DE102012214008B4 - System und Verfahren zum Verwalten eines Ethernet-Kommunikationsnetzes zur Verwendung im Fahrzeug - Google Patents

System und Verfahren zum Verwalten eines Ethernet-Kommunikationsnetzes zur Verwendung im Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Verwalten eines Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes, in dem ein Knoten für jede interne Einheit des Fahrzeugs eine Ethernet-Kommunikation durchführt, das Verfahren aufweisend:Eintreten (ST11), durch jede Einheit, in einen Einschalt-(PowerOn) Modus, wobei Energie an jede Einheit in dem Netzwerk des Fahrzeugs bereitgestellt wird, um jeden Betriebsvorgang in jeder Einheit zu initialisieren;Eintreten (ST12), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Normal-Modus, wobei ein Knoten in jeder Einheit in dem Netzwerk beteiligt ist und das Netzwerk dann angefordert wird;Eintreten (ST15), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus, wobei andere Knoten nicht angefordert werden, selbst wenn das Netzwerk durch die anderen Knoten angefordert wird;Beenden, durch jede Einheit in dem Netzwerk, eines Kommunikations-Modus;Eintreten (ST17), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus, wobei alle mit dem Netzwerk verbundenen Knoten nicht in Verbindung stehen und warten; undEintreten (ST21), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Ausschalt- (PowerOff) Modus, in dem jede Einheit ausgeschaltet wird, wodurch verhindert wird, dass jede Einheit mit einer anderen Einheit in dem Netzwerk in Verbindung steht,wobei grundsätzliche Betriebsvorgänge des Schlaf-Anzeige-(SleepInd) Modus mit jenen des Normal-Modus identisch sind, aber der Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus das Netzwerk nicht mehr erweckt.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine interne Kommunikationsnetz-Technologie für ein Fahrzeug und insbesondere ein Verfahren zum Verwalten eines Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes, um so die Begrenzung der IP-Einrichtungs-Zeitdauer zu überwinden, die in einem dynamischen Hostkonfigurationsprotokoll enthalten ist, wenn ein internes Kommunikationsnetz des Fahrzeugs unter Verwendung einer Ethernet-Kommunikation aufgebaut wird.
  • HINTERGRUND
  • Mit der Entwicklung der elektronischen Technologie verändern sich die Fahrzeuge und die dazugehörige Technologie als ein Aggregat der modernsten wissenschaftlichen Technologie rasch. Da damit begonnen wird, dass verschiedene Zusatzfunktionen auf der Grundlage von elektronischen Steuer- und Videoinformationen innerhalb von Fahrzeugen eingebaut werden, ändert sich auch rasch die Menge an Daten, die über ein internes Kommunikationsnetz übertragen werden.
  • Infolgedessen können im Falle der Verwendung des herkömmlichen Controller Area Network (CAN) - Kommunikationsnetzes mit einer Übertragungsrate von ungefähr 500 kbps die internen Einheiten jedes Fahrzeugs langfristig Schwierigkeiten bei der korrekten Handhabung von Übertragungs-/Empfangs-Daten aufweisen. Demzufolge wird die Ethernet-Kommunikation als ein stabiles Kommunikations-Schema für Fahrzeug-Netwerke der nächsten Generation intensiv diskutiert und entwickelt.
  • In der Zwischenzeit kann im Falle einer Anwendung der Ethernet-Kommunikation bei einem internen Fahrzeug-Netzwerk (im Folgenden als ein im Fahrzeug eingebautes Netzwerk bezeichnet), da die Ethernet-Kommunikation eine Datenübertragungsrate von ungefähr 100M - 1G bps aufweist, das Netzwerk ohne jegliche Probleme stabil und zuverlässig implementiert werden, aber es ist notwendig, die Internet Protokoll (IP) -Einstellung zwischen Kommunikationseinheiten zu berücksichtigen. Ein Benutzer muss den Motor eines Fahrzeugs starten und stoppen, wann immer das IP zwischen den Kommunikationseinheiten hergestellt wird. Infolgedessen kann der Benutzer Schwierigkeiten beim Zuteilen/Verwalten des IP in dem Fahrzeug haben. Das heißt, falls eine dynamische Adresse verwendet wird, wird der Freiheitsgrad des Netzwerkes erhöht, jedoch wird die Inbetriebnahmezeit erhöht. Im Gegensatz dazu, falls eine statische Adresse verwendet wird, wird die Netzwerk-Flexibilität herabgesetzt, aber die Inbetriebnahmezeit wird ebenfalls verringert.
  • Alle in dem Fahrzeug eingebauten Bestandteile starten im Normalbetrieb, sobald eine Inbetriebnahme-Taste betätigt wird. Im Fall der Verwendung der dynamischen Adresse wird eine übermäßig lange Netz-Inbetriebnahmezeit (zum Beispiel ungefähr 10 Sekunden) für die anfängliche Inbetriebnahme notwendig. Einige herkömmliche Unternehmen haben auch eine statische Adresszuteilung trotz der Probleme bei der statischen Adresszuteilung betrachtet, in der sich die Flexibilität verschlechtert und eine Adresse für jedes Bestandteil des Fahrzeugs unabhängig verwaltet werden muss.
  • Jedoch muss unter der Annahme, dass vier Kameras, die vorne, hinten, rechts und links an dem Fahrzeug angebracht sind, an das Ethernet-Kommunikationsnetz gekoppelt sind, im Falle der statischen Adresszuteilung ein IP auf jede der vier Kameras zugeteilt werden. Falls eine der vier Kameras defekt ist, muss ein Benutzer nach Bestandteilen und deren Adressen suchen, die der entsprechenden Kamera zugeteilt ist, und sie gegen eine andere austauschen, was zu einer geringen Kompatibilität und zu einem verringerten Benutzerkomfort führt.
  • Darüber hinaus muss ein Netzserver alle Informationen in Zusammenhang mit einem mit dem Netz verbundenen Knoten „vorab erkennen“. Somit gibt es noch viele Probleme und Einschränkungen, die mit dem aktuellen Netz-Management verbunden sind.
  • Aus der DE 10 2004 060 007 A1 ist ein Verfahren zum Veralten eines Fahrzeug-Kommunikationsnetzes bekannt, in dem ein Knoten für jede interne Einheit des Fahrzeugs eine Kommunikation durchführt, das Verfahren aufweisend: Eintreten, durch jede Einheit, in einen Einschalt- (PowerOn) Modus, wobei Energie an jede Einheit in dem Netzwerk des Fahrzeugs bereitgestellt wird, um jeden Betriebsvorgang in jeder Einheit zu initialisieren; Eintreten, durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Normal-Modus, wobei ein Knoten in jeder Einheit in dem Netzwerk beteiligt ist und das Netzwerk dann angefordert wird; Eintreten, durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Schlaf-Anzeige-(SleepInd) Modus, wobei andere Knoten nicht angefordert werden, selbst wenn das Netzwerk durch die anderen Knoten angefordert wird; Beenden, durch jede Einheit in dem Netzwerk, eines Kommunikations-Modus; Eintreten, durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus, wobei alle mit dem Netzwerk verbundenen Knoten nicht in Verbindung stehen und warten und Eintreten, durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Ausschalt- (PowerOff) Modus, in dem jede Einheit ausgeschaltet wird, wodurch verhindert wird, dass jede Einheit mit einer anderen Einheit in dem Netzwerk in Verbindung steht.
  • Die DE 10 2010 008 818 A1 offenbart überdies ein Verfahren zur Aktivierung mindestens einer temporär inaktiven Netzwerk-Komponente eines Netzwerk-Systems für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug. Es ist vorgesehen, dass eine zentrale Netzwerkeinrichtung des Netzwerk-Systems über einen Pfad innerhalb des Netzwerk-Systems mit der Netzwerk-Komponente signaltechnisch verbunden ist, der zumindest teilweise über ein Netzwerk-Segment des Netzwerk-Systems führt, wobei das Netzwerk-Segment die Netzwerk-Komponente und eine ihr zugeordnete erste Aktivierungseinrichtung unverzweigt mit einer im Pfad angeordneten Switch-Einrichtung und einer ihr zugeordneten zweiten Aktivierungseinrichtung signaltechnisch verbindet, und wobei die zentrale Netzwerkeinrichtung die erste Aktivierungseinrichtung mittels der Switch-Einrichtung durch Senden eines Netzwerkfunktions-Kontrollsignals anspricht. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Netzwerksystem eines Fahrzeugs.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind auf die Bereitstellung eines Systems und Verfahrens zum Verwalten eines Ethernet-Kommunikationsnetzes für ein Fahrzeug gereichtet, das im Wesentlichen eines oder mehrere Probleme aufgrund von Einschränkungen und Nachteilen des Standes der Technik vermeidet.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein im Fahrzeug eingebautes Kommunikationsnetz unter Verwendung einer Ethernet-Kommunikation und insbesondere ein Verfahren zum Verwalten eines Ethernet-Kommunikationsnetzes eines Fahrzeugs, das eine IP-Einstellzeit auf der Grundlage eines dynamischen Hostkonfigurationsprotokolls (DHCP) verringert.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Verwalten eines Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes, in dem ein Knoten für jede interne Einheit des Fahrzeugs eine Ethernet-Kommunikation durchführt: Durchführen eines Einschalt- (PowerOn) Modus durch Zuführen von Energie, z.B. von der Fahrzeugbatterie an jede interne Einheit des Fahrzeugs, um jeden Betriebsvorgang einzuleiten; Durchführen eines Normal-Modus, in dem ein Knoten für jede Einheit in einem Netz beteiligt ist und das Netz dann angefordert wird; Durchführen eines Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus, in dem andere Knoten nicht angefordert werden, selbst wenn das Netz durch die anderen Knoten angefordert wird; Beenden eines Kommunikations-Modus; Durchführen eines Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus, in dem alle mit dem Netz verbundenen Knoten nicht mehr länger in dem Kommunikations-Modus bleiben und dann zum Umschalten in den Schlaf-Modus warten; und Durchführen eines Ausschalt-Modus durch Ausschalten jeder Einheit, so dass sie nicht mit einem anderen Knoten in Verbindung stehen kann, wobei grundsätzliche Betriebsvorgänge des Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus mit jenen des Normal-Modus identisch sind, aber der Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus das Netzwerk nicht mehr erweckt.
  • Das Verfahren kann ferner ein Eintreten in den Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus, wenn eine Kommunikationsnachricht in dem Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus auftritt, und Eintreten in den Schlaf-Modus umfassen, sobald der Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus für eine vorbestimmte Zeit beibehalten wird.
  • Das Verfahren kann ferner in dem Schlaf-Modus oder dem Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus, wenn der entsprechende Knoten ein vorbestimmtes Aufwecksignal empfängt, ein Eintreten in den Normalmodus umfassen. Das vorbestimmte Wecksignal kann als ein lokales Wecksignal, das durch Selbst-Betriebsvorgänge von jeder Einheit verursacht wird, und ein Remote-Wecksignal, das durch eine Ethernet-Kommunikation verursacht wird, implementiert werden.
  • Das Verfahren kann ferner in dem Einschalt-(PowerOn) Modus oder dem Normal-Modus ein Durchführen einer Adresszuteilung für eine Ethernet-Kommunikation von jedem das Netz bildenden Knoten umfassen. Wenn die Adresszuteilung abgeschlossen ist, wird der Normal-Modus durchgeführt.
  • Der Ausschalt- (PowerOff) Modus kann aktiviert werden, wenn eine Batterie von dem Fahrzeug abgetrennt wird oder wenn alle Einheiten oder die CPU/MCU ausgeschaltet werden. Wenn die Batterie an das Fahrzeug angeschlossen wird, werden der Einschalt- (PowerOn) Modus, der Normal-Modus, der Schlaf-Anzeige-(SleepInd) Modus und der Schlaf-Modus sequenziell durchgeführt, wodurch die Netz-Ersteinstellung abgeschlossen wird.
  • Wenn alle in dem Netz enthaltenen Einheiten in den Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus eintreten, kann der Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus durchgeführt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung existiert ein System zum Verwalten eines Fahrzeug-Netzes, in dem ein Knoten für jede in dem Fahrzeug enthalten Einheit eine Ethernet-Kommunikation durchführt, wobei zumindest eine Einheit einen dynamischen Hostkonfigurationsprotokoll- (DHCP) Server umfasst. Insbesondere umfasst jede Einheit des Netzes eine erste Betriebsprogramm-Speichereinheit, die eingerichtet ist, um ein Betriebsprogramm einschließlich eines Ethernet-Kommunikationsprotokolls zu speichern, eine erste Steuereinheit, die eingerichtet ist, um eine Gesamtsteuerung einer Vorrichtung auf der Grundlage eines in der ersten Betriebsprogramm-Speichereinheit gespeicherten Programms bereitzustellen, eine erste Ethernet-Kommunikationseinheit, die mit einer anderen Einheit oder dem DHCP-Server in Verbindung steht, und eine erste Selbst-Adressinformationen-Speichereinheit, die eingerichtet ist, um durch Kommunikation mit dem DHCP-Server zugeteilte Selbst-Adressinformationen zu speichern. Die Einheit, die den DHCP-Server umfasst, umfasst insbesondere eine zweite Betriebsprogramm-Speichereinheit, die eingerichtet ist, um ein Betriebsprogramm einschließlich eines Ethernet-Kommunikationsprotokolls zu speichern, eine zweite Steuereinheit, die eingerichtet ist, um eine Gesamtsteuerung einer Vorrichtung auf der Grundlage eines in der zweiten Betriebsprogramm-Speichereinheit gespeicherten Programms bereitzustellen, eine zweite Ethernet-Kommunikationseinheit, die mit einer anderen Einheit in Verbindung steht, eine zweite Selbst-Adressinformationen-Speichereinheit, die eingerichtet ist, um Selbst-Adressinformationen zu speichern, zumindest eine Einheit, die eingerichtet ist, um die Adressinformationen von jeder Einheit zu speichern, um so Adressinformationen von jeder das Netz bildenden Einheit zu speichern, und eine Modus-Speichereinheit, die eingerichtet ist, um eine Betriebsart, die einen Betriebszustand des Netzes angibt, als Daten zu speichern, wobei das Betriebsprogramm zumindest umfasst: Eintreten, durch jede Einheit, in einen Einschalt- (PowerOn) Modus, wobei Energie an jede Einheit in dem Netzwerk des Fahrzeugs bereitgestellt wird, um jeden Betriebsvorgang in jeder Einheit zu initialisieren; Eintreten, durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Normal-Modus, wobei ein Knoten in jeder Einheit in dem Netzwerk beteiligt ist und das Netzwerk dann angefordert wird; Eintreten, durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus, wobei andere Knoten nicht angefordert werden, selbst wenn das Netzwerk durch die anderen Knoten angefordert wird; Beenden, durch jede Einheit in dem Netzwerk, eines Kommunikations-Modus; Eintreten, durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus, wobei alle mit dem Netzwerk verbundenen Knoten nicht in Verbindung stehen und warten; und Eintreten, durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Ausschalt- (PowerOff) Modus, in dem jede Einheit ausgeschaltet wird, wodurch verhindert wird, dass jede Einheit mit einer anderen Einheit in dem Netzwerk in Verbindung steht; wobei grundsätzliche Betriebsvorgänge des Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus mit jenen des Normal-Modus identisch sind, aber der Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus das Netzwerk nicht mehr erweckt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 zeigt ein Diagramm, das interne Komponenten des Fahrzeugs darstellt, die mit einem Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetz gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verbunden sind.
    • 2 zeigt ein Blockdiagramm, das die grundsätzlichen Komponenten eines in 1 gezeigten Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes darstellt.
    • 3 zeigt ein Flussdiagramm, das die Betriebsvorgänge des in 2 gezeigten Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes darstellt.
    • 4 zeigt ein Zustandsdiagramm des Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es wird nun ausführlich auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Überall dort, wo es möglich ist, werden die gleichen Bezugszeichen in den gesamten Zeichnungen verwendet, um die gleichen oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
  • 1 zeigt ein Diagramm, das interne Komponenten des Fahrzeugs darstellt, die mit einem Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetz gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verbunden sind. Es sollte beachtet werden, dass die in 1 gezeigte erste Ausführungsform lediglich für veranschaulichende Zwecke beschreiben wird und der Umfang oder Geist der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Das heißt, zur Vereinfachung der Beschreibung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden lediglich einige der in dem Netzwerksystem enthaltenen Einheiten in 1 beschrieben, jedoch können andere Beispiele nach Bedarf auch auf die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Unter Bezugnahme auf 1 ist eine elektronische Steuereinheit (Electronic Control Unit - ECU) in einzelnen elektronischen Komponenten (zum Beispiel Kameras 10a-10d, eine Haupteinheit 20 (Head Unit), etc.) eingebaut.
  • Die elektronischen Komponenten weisen Kameras 10a-10d, eine Haupteinheit 20, eine Fahrerassistenzeinheit 30, einen DVD-Player 40, einen Verstärker 50, Rücksitz-Anzeigeeinheiten 60a und 60b, ein Satelliten-Radio 70, ein Bluetooth 80, ein GPS 90 auf, die innerhalb eines Fahrzeugs montiert/angebracht sind, und ein Ethernet-Kommunikationsprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung ist in jeder ECU eingebaut.
  • Der DHCP-Server gemäß der vorliegenden Erfindung kann innerhalb eines beliebigen elektronischen Bestandteils des Fahrzeug-Netzwerks implementiert werden, oder durch eine ECU betrieben werden. Folglich kann die Herstellerfirma den besten Einbauort erkennen, um den DHCP-Server gemäß der strategischen Notwendigkeit oder dem Untersuchungsergebnis in Bezug auf die Zweckmäßigkeit während dem Fahrzeugkonstruktions- und Herstellungsprozess zu installieren. Zur Vereinfachung der Beschreibung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass der DHCP-Server in einer Fahrerassistenzeinheit (Driver Assist Unit - DAU) 30 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung implementiert ist.
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm, das die grundsätzlichen Komponenten eines in 1 gezeigten Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes darstellt. Unter Bezugnahme auf 2 stellt Bezugszeichen 20 eine in dem Fahrzeug eingebaute Haupteinheit dar. Die Haupteinheit 20 umfasst eine Benutzereingabeeinheit 21, eine Videoausgabeeinheit 22, eine Audioausgabeeinheit 23, eine erste Betriebsprogramm-Speichereinheit 24 zum Speichern eines Betriebsprogramms, eine erste Steuereinheit 25 zum Bereitstellen einer Gesamtsteuerung einer Vorrichtung auf der Grundlage eines in der ersten Betriebsprogramm-Speichereinheit 24 gespeicherten Betriebsprogramms, eine mit einer anderen Einheit oder einem DHCP-Server in Verbindung stehende erste Ethernet-Kommunikationseinheit 26; und eine erste Selbst-Adressinformationen-Speichereinheit 27 zum Speichern von Selbst-Adressinformationen, die durch eine Kommunikation mit dem DHCP-Server zugeteilt werden.
  • Eine Fahrerassistenzeinheit (DAU) 30 umfasst einen DHCP-Server. Der DHCP-Server 30 umfasst eine zweite Betriebsprogramm-Speichereinheit 34 zum Speichern eines Betriebsprogramms einschließlich eines Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsprotokolls, eine zweite Steuereinheit 35, die eine Gesamtsteuerung der Vorrichtung auf der Grundlage eines in der zweiten Betriebsprogramm-Speichereinheit 34 gespeicherten Programms bereitstellt, eine mit anderen Einheiten in dem Netzwerk in Verbindung stehende zweite Ethernet-Kommunikationseinheit 36, eine Selbst-Adressinformationen speichernde zweite Selbst-Adressinformationen-Speichereinheit 37, eine Adressinformationen von jeder Einheit speichernde dritte Speichereinheit 38, und eine Modus-Speichereinheit 39, die einen Netzwerk-Betriebszustand (d.h., einen Netzwerk-Betriebsmodus) als Daten speichert.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm, das die Betriebsvorgänge des in 2 gezeigten Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes darstellt. Ein Verfahren zum Verwalten eines Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Unter Bezugnahme auf 3 umfasst ein Verfahren zum Betreiben/Verwalten des Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes 6 Betriebsarten, d.h., einen Einschalt- (PowerOn) Modus, einen Normal-Modus, einen Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus, einen Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus, einen Schlaf-Modus und einen Ausschalt- (PowerOFF) Modus.
  • 4 zeigt ein Zustandsdiagramm des Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Einzelnen zeigt 4 ein Zustandsdiagramm, das die gegenseitigen betrieblichen Beziehungen der sechs oberhalb beschriebenen Betriebsarten darstellt. Unter Bezugnahme auf 4 wird der Einschalt- (PowerOn) Modus z.B. für einen Batterieanschluss in einem Fahrzeugherstellungsprozess verwendet. Das heißt, während dem Einschalt- (PowerOn) Modus wird die Energie der Batterie an jede Einheit des Fahrzeugs zugeführt, so dass die Betriebsinitialisierung durch jedes Betriebsprogramm durchgeführt wird. Während des Normal-Modus ist eine ECU von jeder Einheit in einem Netzwerk beteiligt und fordert eine Netzwerkverbindung an.
  • Während dem Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus wird das Netzwerk durch eine andere Einheit angefordert und andere Knoten werden während diesem Modus nicht angefordert. Genauer gesagt, obwohl die grundsätzlichen Betriebsvorgänge des Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus zu jenen des Normal-Modus im Wesentlichen identisch sind, wird das Netzwerk in dem Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus nicht geweckt, der anders als der Normal-Modus ist. Jedoch kann der Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus zu dem Normal-Modus umgeschaltet werden, sobald ein Signal durch die ECU empfangen worden ist. Der Schlaf-Modus stoppt die Kommunikation mit anderen Teilnehmern. Im Fall des Warte-Bus-Schlaf-(WaitBusSleep) Modus stehen alle mit dem Netzwerk verbundenen Knoten (oder Einheiten) mit anderen nicht in Verbindung, aber sind bereit, um in den Schlaf-Modus einzutreten. Falls eine Kommunikationsnachricht in dem Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus auftritt, startet der Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus den Betrieb.
  • Während des Ausschalt- (PowerOff) Modus wird die Fahrzeugbatterie abgetrennt oder alle Einheiten oder die CPU/MCU werden ausgeschaltet, so dass es für die entsprechende Einheit, die in dem Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzsystem enthalten ist, unmöglich ist, um miteinander in Verbindung zu stehen.
  • Unter Bezugnahme auf 3, nachdem verschiedene elektronische Komponenten eines Fahrzeugs in einem Fahrzeugherstellungsprozess vollständig montiert worden sind, sobald die Energie der Batterie an jede Einheit des Fahrzeugs in Schritt ST10 zugeführt wird, tritt die Steuereinheit 25 in den Einschalt- (PowerOn) Modus ein, lädt ein in der Betriebsprogramm-Speichereinheit 24 oder 34 gespeichertes Programm und führt eine Initialisierung auf der Grundlage des geladenen Programms in Schritt ST11 durch.
  • Nach der oberhalb beschriebenen Initialisierung tritt die Steuereinheit 25 in den Normal-Modus ein und überträgt ein Remote-Weck- (RemoteWakeup) Signal, um das gesamte Netzwerk in Schritt ST12 zu wecken. Anschließend bestätigt die zweite Steuereinheit 35 der Fahrerassistenzeinheit (DAU) 30 einschließlich des DHCP-Servers das Vorhandensein von jeder Einheit in der Netzwerkarchitektur und teilt eine Ethernet-Adresse für jede Einheit in Schritt ST13 zu. Sobald die Adresszuteilung durch den oberhalb beschriebenen Prozess in Schritt ST14 abgeschlossen ist, bestimmt die DAU das Netzwerk und tritt in einen Schlaf-Anzeige-(SleepInd) Modus in Schritt ST15 ein.
  • Falls alle Einheiten in den Schlaf-Anzeige-(SleepInd) Modus durch den oberhalb beschriebenen Prozess in Schritt ST16 umgeschaltet sind, tritt die Betriebsart in einen Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus ein und schaltet zu einen Standby-Modus in Schritt ST17 um. Falls der Warte-Bus-Schlaf-(WaitBusSleep) Modus für eine vorbestimmte Zeit in Schritt ST18 beibehalten wird (zum Beispiel ungefähr 500 ms), schaltet die Netzwerk-Betriebsart zu dem Schlaf-Modus in Schritt ST19 um.
  • Der Schlaf-Modus gibt einen Kommunikations-Beendigungszustand an, in dem das System die Kommunikation nach dem Einschalten stoppt. Während des Schlaf-Modus, falls das Fahrzeug abgeschaltet wird, tritt das Netzwerk zum Beispiel in den Schlaf-Modus ein. Das heißt, während dem Schlaf-Modus, anstatt einem Umschalten des Netzwerks zu einem Ausschalt- (PowerOff) Modus, wird das Netzwerk stattdessen im Schlaf-Modus gehalten (in Schritten ST20-ST21).
  • Wenn die Adresszuteilung durch die oberhalb beschriebenen Prozeduren abgeschlossen ist, wird das Fahrzeug an einen Käufer (Fahrer) geliefert. Demzufolge tritt ein lokales Wecksignal durch Aktivierung einer Serie von Sensoren auf, die betrieben werden, wenn der Fahrer des Fahrzeugs irgendeine der Fahrzeugtüren öffnet oder ein im Fahrzeug eingebautes Audiosystem betreibt, so dass die Netzwerk-Betriebsart unverzüglich von dem Schlaf-Modus zu dem Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus umgeschaltet wird und eine Remote-Weckfunktion durch das Wecksignal auf der Grundlage der Ethernet-Kommunikation aktiviert wird. Infolgedessen wird der Schlaf-Modus zu dem Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus umgeschaltet, so dass entsprechende elektronische Komponenten, die an dem Fahrzeug montiert sind, auf normale Weise betrieben werden können. Das heißt, das Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzsystem und -Verfahren gemäß der oberhalb beschriebenen Ausführungsform, wenn das im Fahrzeug eingebaute Kommunikationsnetz unter Verwendung der Ethernet-Kommunikation aufgebaut wird, kann eine durch ein DHCP verursachte übermäßige IP-Zuteilung und die Begrenzung der IP-Einstellzeit beheben.
  • Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, kann das im Fahrzeug eingebaute Kommunikationsnetz unter Verwendung der Ethernet-Kommunikation gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine durch ein DHCP verursachte übermäßige IP-Zuteilung und die Begrenzung der IP-Einstellzeit beseitigen. Es kann insbesondere die gleiche Netzwerk-Flexibilität wie bei der dynamischen Adresszuteilung garantieren und kann rasch eine Netzwerk-Registrierung in der gleichen Weise wie in der statischen Adresszuteilung erstellen. Infolgedessen werden elektronische Bestandteile des Fahrzeugs schnell hochgefahren und das Fahrzeug beginnt schneller einen Normalbetrieb, so dass ein im Fahrzeug eingebautes Netzwerk stabiler betrieben werden kann.
  • Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für veranschaulichende Zwecke beschrieben worden sind, wird der Fachmann auf dem Gebiet erkennen, dass verschiedenste Änderungen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Umfang und dem Geist der Erfindung, wie dies in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist, abzuweichen.
  • BEZUGSZEICHEN VON JEDEM DER ELEMENTE IN DEN FIGUREN
    • 27
    erste Selbst-Adressinformationen-Speichereinheit
    24
    erste Betriebsprogramm-Speichereinheit
    25
    erste Steuereinheit
    26
    erste Ethernet-Kommunikationseinheit
    21
    Benutzereingabeeinheit
    22
    Videoausgabeeinheit
    23
    Audioausgabeeinheit
    40
    DVD-Player
    36
    zweite Ethernet-Kommunikationseinheit
    35
    zweite Steuereinheit
    37
    zweite Selbst-Adressinformationen-Speichereinheit
    39
    Modus-Speichereinheit
    34
    zweite Betriebsprogramm-Speichereinheit
    38
    Speichereinheit für Adressinformationen von jeder Einheit

Claims (11)

  1. Verfahren zum Verwalten eines Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes, in dem ein Knoten für jede interne Einheit des Fahrzeugs eine Ethernet-Kommunikation durchführt, das Verfahren aufweisend: Eintreten (ST11), durch jede Einheit, in einen Einschalt-(PowerOn) Modus, wobei Energie an jede Einheit in dem Netzwerk des Fahrzeugs bereitgestellt wird, um jeden Betriebsvorgang in jeder Einheit zu initialisieren; Eintreten (ST12), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Normal-Modus, wobei ein Knoten in jeder Einheit in dem Netzwerk beteiligt ist und das Netzwerk dann angefordert wird; Eintreten (ST15), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus, wobei andere Knoten nicht angefordert werden, selbst wenn das Netzwerk durch die anderen Knoten angefordert wird; Beenden, durch jede Einheit in dem Netzwerk, eines Kommunikations-Modus; Eintreten (ST17), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus, wobei alle mit dem Netzwerk verbundenen Knoten nicht in Verbindung stehen und warten; und Eintreten (ST21), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Ausschalt- (PowerOff) Modus, in dem jede Einheit ausgeschaltet wird, wodurch verhindert wird, dass jede Einheit mit einer anderen Einheit in dem Netzwerk in Verbindung steht, wobei grundsätzliche Betriebsvorgänge des Schlaf-Anzeige-(SleepInd) Modus mit jenen des Normal-Modus identisch sind, aber der Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus das Netzwerk nicht mehr erweckt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Eintreten (ST15) in den Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus, wenn eine Kommunikationsnachricht in dem Warte-Bus-Schlaf-(WaitBusSleep) Modus auftritt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Eintreten (ST19) in den Schlaf-Modus, sobald der Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus für eine vorbestimmte Zeit beibehalten wird (ST18).
  4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: in dem Schlaf-Modus oder dem Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus, sobald ein entsprechender Knoten ein vorbestimmtes Wecksignal empfängt, ein Eintreten in den Normal-Modus (ST12).
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das vorbestimmte Wecksignal als ein lokales Wecksignal, das durch Selbst-Betriebsvorgänge von jeder Einheit verursacht wird, und ein Remote-Wecksignal, das durch eine Ethernet-Kommunikation verursacht wird, implementiert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: in dem Einschalt- (PowerOn) Modus oder dem Normal-Modus, ein Durchführen (ST13) einer Adresszuteilung für eine Ethernet-Kommunikation von jedem das Netzwerk bildenden Knoten.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, ferner aufweisend: wenn die Adresszuteilung abgeschlossen ist (ST14), ein Eintreten in den Normal-Modus.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ausschalt- (PowerOff) Modus aktiviert wird (ST21), wenn eine Batterie von dem Fahrzeug abgetrennt wird oder wenn alle Einheiten ausgeschaltet werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, ferner aufweisend: wenn die Batterie an das Fahrzeug angeschlossen wird (ST10), ein sequenzielles Eintreten in den Einschalt- (PowerOn) Modus (ST11), den Normal-Modus (ST12), den Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus (ST15) und den Schlaf-Modus (ST19), wodurch die Netzwerk-Ersteinstellung abgeschlossen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: wenn alle in dem Netzwerk enthaltenen Einheiten in den Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus eintreten (ST15), ein Durchführen des Warte-Bus-Schlaf- (WaitBusSleep) Modus (ST17).
  11. System zum Verwalten eines Fahrzeug-Netzwerkes, wobei ein Knoten für jede in dem Fahrzeug enthaltene Einheit eine Ethernet-Kommunikation auf der Grundlage von zumindest einer Einheit durchführt, die einen dynamischen Hostkonfigurationsprotokoll-(DHCP) Server (30) umfasst, das System aufweisend: jede Einheit des Netzwerkes umfassend: eine erste Betriebsprogramm-Speichereinheit (24), die eingerichtet ist, um ein Betriebsprogramm einschließlich eines Ethernet-Kommunikationsprotokolls zu speichern, eine erste Steuereinheit (25), die eingerichtet ist, um eine Gesamtsteuerung einer Vorrichtung auf der Grundlage eines in der ersten Betriebsprogramm-Speichereinheit (24) gespeicherten Programms bereitzustellen, eine erste Ethernet-Kommunikationseinheit (26), die eingerichtet ist, um mit zumindest einer anderen Einheit oder dem DHCP-Server (30) in Verbindung zu stehen, und eine erste Selbst-Adressinformationen-Speichereinheit (27), die eingerichtet ist, um durch Kommunikation mit dem DHCP-Server (30) zugeteilte Selbst-Adressinformationen zu speichern, wobei die zumindest eine den DHCP-Server (30) umfassende Einheit umfasst: eine zweite Betriebsprogramm-Speichereinheit (34), die eingerichtet ist, um ein Betriebsprogramm einschließlich eines Ethernet-Kommunikationsprotokolls zu speichern, eine zweite Steuereinheit (35), die eingerichtet ist, um eine Gesamtsteuerung einer Vorrichtung auf der Grundlage eines in der zweiten Betriebsprogramm-Speichereinheit gespeicherten Programms bereitzustellen, eine zweite Ethernet-Kommunikationseinheit (36), die eingerichtet ist, um mit zumindest einer anderen Einheit in dem Netzwerk in Verbindung zu stehen, eine zweite Selbst-Adressinformationen-Speichereinheit (37), die eingerichtet ist, um Selbst-Adressinformationen zu speichern, eine dritte Speichereinheit (38), die eingerichtet ist, um Adressinformationen von jeder Einheit zu speichern, um so Adressinformationen von jeder das Netzwerk bildenden Einheit zu speichern, und eine Modus-Speichereinheit (39), die eingerichtet ist, um eine einen Betriebszustand des Netzwerkes angebende Betriebsart als Daten zu speichern, wobei das Betriebsprogramm zumindest umfasst: Eintreten (ST11), durch jede Einheit, in einen Einschalt- (PowerOn) Modus, wobei Energie an jede Einheit in dem Netzwerk des Fahrzeugs bereitgestellt wird, um jeden Betriebsvorgang in jeder Einheit zu initialisieren; Eintreten (ST12), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Normal-Modus, wobei ein Knoten in jeder Einheit in dem Netzwerk beteiligt ist und das Netzwerk dann angefordert wird; Eintreten (ST15), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus, wobei andere Knoten nicht angefordert werden, selbst wenn das Netzwerk durch die anderen Knoten angefordert wird; Beenden, durch jede Einheit in dem Netzwerk, eines Kommunikations-Modus; Eintreten (ST17), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Warte-Bus-Schlaf-(WaitBusSleep) Modus, wobei alle mit dem Netzwerk verbundenen Knoten nicht in Verbindung stehen und warten; und Eintreten (ST21), durch jede Einheit in dem Netzwerk, in einen Ausschalt-(PowerOff) Modus, in dem jede Einheit ausgeschaltet wird, wodurch verhindert wird, dass jede Einheit mit einer anderen Einheit in dem Netzwerk in Verbindung steht; wobei grundsätzliche Betriebsvorgänge des Schlaf-Anzeige-(SleepInd) Modus mit jenen des Normal-Modus identisch sind, aber der Schlaf-Anzeige- (SleepInd) Modus das Netzwerk nicht mehr erweckt.
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