DE102014210698A1

DE102014210698A1 - Terminierung eines Bussystems, vorzugsweise für einen Einsatz in einem Doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number: DE102014210698A1
Application number: DE102014210698.2A
Authority: DE
Inventors: Werner Schmitt
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN106464560A; CN106464560B; DE112015002656A5; WO2015185057A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Terminierung eines Bussystems, vorzugsweise für einen Einsatz in einem Doppelkupplungsgetriebe, bei welchem das aus wenigstens zwei Einzeladern bestehende Bussystem mindestens drei Steuergeräte zu Kommunikationszwecken miteinander verbindet, wobei jedem Steuergerät ein Busabschlusswiderstand mit einem vorgegebenen Widerstandswert zur Anpassung eines Steuergerätewiderstandes an einen Bussystemwiderstand zugeordnet ist, wobei die Busabschlusswiderstände parallel zueinander verschaltet sind. Bei einer Terminierung eines Bussystems, bei welchem eine Kommunikation der Teilnehmer am Bussystem auch bei einem Kabelbruch weitgehend möglich ist, ist ein Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Busabschlusswiderstände in einem gestörten Zustand des Bussystems annähernd gleich dem Gesamtwiderstand der Busabschlusswiderstände bei einem ungestörten Bussystem.

Description

Die Erfindung betrifft eine Terminierung eines Bussystems, vorzugsweise für einen Einsatz in einem Doppelkupplungsgetriebe, bei welchem das aus wenigstens zwei Einzeladern bestehende Bussystem mindestens drei Steuergeräte zu Kommunikationszwecken miteinander verbindet, wobei jedem Steuergerät ein Busabschlusswiderstand mit einem vorgegebenen Widerstandswert zur Anpassung eines Steuergerätewiderstandes an einem Bussystemwiderstand zugeordnet ist, wobei die Busabschlusswiderstände parallel zueinander verschaltet sind.
In Kraftfahrzeugen werden Aktoren beispielsweise zur Betätigung eines automatisierten Getriebes oder zur Betätigung einer automatisierten Reibungskupplung verwendet. So wird für die Betätigung einer automatisierten Reibungskupplung ein hydrostatisch betriebener Aktor (HCA – Hydrostatic Clutch Actuator), wie er beispielsweise in der DE 10 2010 047 801 A1 offenbart ist, verwendet. Unter einem Aktor wird dabei ein System verstanden, welches elektronische Signale, beispielsweise von einer Steuerung in eine mechanische Bewegung umwandelt.
Aus der DE 10 2012 218 252 A1 ist ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Fahrzeuggetriebes und/oder einer Fahrzeugkupplung bekannt, bei welchem ein solcher hydrostatisch betriebener Kupplungsaktor (HCA) eingesetzt wird. Der Kupplungsaktor (HCA) ist dabei über einen lokalen CAN-Bus mit einem übergeordneten Steuergerät, vorzugsweise einem Getriebesteuergerät, verbunden, welches an einen zentralen CAN-Bus im Kraftfahrzeug angeschlossen ist. Über den lokalen CAN-Bus erfolgt eine Kommunikation des Getriebesteuergerätes mit zwei, in dem elektrostatischen Aktor enthaltenen lokalen Steuergeräten, wobei jedes dieser lokalen Steuergeräte eine Kupplung des Doppelkupplungsgetriebes ansteuert.
Der zur Kommunikation zwischen diesen verschiedenen Steuergeräten verwendete CAN-Bus umfasst als Busmedium Twisted-Pair-Kabel (zwei ineinander verdrehte isolierte Einzeladern, mit einem vorgegeben Wellenwiderstand von 120 Ohm an beiden Leitungsenden), wodurch sich eine Parallelschaltung mit einem Gesamtwiderstand von 60 Ohm ergibt. Da die verwendeten Leitungen sehr viel niederohmiger sind als der nach ISO-Vorschrift 11898-2 empfohlenen Wellenwiderstand von zweimal 120 Ohm müssen zusätzliche Busabschlusswiderstände eingebaut werden. Mittels solcher Busabschlusswiderstände wird der Steuergerätewiderstand an den Bussystemwiderstand angepasst. Der Busabschlusswiderstand des Getriebesteuergerätes ist hochohmig ausgeführt und kann beispielsweise 2,6 kOhm betragen, während die Abschlusswiderstände der lokalen Steuergeräte mit 120 Ohm niederohmig sind. Ist die Impedanz falsch angepasst, so wird das gesendete Signal nicht vollständig von dem Steuergerät aufgenommen und daraufhin in das Bussystem zurück reflektiert, wodurch die Signalpegel, welche sich zu diesem Zeitpunkt auf dem Bussystem befinden, verändert werden, was ein unerwünschter Effekt ist und zu Kommunikationsstörungen führt.
Kommt es nun zu einer Unterbrechung einer der Einzeladern des CAN-Busses ist der gesamte Busverkehr gestört, da sich der Gesamtwiderstand in dem verbleibenden Bussystem erhöht, wodurch es zu unerwünschten Reflexionen kommt, die den Pegel der CAN-Signale verändern. Dies führt dazu, dass eine Interpretation solcher Signale nicht mehr möglich ist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Terminierung eines Bussystems anzugeben, bei welchem auch bei gestörtem Bussystem eine nahezu fehlerfreie Kommunikation zwischen den verbleibenden Steuergeräten möglich ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Busabschlusswiderstände in einem gestörten Zustand des Bussystems annähernd gleich dem Gesamtwiderstand der Busabschlusswiderstände bei einem ungestörten Bussystem ist. Unter einer Terminierung soll im Weiteren verstanden werden, dass das physische Ende einer Datenleitung, in diesem Fall der beiden Einzeladern des Bussystems, mit jeweils einem Busabschlusswiderstand ausgerüstet sind, um Reflexionen zu verhindern. Der Busabschlusswiderstand bildet dabei den Eingangswiderstand des Steuergerätes. Die vorgeschlagene Lösung hat den Vorteil, dass trotz Störung des Bussystems zwischen den verbleibenden Teilnehmern eine ausreichende Kommunikation auf dem Bussystem gewährleistet ist, auch wenn die Verfügbarkeit der Teilnehmer reduziert ist.
Vorteilhafterweise liegt ein gestörter Zustand des Bussystems bei einer Unterbrechung einer der Einzeladern vor. Bei einer solchen Unterbrechung würde lediglich ein Steuergerät, welches an das Bussystem angeschlossen ist, nicht an der Kommunikation teilnehmen können, während alle anderen Steuergeräte weiter miteinander kommunizieren können.
In einer Ausgestaltung ist das erste Steuergerät als übergeordnetes Steuergerät ausgebildet, welches über das lokale Bussystem das zweite und das dritte lokale Steuergerät ansteuert. Insbesondere bei solchen kleinen CAN-Bussystemen mit nur wenigen Teilnehmern lässt sich die Kommunikation zwischen den Teilnehmern mit ungestörten Einzeladern einfach weiterführen. Somit bleibt auch das lokale Bussystem weiter in Betrieb ohne den Gesamtdatenverkehr des Kraftfahrzeuges zu stören.
In einer Variante ist dem ersten übergeordneten Steuergerät ein niederohmiger Busabschlusswiderstand zugeordnet, während dem zweiten und dritten lokalen Steuergerät jeweils ein hochohmiger Busabschlusswiderstand vorgeschaltet ist. Aufgrund der physikalischen Bestimmungen des Gesamtwiderstandes bei einer elektrischen Parallelschaltung beeinflusst ein hochohmiger Busabschlusswiderstand der lokalen Steuergeräte den Gesamtwiderstand nur unwesentlich. Daher kann auf die vorgeschlagene Art und Weise der Datenverkehr zwischen den Steuergeräten aufrechterhalten werden, zwischen welchen keine Störung der Einzeladern vorliegt.
In einer Ausführungsform beträgt eine Leitungslänge des Bussystems ≤ 1 m. Durch die Verwendung sehr kurzer Datenleitungen im Bussystem wird das Aufbringen von Reflexionen durch andere Busteilnehmer zuverlässig unterbunden, so dass die Kommunikation zwischen den Busteilnehmern zuverlässig gewährleistet ist.
In einer Weiterbildung sind das erste Steuergerät zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes und das zweite und das dritte Steuergerät zur Steuerung je einer Kraftfahrzeugkupplung ausgebildet. Somit ist die beschriebene Terminierung des Bussystems insbesondere für baulich komplexe Einheiten mit mehreren Steuergeräten, die räumlich in dieser mechanischen Einheit verbaut sind, anwendbar.
In einer Ausgestaltung sind das zweite und das dritte lokale Steuergerät Bestandteil eines hydrostatischen Kupplungsaktors, wobei jedes lokale Steuergerät eine Kupplung des Kupplungsgetriebes ansteuert. Durch diese Ausgestaltung bleibt eine Kupplung des Doppelkupplungsgetriebes auch bei gestörtem Bussystem weiter in Betrieb.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebesystems in einem Kraftfahrzeug,
2 eine schematische Darstellung der Verbindung der Steuergeräte des Doppelkupplungsgetriebesystems gemäß 1,
3 eine schematische Darstellung eines gestörten Bussystems des Doppelkupplungsgetriebesystems nach 1.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die in 1 dargestellte Prinzipdarstellung eines Getriebesystems eines Kraftfahrzeuges mit einem Doppelkupplungsgetriebe zeigt eine Getriebesteuergerät 1, das einem Kupplungssystem übergeordnet ist. Das Kupplungssystem ist dabei als Doppelkupplungssystem ausgebildet und besitzt zwei Kupplungsaktoren 2, 3, wobei jeder Kupplungsaktor 2, 3 eine automatisierte Kupplung 4, 5 aufweist, an welcher lokal ein Kupplungssteuergerät 6, 7 zur Ansteuerung der Kupplung 4, 5 positioniert ist. In jedem der Steuergeräte 1, 6, 7 ist ein Busabschlusswiderstand 1.1, 6.1, 7.1 angeordnet. Ein Getriebe 8 ist zusammen mit den beiden Kupplungsaktoren 2, 3 als ein Bauteil 9 in das Kraftfahrzeug eingebaut. Dabei ist das Getriebesteuergerät 1 über eine Verbindungsleitung 10 mit einem Getriebeaktor 11 verbunden. Der Getriebeaktor 11 ist ebenfalls fest in dem Getriebe 8 verbaut. Darüber hinaus ist das Getriebesteuergerät 1 mit einem allgemeinen Fahrzeug-CAN-Bus 12 verbunden, an welchem noch weitere Steuergeräte des Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise eine Motorsteuereinheit 13, angeschlossen sind.
2 zeigt die Verbindung des Getriebesteuergerätes 1 mit den Kupplungssteuergeräten 6, 7. Das, das Getriebesteuergerät 1 mit den Kupplungsteuergeräten 6, 7 verbindende lokale Bussystem 14 besteht aus zwei zueinander isolierten Einzeladern CAN low und CAN high. Der Busabschlusswiderstand 1.1 des Getriebesteuergerätes 1 umfasst dabei einen niederohmigen Widerstandswert von beispielsweise 60 Ω. Die Busabschlusswiderstände 6.1, 7.1 der Kupplungssteuergeräte 6, 7 sind hochohmig ausgebildet und umfassen je einen Widerstandswert von ungefähr 2,6 kΩ. Infolge eines Leitungsbruches, wie beispielsweise bei der Einzelader CAN high in der Verbindung zum zweiten Kupplungssteuergerät 7 bleibt nun der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung bei 60 Q, da die Busabschlusswiderstände 6.1, 7.1 der Kupplungssteuergeräte 6, 7 aufgrund ihrer Hochohmigkeit den Gesamtwiderstand nur geringfügig beeinflussen. Aufgrund der annähernden Konstanthaltung dieses Gesamtwiderstandes ist eine Kommunikation zumindest zwischen dem Getriebesteuergerät 1 und dem Kupplungssteuergerät 6 weiterhin ungestört möglich.
Die in den gezeigten Figuren verwendeten Werte der Busabschlusswiderstände 6.1, 7.1 von 2,6 kΩ sind nur beispielhaft und stehen für hochohmige Werte. Auch die Angabe des Widerstandswertes von 60 Ω für den Busabschlusswiderstand 1.1 des Steuergerätes 1 stellt eine pauschale Angabe dar.
Bezugszeichenliste

1: Getriebesteuergerät
1.1: Busabschlusswiderstand
2: Kupplungsaktor
3: Kupplungsaktor
4: Kupplung
5: Kupplung
6: Kupplungssteuergerät
6.1: Busabschlusswiderstand
7: Kupplungssteuergerät
7.1: Busabschlusswiderstand
8: Getriebe
9: Bauteil
10: Verbindungsleitung
11: Getriebeaktor
12: Fahrzeug-CAN-Bus
13: Motorsteuereinheit
14: Lokaler CAN-BUs

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010047801 A1 [0002]
DE 102012218252 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO-Vorschrift 11898-2 [0004]

Claims

Terminierung eines Bussystems, vorzugsweise für einen Einsatz in einem Doppelkupplungsgetriebe, bei welchem das aus wenigstens zwei Einzeladern (CAN low; CAN high) bestehende Bussystems (14) mindestens drei Steuergeräte (1, 6, 7) zu Kommunikationszwecken miteinander verbindet, wobei jedem Steuergerät (1, 6, 7) ein Busabschlusswiderstand (1.1, 6.1, 7.1) mit einem vorgegebenen Widerstandswert zur Anpassung eines Steuergerätewiderstandes an einen Bussystemwiderstand zugeordnet ist, wobei die Busabschlusswiderstände parallel zueinander verschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Busabschlusswiderstände (1.1, 6.1, 7.1) in einem gestörten Zustand des Bussystems (14) annähernd gleich dem Gesamtwiderstand der Busabschlusswiderstände (1.1, 6.1, 7.1) bei einem ungestörten Bussystem (14) ist.
Terminierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein gestörter Zustand des Bussystems (14) bei einer Unterbrechung einer der Einzeladern (CAN low; CAN high) vorliegt.
Terminierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuergerät (1) als übergeordnetes Steuergerät ausgebildet ist, welches über das lokale Bussystem (14) das zweite und das dritte lokale Steuergerät (6, 7) ansteuert.
Terminierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten übergeordneten Steuergerät (1) ein niederohmiger Busabschlusswiderstand (1.1) zugeordnet ist, während dem zweiten und dritten lokalen Steuergerät (6, 7) jeweils ein hochohmiger Busabschlusswiderstand (6.1, 7.1) vorgeschaltet ist.
Terminierung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitungslänge des Bussystems (14) ≤ 1 m ist.
Terminierung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuergerät (1) zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes (8) und das zweite und das dritte Steuergerät (6; 7) zur Steuerung je einer Kraftfahrzeugkupplung (4, 5) ausgebildet sind.
Terminierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite und das dritte lokale Steuergerät (6, 7) Bestandteil eines hydrostatischen Kupplungsaktors sind, wobei jedes lokale Steuergerät (6, 7) eine Kupplung (4, 5) des Doppelkupplungsgetriebes ansteuert.