführt, wodurch dort keine Bandbreite belegt wird, welche für die Kommunikation mehrerer anderer Netzwerkgeräte genutzt werden kann.In addition, it is advantageous that a vehicle control device and / or vehicle control device with a secondary computing unit has a separate data connection, in particular a serial peripheral interface or a parallel interface, to a vehicle control device and / or vehicle control device, which transmits the information with a time stamp via the common Data bus sends and / or receives. Synchronization information and timestamps can be forwarded in this way from the device with the direct bus connection to the device with the secondary computing unit, whereby the device with the secondary computing unit can be synchronized to a main controller used in the network as a master master. The advantage of this separate data connection arises especially for network devices that communicate mainly with only one other network device (which has a direct connection to the common data bus). Thus, the traffic between the device with the primary computing unit and the device with the secondary computing unit is not routed over the common data bus, thereby occupying there no bandwidth that can be used for the communication of several other network devices.
Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass die Sekundärrecheneinheit ein Coprozessor ist, welcher im Gehäuse einer Primärrecheneinheit angeordnet ist und über eine interne Datenverbindung, insbesondere RAM-Datenaustausch, Chip-Timer, Interrupts und/oder geeignete Hardwareperipherien, an die Primärrecheneinheit angebunden ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Sekundärrecheneinheit, welche ohnehin eng mit einer Primärrecheneinheit kommunikativ interagiert, besonders effektiv mit der Primärrecheneinheit gekoppelt ist.It is expediently provided that the secondary computing unit is a coprocessor which is arranged in the housing of a primary computer unit and is connected to the primary computer via an internal data connection, in particular RAM data exchange, chip timers, interrupts and / or suitable hardware peripherals. This has the advantage that a secondary computing unit, which interacts closely with a primary computing unit anyway, is particularly effectively coupled to the primary computing unit.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der gemeinsame Datenbus ein Flexray-Bus, CAN-Bus, LIN-Bus, MOST-Bus oder Ethernet-Bus ist. Je nachdem, welche der aufgeführten Ausführungsformen Anwendung findet, ergeben sich im Einzelnen unterschiedliche Vorteile von besonders schneller Datenübertragung bis hin zu der Möglichkeit, die Eigen-Takt-Frequenz des Busses zur Synchronisation der Netzwerkgeräte zu nutzen.Furthermore, it is preferred that the common data bus is a Flexray bus, CAN bus, LIN bus, MOST bus or Ethernet bus. Depending on which of the listed embodiments is used, there are different advantages in particular of particularly fast data transmission up to the possibility to use the self-clock frequency of the bus for synchronization of the network devices.
Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass die mit einer Zeitmarke versehene Information von mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräten und/oder Fahrzeugregelgeräten bestimmt und/oder gebildet wird. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass mehrere Netzwerkgerät, welche evtl. mit unterschiedlichen Loop-Zeiten arbeiten, andere Netzwerkgeräte auf eine gemeinsame, von allen Geräten nutzbare Taktfrequenz synchronisieren können. Somit wird im Falle unterschiedlicher Loop-Zeiten einzelner Geräte vorteilhaft eine Synchronisation des gesamten Netzwerkverbundsystems ermöglicht. It is expediently provided that the information provided with a time stamp is determined and / or formed by at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices. This results in the advantage that multiple network device, which may work with different loop times, other network devices can synchronize to a common, usable by all devices clock frequency. Thus, in the case of different loop times of individual devices advantageously a synchronization of the entire network interconnection system allows.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass mindestens eines der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte weder einem elektromechanischen Aktuator einer Radbremse zugeordnet ist noch die nominelle Loop-Zeit tL,n des in diesem Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät ausgeführten Datenverarbeitungsprogramms zur Veränderung der nominellen Loop-Zeit tL,n des Datenverarbeitungsprogramms eines zweiten der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte genutzt wird.Moreover, it is advantageous that at least one of the at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices is neither associated with an electromechanical actuator of a wheel brake nor the nominal loop time t L, n of the data processing program executed in this vehicle control device and / or vehicle control device for changing the nominal loop Time t L, n of the data processing program of a second of the at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices is used.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät, welches insbesondere in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet und in welchem von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung einer Fahrzeugfunktion ausgeführt wird. Das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät verfügt über eine Busanbindung für einen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung, wobei das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den Datenbus und/oder die interne Datenverbindung Informationen mit mindestens einem weiteren Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät austauscht. Weiterhin umfasst das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät Synchronisationsmittel, welche die Loop-Zeit tL des Datenverarbeitungsprogramms für eine Anzahl n1,2 von Loops gegenüber einer nominellen Loop-Zeit tL,n um eine Zeitspanne Δt verkürzen oder verlängern, um die Ankunftszeit von Informationen im Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den Datenbus und/oder die interne Datenverbindung mit einem Informationsankunftserwartungsfenster des Datenverarbeitungsprogramms zu synchronisieren. Das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät zeichnet sich dadurch aus, dass ein Algorithmus die Anzahl n1,2 von Loops in Abhängigkeit von mindestens einer über den Datenbus und/oder die interne Datenverbindung empfangenen Information bestimmt. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuergeräts und/oder Fahrzeugregelgeräts liegt darin, dass es auf Basis von empfangenen Informationen eine Anpassung der eigenen Taktfrequenz an eine äußere Taktvorgabe durchführen kann. Somit kann sich das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät zu einem weiteren Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät, welches die Funktion eines Masters bzw. Hauptsteuergeräts im Netzwerk hat, synchronisieren.The present invention further relates to a vehicle control device and / or vehicle control device which is used in particular in a motor vehicle and in which a data processing program for controlling and / or regulating a vehicle function is executed by a primary calculation unit and / or a secondary calculation unit. The vehicle control device and / or vehicle control device has a bus connection for a data bus and / or an internal data connection, the vehicle control device and / or vehicle control device exchanging information with at least one further vehicle control device and / or vehicle control device via the data bus and / or the internal data connection. Furthermore, the vehicle control device and / or vehicle control device comprises synchronization means which shorten or extend the loop time t L of the data processing program for a number n 1,2 of loops with respect to a nominal loop time t L, n by a time interval Δt by the arrival time of Synchronize information in the vehicle control unit and / or vehicle control unit via the data bus and / or the internal data connection with an information arrival expectation window of the data processing program. The vehicle control device and / or vehicle control device is characterized in that an algorithm determines the number n 1,2 of loops as a function of at least one information received via the data bus and / or the internal data connection. The advantage of the vehicle control device according to the invention and / or vehicle control device is that it can perform an adaptation of its own clock frequency to an external clock specification based on received information. Thus, the vehicle control unit and / or vehicle control unit can synchronize to another vehicle control unit and / or vehicle control unit, which has the function of a master or main control unit in the network.
Vorzugsweise zeichnet sich das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät dadurch aus, dass das Gerät Zeitmarkensetzmittel umfasst, welche den Zeitpunkt der Ankunft einer Information ohne Zeitmarke als Zeitmarke setzen. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass jede beliebige einlaufende Information zur Synchronisierung der eigenen Loop-Zeit an eine externe Signalquelle genutzt werden kann. Dies erlaubt außerdem eine selbstständige Synchronisation eines Slaves bzw. Untersteuergeräts an einen Master bzw. an ein Hauptsteuergerät, ohne dass der Master eigene Rechenzeit zum Erstellen und Versenden von Zeitmarken aufwenden muss. Auch die verfügbare Bandbreite eines Datenbusses wird in diesem Fall nicht durch die Übertragung von Zeitmarken eingeschränkt.Preferably, the vehicle control device and / or vehicle control device is characterized in that the device comprises time mark setting means, which set the time of arrival of information without time stamp as a time stamp. This results in the advantage that any incoming information can be used to synchronize its own loop time to an external signal source. This also allows independent synchronization of a slave or sub-control unit to a master or to a main control unit, without the master has to spend their own computation time for creating and sending time stamps. Also, the available bandwidth of a data bus is not limited in this case by the transmission of timestamps.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gerät, insbesondere ausschließlich, unmittelbar nach dem Empfang einer Information mit einer Zeitmarke oder dem Setzen des Ankunftszeitpunkts einer Information ohne Zeitmarke als Zeitmarke seinerseits eine Information versendet. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass das Zeitintervall zwischen dem Versenden dieser Nachricht und dem Versenden einer Nachricht mit Zeitmarke möglichst groß ist, wodurch Kollisionen der Nachrichten ohne Zeitmarke mit und Zeitmarke untereinander vermieden werden können. Zudem erhält das Hauptsteuergerät hierdurch eine Rückmeldung über den Empfang und ggf. die Verarbeitung der Information mit Zeitmarke durch das Untersteuergerät.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the device, in particular exclusively, immediately after receiving an information with a time stamp or setting the arrival time of information without timestamp as a timestamp in turn sends information. This results in the advantage that the time interval between sending this message and sending a message with a timestamp is as large as possible, which collisions of the messages without timestamp and timestamp can be avoided with each other. In addition, the main control unit thereby receives a feedback on the reception and possibly the processing of the information with timestamp by the sub-control unit.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät Informationen mit einer Zeitmarke über die Busanbindung für den gemeinsamen Datenbus versendet. Dadurch bietet sich der Vorteil, dass das Gerät seinerseits in Verbindung mit einem Hauptsteuergerät weitere Untersteuergeräte synchronisieren kann. Es wird vorteilhaft ermöglicht, mehrere Netzwerkgerät, welche evtl. mit unterschiedlichen Loop-Zeiten arbeiten, auf eine gemeinsame, von allen Geräten nutzbare Taktfrequenz synchronisieren können.Moreover, it is advantageous that the vehicle control device and / or vehicle control device sends information with a time stamp via the bus connection for the common data bus. This offers the advantage that the device in turn can synchronize other sub-controllers in conjunction with a main control unit. Advantageously, it is possible to synchronize a plurality of network devices, which possibly operate with different loop times, to a common clock frequency which can be used by all devices.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die nominelle Loop-Zeit tL,n des Datenverarbeitungsprogramms als Zeitbasis zur Versendung von Informationen mit Zeitmarken und/oder als Zeitbasis zum Setzen der Zeitmarke innerhalb einer versandten Information mit Zeitmarke dient. Somit wird die Loop-Zeit des Geräts als Taktfrequenz für andere Netzwerkgeräte vorgegeben, auf welche diese sich synchronisieren können.Furthermore, it is advantageous that the nominal loop time t L, n of the data processing program serves as a time base for sending information with time stamps and / or as a time base for setting the time mark within a sent information with timestamp. Thus, the loop time of the device is set as the clock frequency for other network devices to which they can synchronize.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät, welches insbesondere in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet und in welchem von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung einer Fahrzeugfunktion ausgeführt wird. Das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät verfügt über eine Busanbindung für einen gemeinsamen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung, wobei das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung Informationen mit mindestens einem weiteren Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät austauscht und wobei das Fahrzeugsteuersystem und/oder Fahrzeugregelsystem Informationen mit einer Zeitmarke über die Busanbindung für den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung versendet. Das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät zeichnet sich dadurch aus, dass die nominelle Loop-Zeit tL,n des Datenverarbeitungsprogramms als Zeitbasis zur Versendung von Informationen mit Zeitmarken und/oder als Zeitbasis zum Setzen der Zeitmarke innerhalb einer versandten Information mit Zeitmarke dient. Hierdurch kann das Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät im Netzwerkverbundsystem die Funktion eines Hauptsteuergeräts einnehmen und anderen Netzwerkgeräten Synchronisationsinformationen senden. Die erreichbare Synchronisation im Netzwerkverbundsystem führt zu den bereits beschriebenen Vorteilen. The present invention further relates to a vehicle control device and / or vehicle control device which is used in particular in a motor vehicle and in which a data processing program for controlling and / or regulating a vehicle function is executed by a primary calculation unit and / or a secondary calculation unit. The vehicle control unit and / or vehicle control unit has a bus connection for a common data bus and / or an internal data connection, the vehicle control unit and / or vehicle control unit exchanging information with at least one further vehicle control unit and / or vehicle control unit via the common data bus and / or the internal data connection wherein the vehicle control system and / or vehicle control system sends information with a timestamp via the bus connection for the common data bus and / or the internal data connection. The vehicle control device and / or vehicle control device is characterized in that the nominal loop time t L, n of the data processing program serves as a time base for sending information with time stamps and / or as a time base for setting the time mark within a sent information with timestamp. As a result, the vehicle control device and / or vehicle control device can assume the function of a main control device in the networked network system and send synchronization information to other network devices. The achievable synchronization in the network system leads to the advantages already described.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Synchronisationsverfahren zum Betrieb eines Netzwerkverbundsystems für Fahrzeugsteuergeräte und/oder für Fahrzeugregelgeräte, welches insbesondere in einem Kraftfahrzeug Anwendung findet. Das Netzwerkverbundsystem umfasst mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte, wobei in den mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräten und/oder Fahrzeugregelgeräten jeweils ein Datenverarbeitungsprogramm zur Steuerung und/oder Regelung des zugehörigen Fahrzeugsteuersystems und/oder Fahrzeugregelsystems von einer Primärrecheneinheit und/oder einer Sekundärrecheneinheit ausgeführt wird. Die mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte verfügen über eine Busanbindung an einen gemeinsamen Datenbus und/oder eine interne Datenverbindung, wobei über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung ein Informationsaustausch der mindestens zwei Fahrzeugsteuergeräte und/oder Fahrzeugregelgeräte untereinander stattfindet und wobei die Loop-Zeit tL eines Datenverarbeitungsprogramms mindestens eines Fahrzeugsteuergeräts und/oder Fahrzeugregelgeräts für eine Anzahl n1,2 von Loops gegenüber einer nominellen Loop-Zeit tL,n um eine Zeitspanne Δt verkürzt oder verlängert wird, um die Ankunftszeit von Informationen im Fahrzeugsteuergerät und/oder Fahrzeugregelgerät über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung mit einem Informationsankunftserwartungsfenster des mindestens einen Datenverarbeitungsprogramms zu synchronisieren. Das Synchronisationsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Anzahl n1,2 von Loops mittels eines Algorithmus in Abhängigkeit von mindestens einer über den gemeinsamen Datenbus und/oder die interne Datenverbindung empfangenen Information bestimmt wird. Der Vorteil des Synchronisationsverfahrens liegt darin, dass eine Synchronisation mehrerer miteinander kommunizierender Netzwerkgeräte erreicht wird, wodurch Kommunikationstotzeiten im Wesentlichen vermieden werden können. Im Übrigen bietet das Verfahren die selben Vorteile wie das bereits beschriebene erfindungsgemäße Netzwerkverbundsystem.Furthermore, the present invention also relates to a synchronization method for operating a network network system for vehicle control devices and / or for vehicle control devices, which is used in particular in a motor vehicle application. The network interconnection system comprises at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices, wherein in each of the at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices, a data processing program for controlling and / or regulating the associated vehicle control system and / or vehicle control system is executed by a primary computing unit and / or a secondary computing unit. The at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices have a bus connection to a common data bus and / or an internal data connection, whereby an information exchange of the at least two vehicle control devices and / or vehicle control devices takes place via the common data bus and / or the internal data connection and wherein the loop Time t L of a data processing program of at least one vehicle control device and / or vehicle controller for a number n 1, 2 of loops with respect to a nominal loop time t L, n is shortened or lengthened by a time Δt to reduce the arrival time of information in the vehicle control unit and / or vehicle controller to synchronize over the common data bus and / or the internal data connection with an information arrival expectation window of the at least one data processing program. The synchronization method is characterized in that the number n 1,2 of loops is determined by means of an algorithm as a function of at least one information received via the common data bus and / or the internal data connection. The advantage of the synchronization method is that a synchronization of several network devices communicating with each other is achieved, whereby communication dead times can be substantially avoided. Moreover, the method offers the same advantages as the network network system according to the invention already described.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die nominelle Loop-Zeit tL,n für eine Anzahl n1 von Loops um eine Zeitspanne Δt verkürzt wird, wenn gilt:
Da in diesem Fall eine Synchronisation durch eine Verkürzung der nominellen Loop-Zeit tL,n schneller als durch eine Verlängerung der nominellen Loop-Zeit tL,n erzielt werden kann, erlaubt dieser Verfahrensschritt eine im Wesentlichen schnellstmögliche Herstellung der Synchronisation eines Untersteuergeräts zu einem Hauptsteuergerät.Since in this case a synchronization by a shortening of the nominal loop time t L, n can be achieved faster than by an extension of the nominal loop time t L, n , this method step allows a production of the synchronization of an understeer device to a substantially as fast as possible main control unit.
Vorzugsweise zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass die nominelle Loop-Zeit tL,n für eine Anzahl n2 von Loops um eine Zeitspanne Δt verlängert wird, wenn gilt:
In diesem Fall wird eine Synchronisation schneller durch eine Verlängerung anstelle einer Verkürzung der nominellen Loop-Zeit tL,n erzielt. Somit führt auch das Ausführen dieses Verfahrensschritts im Wesentlichen zu einer schnellstmöglichen Synchronisation eines Untersteuergeräts zu einem Hauptsteuergerät.In this case, synchronization is achieved faster by extension instead of shortening the nominal loop time t L, n . Thus, also carrying out this method step essentially leads to the fastest possible synchronization of an understeer device to a main control device.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die um die Zeitspanne Δt verkürzte oder verlängerte Anzahl n1,2 von Loops unmittelbar aufeinander folgend ausgeführt wird, bevor die Loop-Zeit wieder auf den Wert der nominellen Loop-Zeit tL,n gesetzt wird. Indem die verkürzte oder verlängerte Anzahl n1,2 von Loops ohne zwischenzeitliches Zurücksetzen auf den Wert der nominellen Loop-Zeit tL,n ausgeführt wird, beschleunigt sich der Synchronisationsvorgang, da Pausen im „Spulvorgang” vermieden werden.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the number n 1,2 of loops, shortened or extended by the time interval Δt, is executed immediately after each other before the loop time returns to the value of the nominal loop time t L, n is set. By executing the shortened or extended number n 1,2 of loops without intermediate reset to the value of the nominal loop time t L, n , the synchronization process is accelerated, since pauses in the "winding" are avoided.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren. Further preferred embodiments will become apparent from the subclaims and the following descriptions of exemplary embodiments with reference to figures.
Es zeigenShow it
Gleiche Objekte sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical objects are provided with the same reference numerals in all figures.
Bei dem in
Das Hauptsteuergerät schickt an das Untersteuergerät in regelmäßigen Abständen Fragebotschaften
Die vom Hauptsteuergerät abgeschickten Fragebotschaften sollen das Untersteuergerät in Informationsankunftserwartungsfenster
Der Datenbus ist bei dem in
Diese periodisch vom Untersteuergerät sowie weiteren Slaves (weiteren als Untersteuergeräten fungierenden Steuer- und Regelgeräten) empfangenen Fragebotschaften
Beispielsgemäß kann die Loop-Zeit über einen Timer, welcher als Hardware-Modul eines Mikrocontrollers realisiert ist, festgelegt und erzeugt werden. Bei benötigter Anpassung in Richtung des Informationsankunftserwartungsfensters kann der Timer für begrenzte Dauer in begrenztem Maße in seiner Zählweise/Arbeitsweise umgestellt werden. Dies ist beispielsweise durch einen geänderten Minimal/Maximal-Wert und/oder eine angepasste Zählgeschwindigkeit zu erreichen.By way of example, the loop time can be set and generated via a timer, which is implemented as a hardware module of a microcontroller. If needed in the direction of the information arrival expectation window, the timer can be converted to a limited extent in its counting mode / mode of operation for a limited duration. This can be achieved, for example, by means of a modified minimum / maximum value and / or an adapted counting speed.
Um sicherzustellen, dass die als Zeitmarker fungierenden Botschaften – Fragebotschaften
Zur Synchronisation der Loop-Zeit tSL1 des Hauptsteuergeräts und der Software-Loop-Zeit tSL2 des Untersteuergeräts verkürzt das Untersteuergerät seine Loop-Zeit tSL2 in jedem Zyklus, bis die die Zeitmarke darstellende/enthaltende Botschaft hinsichtlich ihrer Ankunftszeit innerhalb des (vorgegebenen) gewünschten Informationsankunftserwartungsfensters
Im vierten Zyklus, Zyklus
In anderen Anwendungsfällen kann auch die Loop-Zeit tSL2 über eine Anzahl von Zyklen verlängert werden, um den Abgleich von Ankunftszeit und Informationsankunftserwartungsfenster zu erreichen. Auch Kombinationen von Verlängerungen und Verkürzungen sind möglich.In other applications, the loop time t SL2 may also be extended over a number of cycles to achieve alignment of arrival time and information arrival expectation windows. Also combinations of extensions and shortenings are possible.
Wie im Zusammenhang mit
In
Wie
Wie in
Beispielsgemäß werden die Ausgangssignale von Pedalwegsensor
Hochgeschwindigkeitsbus
Gestrichelt gezeichnete Linie
Alternativ ist es möglich (nicht in einer Figur dargestellt), dass keine elektronische Steuer- und Regeleinheit
Bei Hochgeschwindigkeitsbussen
Kraftfahrzeug
In
In
Gemäß einem Ausführungsbeispiel beinhaltet eine Information von optischer Sensoreinrichtung
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Betätigungseinheitoperating unit
- 22
- Bremspedalbrake pedal
- 33
- UnterdruckbremskraftverstärkerVacuum brake booster
- 44
- HauptbremszylinderMaster Cylinder
- 55
- elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheitelectrohydraulic control unit
- 66
- hydraulische Leitunghydraulic line
- 7, 8, 9, 107, 8, 9, 10
- Radbremsewheel brake
- 11, 1211, 12
- elektromechanischer Aktuatorelectromechanical actuator
- 1414
- Feststellbrems-BedienelementParking brake control element
- 1717
- Signalleitungsignal line
- 18, 19, 2018, 19, 20
- elektronische Steuer- und Regeleinheitelectronic control unit
- 2222
- PedalwegsensorPedal travel sensor
- 23, 24,23, 24,
- 25, 2625, 26
- Hochgeschwindigkeitsbushigh-speed bus
- 2727
- Linieline
- 2828
- Signalleitungsignal line
- 2929
- StromversorgungsanschlüssePower connectors
- 5050
- Bremssystembraking system
- 6060
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 7070
-
Zeitachse von Steuergerät
1 Timeline ofcontrol unit 1 - 7676
-
Zeitachse von Steuergerät
2 Timeline ofcontrol unit 2 - 90, 91, 92, 9390, 91, 92, 93
- Fragebotschaftquestion Embassy
- 96, 97, 98, 9996, 97, 98, 99
- Antwortbotschaftreply message
- 106106
- InformationsankunftserwartungsfensterInformation arrival expectation window
- 112112
- geschweifte Klammerbrace
- 116, 118116, 118
- Zykluscycle
- 120, 122120, 122
- Zykluscycle
- tSG1 t SG1
-
Zeit von Steuergerät
1 Time fromcontroller 1 - tSG2 t SG2
-
Zeit von Steuergerät
2 Time fromcontroller 2 - tSL1 t SL1
-
Software-Loop-Zeit von Steuergerät
1 Software loop time fromcontroller 1 - tSL2 t SL2
-
Software-Loop-Zeit von Steuergerät
2 Software loop time fromcontroller 2 - 200200
- Hauptsteuergerät (Master)Main control unit (master)
- 201201
- Untersteuergerät (Slave)Understeer device (slave)
- 202202
- untereinander vernetzte Untersteuergeräteinterconnected sub-controllers
- 203203
- hydraulischer Bremsaktuatorhydraulic brake actuator
- 204204
- Hydraulikleitunghydraulic line
- 205205
- Datenbus zu einem Hauptsteuergerät (Master)Data bus to a main control unit (master)
- 206206
- SekundärrecheneinheitSecondary processing unit
- 207207
- PrimärrecheneinheitPrimary processing unit
- 208208
- interne Datenverbindunginternal data connection
- 209209
- gemeinsames Gehäusecommon housing
- 210210
- Datenbus zwischen zwei Untersteuergeräten (Slaves)Data bus between two sub-controllers (slaves)
- 211211
- Toleranzbandtolerance band
- 212, 213, 214212, 213, 214
- Stufenstages
- 215215
- nominelle Loop-Zeitnominal loop time
- 216216
- verlängerte Loop-Zeitextended loop time
- 217217
- MotorsteuergerätEngine control unit
- 218218
- Ausschnitt eines NetzwerkverbundsystemsDetail of a networked network system
- tL t L
- Loop-ZeitLoop time
- ∂, ∂1, ∂2, ∂3, ∂4 ∂, ∂ 1 , ∂ 2 , ∂ 3 , ∂ 4
- Phasenversatzphase displacement
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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