DE102014216417A1

DE102014216417A1 - Integrierte Transceiver-Schaltkreisvorrichtung und Verfahren diese zu betreiben

Info

Publication number: DE102014216417A1
Application number: DE102014216417.6A
Authority: DE
Inventors: Sang Hyun Jang; Hee Jun Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2015-07-16
Also published as: US20150200825A1; KR101526413B1; US9515906B2; CN104779967B; CN104779967A

Abstract

Bereitgestellt werden eine integrierte Transceiver-Schaltkreisvorrichtung (Transceiver-IC-Vorrichtung) für Multikanalbetrieb und ein Verfahren diese zu betreiben. Die Transceiver-IC-Vorrichtung überträgt und empfängt Informationen und Daten zwischen einem zentralen Gateway (CGW) und mehreren elektronischen Steuergeräten (ECUs) unter Verwendung eines Controller Area Networks (CAN). Die Transceiver-IC-Vorrichtung weist mehrere CAN-Transceiver und Kontrollsensoren auf, welche erfassen, ob eine Transceiver-IC-Vorrichtung normal arbeitet. Eine Betriebsstart-Erfassungsvorrichtung erfasst ein Betriebsstart-Signal welches über ein Netzwerk übertragen wird, und eine Steuerung überträgt und empfängt ein CAN-Signal an die mehreren CAN-Transceiver und von den mehreren CAN-Transceivern. Zusätzlich überträgt und empfängt eineserieller Umgebungsschnittstellen-Kommunikationsabschnitt (SPI-Kommunikationsabschnitt) Informationen und Daten von der Steuerung an einen Mikrocomputer des CGW und von einem Mikrocomputer des CGW.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und nimmt Bezug auf die koreanische Patentanmeldung mit der Nummer 10-2004-0003591 , welche beim Koreanischen Amt für geistiges Eigentum am 10. Januar 2014 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme einbezogen wird.
TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine integrierte Transceiver-Schaltkreisvorrichtung (Transceiver-IC-Vorrichtung) für mehrere Kanäle und ein Verfahren diese zu betreiben.
Stand der Technik
Da die Fahrzeugelektronik voranschreitet, werden mehr und mehr verschiedene elektronische Steuergeräte (englisch: electronic control units, nachfolgend mit ECU abgekürzt) innerhalb der Fahrzeuge angeordnet. Zur Kommunikation zwischen den ECUs werden hauptsächlich ein serielles Bussystem (control area network, nachfolgend mit CAN abgekürzt) und ein entsprechendes Verfahren verwendet. Das für ein Netzwerk innerhalb eines Fahrzeuges entwickelte CAN ist ein Kommunikationsverfahren, das ein serielles Kommunikationsnetzwerk verwendet, welches verschiedene ECUs parallel unter Verwendung zweier Kommunikationsleitungen verbindet und Informationen zwischen den verschiedenen ECUs entsprechend deren Prioritäten bzw. Priorisierungen verarbeitet. Die ECUs, welche in einem CAN-Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind, prüfen Inhalte der übermittelten Nachrichten und bestimmen eine Priorisierung der übermittelten Nachrichten mittels eines Kennzeichnens (englisch: identifier, nachfolgend mit ID abgekürzt). Zusätzlich werden entsprechende Nachrichten entsprechend den Inhalten der übermittelten Nachrichten selektiv in die ECUs eingegeben.
Eine Priorisierung unter CAN-Knoten wird basierend auf einem bitweisen Entscheidungsvorgang bestimmt, wobei ein Knoten, der die höchste Priorisierung aufweist, in einen Übertragungsmodus zum Übermitteln einer Nachricht eintritt, und Knoten mit anderen Priorisierung in einem Empfangsmodus zum Empfangen von Nachrichten überführt werden. Die Knoten im Empfangsmodus werden deaktiviert, bis sie an der Reihe sind. Einige Fahrzeuge aus der Produktentwicklung und der Massenproduktion können zum Übermitteln und Empfangen von Daten zwischen einem Netzwerk und den anderen Netzwerken einen Gateway verwenden. Wenn die Anzahl der ECUs, welche in einem Fahrzeug angeordnet sind, gering ist, kann ein spezifischer ECU eine Funktion eines Gateways ausführen, da die Anzahl der übermittelten und empfangenen Nachrichten dann ebenfalls gering ist.
Da die Anzahl der ECUs rapide ansteigt, wurde vor Kurzem, um größere Datenmengen zwischen Netzwerken zu verarbeiten, ein zentraler Gateway (englisch: central gateway, nachfolgend durch CGW abgekürzt) entwickelt und verwendet. Der CGW ist derart ausgelegt, dass er Daten von einem Netzwerk empfängt und interne CAN-Transceiver Chips verwendet, um die empfangenen Daten zu konvertieren und an andere Netzwerke zu übermitteln. Wenn die Anzahl der in einem Fahrzeug verwendeten Netzwerke beispielsweise sechs beträgt, beträgt die Anzahl der CAN-Transceiver Chips ebenfalls sechs. Mit anderen Worten steigt die Anzahl der CAN-Transceiver-Chips in dem Maße, wie die Anzahl der Netzwerke ansteigt. Wenn die Anzahl der CAN-Transceiver-Chips groß ist, nimmt eine Größe eines Steuergeräts für das CGW zu, was innerhalb eines Fahrzeugs ein Problem hinsichtlich der Unterbringung hervorrufen kann.
Die obigen Informationen, welche in diesem Abschnitt offenbart wurden, dienen lediglich eines verbesserten Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können deshalb Informationen enthalten, welche in dem jeweiligen Land Stand der Technik darstellen, der nicht bereits für den Fachmann bekannt ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine integrierte Transceiver-IC-Vorrichtung sowie ein Verfahren diese zu betreiben bereitzustellen.
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine integrierte Transceiver-IC-Vorrichtung bereit, welche derart ausgelegt sein kann, dass sie Informationen und Daten zwischen einem zentralen Gateway (CGW) und mehreren elektronischen Steuergeräten (ECUs) unter Verwendung eines Controller Area Networks (CAN) überträgt und empfängt. Die Transceiver-IC-Vorrichtung kann aufweisen: mehrere CAN-Transceiver, einen Kontrollabschnitt, der derart ausgelegt ist, dass er erfasst, ob eine Transceiver-IC-Vorrichtung normal (z.B. ohne Fehler) arbeitet, eine Betriebsstart-Erfassungsvorrichtung, die derart ausgelegt ist, dass sie ein über ein Netzwerk übertragenes Betriebsstart-Signal erfasst, eine Steuerung, die derart ausgelegt ist, dass sie ein CAN-Signal von den mehreren CAN-Transceivern überträgt und empfängt, und einen seriellen Umgebungsschnittstellen-Kommunikationsabschnitt (englisch: serial peripheral interface communication portion, nachfolgend mit SPI-Kommunikationsabschnitt abgekürzt), der derart ausgelegt ist, dass er Informationen und Daten der Steuerung an einen Mikrocomputer des CGW überträgt und von diesem empfängt. Die Transceiver-IC-Vorrichtung kann derart ausgelegt sein, dass sie eine Nachricht, welche von dem Mikrocomputer empfangen wurde, an mehrere elektronische Steuergeräte überträgt. Die Transceiver-IC-Vorrichtung kann ferner einen Spannungsregler aufweisen, der derart ausgelegt ist, dass in diesen eine Spannung von einer externen Batterie eingegeben wird, und dass er eine Spannung ausgibt, welche die Transceiver-IC-Vorrichtung betreibt.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren des Betreibens einer integrierten Transceiver-Schaltkreisvorrichtung (Transceiver-IC-Vorrichtung) mit mehreren CAN-Transceivern bereit, welche derart ausgelegt sein können, dass sie Informationen und Daten zwischen einem zentralen Gateway (CGW) und mehreren elektronischen Steuergeräten (ECUs) unter Verwendung eines Controller Area Networks (CAN) übertragen und empfangen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erfassen, ob ein Zündungsschalter eingeschaltet ist und ein Betriebsstart-Signal auftritt, Betreiben der Transceiver-IC-Vorrichtung und eines Spannungsreglers, welcher der einzuschaltenden Transceiver-IC-Vorrichtung Energie zuführt, und Zuführen von Energie, welche von dem Spannungsregler ausgegeben wird, an einen Mikrocomputer des CGW, um den Mikrocomputer einzuschalten.
Das Verfahren kann ferner die Schritte aufweisen: zunächst paralleles Einschalten von zumindest zwei CAN-Transceivern der CAN-Transceiver und dann paralleles Einschalten von zumindest zwei weiteren CAN-Transceivern der CAN-Transceiver. Das Verfahren kann ferner das sequentielle Einschalten der mehreren CAN-Transceiver aufweisen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es möglich sein, ein EMI-Rauschen und eine Überspannung zu verhindern, welche auftreten können, wenn mehrere CAN-Transceiver gleichzeitig eingeschaltet werden, und zwar dadurch, dass mehrere CAN-Transceiver-Chips einer Multikanal-Transceiver-IC-Vorrichtung parallel oder der Reihe nach eingeschaltet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein beispielhaftes Kommunikationssystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt ein beispielhaftes Betriebs-Ablauf-Diagramm für ein Kommunikationssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt ein beispielhaftes Betriebsdiagramm eines CAN-Transceivers ausgehend von einem Betriebsstart-Signal (englisch: wake-up signal) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt ein beispielhaftes Betriebsidagramm eines CAN-Transceivers ausgehend von ‚IG ON’ gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt ein beispielhaftes Betriebs-Ablaufdiagramm basierend auf einem Parallelverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt ein beispielhaftes Betriebs-Ablaufdiagramm basierend auf einem weiteren Parallelverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
7 zeigt ein beispielhaftes Betriebs-Ablaufdiagramm basierend auf einem sequentiellen Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER
ERFINDUNG
Es sei verstanden, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder ähnliche Ausdrücke, so wie sie hier verwendet werden, im Allgemeinen Motorfahrzeuge, wie Automobile einschließlich SUVs, Busse, LKWs, verschiedene, spezielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich verschiedener Boote und Schiffe, Flugzeuge und dergleichen und auch Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Verbrennungs- und Hybrid-Elektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge oder Fahrzeuge mit alternativen Treibstoffen (beispielsweise Treibstoffe, welche von anderen Ressourcen als Petroleum abgeleitet wurden) einschließt.
Obwohl beispielhafte Ausführungsformen dahingehend beschrieben werden, dass zur Ausführung der beispielhaften Prozesse mehrere Einheiten verwendet werden, sei darauf hingewiesen, dass die beispielhaften Prozesse auch durch ein oder mehrere Module ausgeführt werden können. Zusätzlich wird darauf hingewiesen, dass sich der Ausdruck „Steuerung-/Steuereinrichtung“ auf eine Hardware-Einrichtung bezieht, welche einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist derart ausgelegt, dass er die Module speichert und der Prozessor ist insbesondere derart ausgelegt, dass er die Module ausführt, um einen oder mehrere nachstehend beschriebene Vorgänge auszuführen.
Ferner kann die Steuerungslogik der vorliegenden Erfindung in Form von nicht-flüchtigen, Computer-lesbaren Medien auf einem Computer-lesbaren Medium verkörpert sein, welches ausführbare Programmbefehle aufweist, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuerungseinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele des Computer-lesbaren Mediums umfassen einen ROM, einen RAM, CD-ROMs, Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Smartcards und optische Datenspeichereinrichtungen. Das Computer-lesbare Aufzeichnungsmedium kann ferner in vernetzten Computersystemen derart verteilt werden, dass das Computer-lesbare Medium in einer dezentralen Art und Weise, z.B. durch einen telematischen Server oder ein Control-Area-Network (CAN), gespeichert und ausgeführt wird.
Die hier verwendete Terminologie dient lediglich der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll bezüglich der Erfindung nicht beschränkend sein. Die hier verwendeten Singularformen „ein“ „eine“, „eines“, „der“, „die“ und „das“ sind derart auszulegen, dass diese auch die Pluralformen einschließen – sofern sich aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes ergibt. Ferner wird darauf hingewiesen, dass die Bezeichnungen „aufweist“ und/oder „aufweisen“, so wie sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Handlungen, Elemente und/oder Komponenten angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder das Hinzuziehen von einem oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Handlungen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließt. Die hier verwendete Bezeichnung „und/oder“ umfasst jede Kombination und alle Kombinationen von einem Element oder mehreren Elementen der verknüpft aufgelisteten Elemente.
Sofern nicht spezifisch aufgeführt oder durch den Kontext nahegelegt, ist der vorliegend verwendete Begriff „etwa“ als Rahmen zu verstehen, der sich aus normalen Toleranzen des Stands der Technik ergibt und beispielsweise innerhalb von zwei Standardabweichungen vom Mittelwert liegt. „Etwa“ kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegend verstanden werden. Sofern nicht anderweitig eindeutig aus dem Kontext entnehmbar, sind alle hier verwendeten Werte als mit dem Ausdruck „etwa“ versehen zu verstehen.
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich zur bessern Darstellung gezeigt oder beschrieben. Wie der Fachmann bemerken wird, können die beispielhaften Ausführungsformen auf verschiedensten unterschiedlichen Wegen modifiziert werden, ohne vom Grundgedanken oder dem Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Demgemäß dienen die Zeichnungen und die Beschreibung lediglich der Darstellung und sind nicht als beschränkend anzusehen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der Beschreibung durchgehend gleiche Elemente.
Wenn im Rahmen dieser Beschreibung und der angefügten Ansprüche ausgeführt wird, dass ein Element mit einem anderen Element „verbunden“ ist, bedeutet dies, dass das Element mit dem anderen Element „direkt verbunden“ oder mittels eines dritten Elements „elektrisch verbunden“ sein kann. Sofern nicht explizit das Gegenteil ausgeführt ist, sind die Ausdrücke „aufweisen“ und Abwandlungen wie „weist auf“ oder „aufweisend“ so auszulegen, dass sie die genannten Elemente einschließen aber andere Elemente nicht ausschließen.
Die vorliegende Erfindung wird hernach in größerem Detail mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, mit denen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung durch den Fachmann einfach ausgeführt werden können.
1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugkommunikationssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 1 kann ein Fahrzeugkommunikationssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Transceiver-IC-Vorrichtung 100 und einen Mikrocomputer 200 aufweisen. Wie in 1 gezeigt, kann die Transceiver-IC-Vorrichtung 100 mehrere CAN-Transceiver-Chips aufweisen, welche mit einem anwendungsspezifischen, integrierten Schaltkreis (englisch: application specific integrated circuit, nachfolgend mit ASIC abgekürzt) versehen sind.
Die Transceiver-IC-Vorrichtung 100 kann derart ausgelegt sein, dass sie Informationen und Daten von mehreren ECUs über ein CAN überträgt und empfängt. Zusätzlich kann die Transceiver-IC-Vorrichtung 100 derart ausgelegt sein, dass sie Informationen und Daten zwischen einem CGW und mehreren ECUs über ein CAN überträgt und empfängt. Die Transceiver-IC-Vorrichtung 100 kann derart ausgelegt sein, dass sie mit dem Mikrocomputer 200 des CGW in Verbindung steht und dann Mitteilungen (SDO), welche von den mehreren ECUs empfangen wurden, zum Mikrocomputer 200 überträgt, oder Mitteilungen (SDI, SCK und SCS), welche vom Mikrocomputer 200 empfangen wurden, an die mehreren ECUs überträgt. Obwohl die mehreren ECUs in 1 nicht gezeigt sind, können in verschiedensten elektronischen Steuersystemen des Fahrzeugs ECUs verbaut sein.
Die Transceiver-IC-Vorrichtung 100 kann einen Spannungsregler 110, einen Kontrollabschnitt 120 (beispielsweise ein Kontrollgerät oder einen Kontrollsensor), eine Betriebsstart-Erfassungseinrichtung 130, eine Steuerung 140, einen SPI-Kommunikationsabschnitt 150 (z.B. eine SPI-Kommunikationseinrichtung) und erste bis sechste CAN-Transceiver (CANT1–CANT6) aufweisen. Der Spannungsregler 110 kann derart ausgelegt sein, dass er eine von einer nicht gezeigten externen Batterie zugeführte Spannung in eine Binnenspannung mit einem im Wesentlichen konstanten Niveau umwandelt. Der Spannungsregler 110 kann ferner derart ausgelegt sein, dass er eine vorbestimmte Quell-Spannung (VCC) ausgibt.
Der Kontrollabschnitt 120 kann derart ausgelegt sein, dass dieser erfasst, ob die Transceiver-IC-Vorrichtung 100 normal arbeitet (z.B. ohne Defekt oder Fehler). Der Kontrollabschnitt 120 kann ein Überwachungssystem aufweisen und ausgelegt sein, die Transceiver-IC-Vorrichtung 100 automatisch zu resetten, um es der Transceiver-IC-Vorrichtung 100 zu gestatten, wieder normal zu arbeiten, wenn die Transceiver-IC-Vorrichtung 100 nicht normal arbeitet (z.B. mit einem Defekt oder Fehler). Wenn der Kontrollabschnitt 120 erfasst, dass die Transceiver-IC-Vorrichtung 100 nicht normal arbeitet, kann der Kontrollabschnitt 120 derart ausgelegt sein, dass er einen Betrieb des Spannungsreglers 110 unterbricht, und die Steuerung 140 von der Anomalie der Transceiver-IC-Vorrichtung 100 in Kenntnis setzt.
Die Betriebsstart-Erfassungsvorrichtung 130 kann derart ausgelegt sein, dass sie ein Betriebsstart-Signal erfasst, das über ein Netzwerk übertragen wird. Eine dem Betriebsstart-Signal zugehörige CAN-Betriebsstart-Funktion kann eine Funktion sein, bei der ein bestimmendes Steuergerät (bzw. Hauptsteuergerät) der mehreren elektronischen Steuergeräte derart ausgelegt ist, dass es den Betrieb der anderen elektronischen Steuergeräte basierend auf einem externen Betriebssignal, das im Stand-by-Modus eines Fahrzeugs erzeugt wird, derart startet, dass diese betriebsbereit sind. Beispielsweise kann der Stand-by-Modus auftreten, wenn eine CAN-Kommunikation deaktiviert wurde, nachdem der Motor des geparkten Fahrzeugs angehalten wurde. Selbst wenn der Motor des Fahrzeugs angehalten ist, kann das bestimmende Steuergerät in einem betriebsbereiten Modus bleiben, und die anderen elektronischen Steuergeräte können in einem Ruhemodus betrieben werden, welcher so wenig Strom wie möglich verbraucht, um das Entladen einer Batterie zu vermeiden. Ein ECU, welcher das Betriebsstart-Signal empfängt, kann derart ausgelegt sein, dass er ausgehend von dem Ruhemodus in einen normalen Modus eintritt.
Die Steuerung 140 kann derart ausgelegt sein, dass sie CAN-Signale von den ersten bis sechsten CAN-Transceivern (CANT1–CANT6) überträgt und empfängt. Die Steuerung 140 kann mit einer Betriebsspannung von dem Spannungsregler 110 versorgt werden. Zusätzlich kann die Steuerung 140 derart ausgelegt sein, dass sie mit dem Mikrocomputer 200 derart in Verbindung steht, dass sie notwendige Informationen über den SPI-Kommunikationsabschnitt 150 überträgt und empfängt.
2 zeigt ein Betriebsablaufdiagramm für ein Kommunikationssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 2 kann zunächst ein Zündungsschalter (englisch: ignition switch, nachfolgend mit IG abgekürzt) angeschaltet werden oder die Betriebsstart-Erfassungsvorrichtung 130 kann durch die Steuerung 140 derart betätigt werden, dass sie ein Betriebsstart-Signal zum Zeitpunkt T1 erfasst. Anschließend können die Transceiver-IC-Vorrichtung 100 und der Spannungsregler 110 zum Zeitpunkt T2 eingeschaltet werden.
Der Mikrocomputer 200 kann dann derart mit einer Regelspannung von dem Spannungsregler 110 versorgt werden, dass er zum Zeitpunkt T3 eingeschaltet wird, und der SPI-Kommunikationsabschnitt 150 kann zum Zeitpunkt T4 eingeschaltet werden, während die Transceiver-IC-Vorrichtung eine Systeminitialisierung vollzieht. Mit anderen Worten kann der SPI-Kommunikationsabschnitt 150 zum Zeitpunkt T4 eingeschaltet werden, nachdem der Mikrocomputer 200 die Arbeit aufnimmt, worauf Informationen und Daten zwischen der Steuerung 140 und dem Mikrocomputer 200 über den SPI-Kommunikationsabschnitt 150 übertragen und empfangen werden können.
3 zeigt ein beispielhaftes Betriebsdiagramm eines CAN-Transceivers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgehend von einem Betriebsstart-Signal. Wie in 3 gezeigt, kann ein Übertragen einer initialen Nachricht eines Senders auf einer Kommunikationsdatenleitung innerhalb der Zeitspanne TS1 erfolgen, während der ein Hochfahren durch einen Systemstart-Vorgang erfolgt, und ein als Empfänger fungierender CGW kann innerhalb des Bereitschaftszeitraums TR1 bereit sein, eine Nachricht oder ein Signal zu empfangen. Der Bereitschaftszeitraum TR1 kann die auf das CGW bezogene Hochfahr-Zeitspanne TS2 einschließen.
Die initiale Nachricht kann Kommunikationsinformation enthalten, welche von anderen ECUs und einem von dem CGW verschiedenen Batteriemanagementsystem (englisch: battery management system, nachfolgend mit BMS abgekürzt) an das CGW übertragen wurde. Insbesondere kann die Transceiver-IC-Vorrichtung 100 derart ausgelegt sein, dass sie in einem Initialisierungsbetrieb als ein Empfänger arbeitet. Wenn das CGW als ein Empfänger arbeitet, kann das CGW derart ausgelegt sein, dass es eine Nachricht oder ein Signal vor Empfang einer ersten Mitteilung von einem Übertragungsknoten empfängt. Die Zeit, in der die CAN-Transceiver (CANT1–CANT6) durch ein Betriebsstartsignal eingeschaltet werden, kann innerhalb der Bereitschaftszeitspanne TR1 liegen. Beispielsweise kann die Bereitschaftszeitspanne TR1 einige zehn Millisekunden betragen.
4 zeigt ein beispielhaftes Betriebsdiagramm eines CAN-Transceivers ausgehend von ‚IG ON’ (kurz für: ‚ignition on’; Zündung ein) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ausgehend von einem Systemneustart und einer Software-Initialisierung können die Knoten innerhalb einer Zeitspanne T_init die Bereitschaft erlangen, eine Nachricht zu empfangen. Beispielsweise kann die Zeitspanne T_init maximal einige 100 Millisekunden betragen. Da eine minimale Zeit, während der die Transceiver-IC-Vorrichtung des CGWs eingeschaltet wird, die Bereitschaftszeitspanne TR1 sein kann (siehe 3 und obige Beschreibung) kann die Transceiver-IC-Vorrichtung innerhalb der Bereitschaftszeitspanne TR1 eingeschaltet werden.
Wenn ein Zündungsschalter eingeschaltet wird oder ein Betriebsstart-Signal auftritt, können die CAN-Transceiver (CANT1–CANT6) eingeschaltet werden. Wenn die CAN-Transceiver (CANT1–CANT6) gleichzeitig eingeschaltet werden, kann, um das Auftreten von sofortigen Überspannungen zu vermeiden, ein paralleles Einschaltverfahren oder ein sequentielles Einschaltverfahren angewendet werden, da sonst eine sofortige Überspannung auftreten kann, welche die CAN-Transceiver beschädigen kann.
5 zeigt ein beispielhaftes Betriebsablaufdiagramm basierend auf einem Parallelverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein beispielhaftes Betriebsablaufdiagramm basierend auf einem weiteren Parallelverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 5 gezeigt, können zunächst die CAN-Transceiver (CANT1, CANT3 und CANT5) der CAN-Transceiver (CANT1–CANT6) zum Zeitpunkt T21 eingeschaltet werden und dann können die CAN-Transceiver (CANT2, CANT4 und CANT6) zum Zeitpunkt T22 eingeschaltet werden. Wie in 6 gezeigt, können alternativ die CAN-Transceiver (CANT1 und CANT4) der CAN-Transceiver (CANT1–CANT6) zuerst zum Zeitpunkt T31 eingeschaltet werden und danach können nacheinander die CAN-Transceiver (CANT2 und CANT5) zum Zeitpunkt T32 und die CAN-Transceiver (CANT3 und CAN6) zum Zeitpunkt T33 eingeschaltet werden.
7 zeigt ein beispielhaftes Betriebsablaufdiagramm basierend auf einem sequentiellen Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 7 gezeigt, kann jeder der CAN-Transceiver (CANT1–CANT6) an einem entsprechenden Zeitpunkt T41–T61 nacheinander angeschaltet werden. Wie in 5 bis 7 gezeigt, können die CAN-Transceiver gemäß P-CAN, C-CAN, B-CAN, M-CAN, I-CAN und D-CAN eingeschaltet werden, was Reihenfolge-Priorisierungen von CAN-Kommunikationslinien in einem Fahrzeug sind.
Mit anderen Worten können CAN-Transceiver, welche jeweils P-CAN, C-CAN und B-CAN Priorisierungen entsprechen zum Zeitpunkt T21 eingeschaltet werden, und die CAN-Transceiver, welche jeweils M-CAN, I-CAN und D-CAN Priorisierungen entsprechen, können zum Zeitpunkt T22 eingeschaltet werden (siehe 5). Zusätzlich können CAN-Transceiver, welche jeweils P-CAN und C-CAN Priorisierungen entsprechen, zum Zeitpunkt T31 eingeschaltet werden, CAN-Receiver, die jeweils B-CAN und M-CAN Priorisierungen entsprechen, können zum Zeitpunkt T32 eingeschaltet werden und CAN-Transceiver, die jeweils I-CAN und D-CAN Priorisierungen entsprechen, können zum Zeitpunkt T33 eingeschaltet werden (siehe 6).
Eine Zeitspanne, innerhalb derer die CAN-Transceiver gemäß dem parallelen Einschaltverfahren und dem sequentiellen Einschaltverfahren eingeschaltet werden können, kann, wie in 5 bis 7 gezeigt, basierend auf einer zulässigen Zeitspanne eingestellt werden, innerhalb derer die Transceiver-IC-Vorrichtung einzuschalten ist. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es deshalb möglich, ein EMI-Rauschen und einen Überstrom zu vermeiden, welcher auftreten kann, wenn mehreren CAN-Transceiver gleichzeitig eingeschaltet werden, und zwar dadurch, dass mehrere CAN-Transceiver-Chips einer Mehrkanal-Transceiver-IC-Vorrichtung parallel oder sequentiell eingeschaltet werden.
Während diese Erfindung in Zusammenhang dessen beschrieben wurde, was gegenwärtig als ‚beispielhafte Ausführungsformen’ betrachtet werden, sei verstanden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist, sondern, im Gegenteil, beabsichtigt verschiedenste Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, welche im Grundgedanken und dem Rahmen der angehängten Ansprüche umfasst sind.
Bezugszeichenliste

100: Transceiver-IC-Vorrichtung
200: Mikrocomputer
110: Spannungsregler
120: Kontrollabschnitt
130: Betriebstart-Erfassungsvorrichtung
140: Steuerung
150: SPI-Kommunikationsabschnitt
CANT1–CANT6: CAN-Transceiver

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

KR 10-2004-0003591 [0001]

Claims

Integrierte Transceiver-Schaltkreisvorrichtung (Transceiver-IC-Vorrichtung), welche Informationen und Daten zwischen einem zentralen Gateway (CGW) und mehreren elektronischen Steuergeräten (ECUs) unter Verwendung eines Controller Area Networks (CAN) übermittelt und empfängt, mit: mehreren CAN-Transceivern; einem Kontrollsensor, der derart ausgelegt ist, dass er erfasst, ob eine Transceiver-IC-Vorrichtung normal arbeitet; einer Betriebsstart-Erfassungsvorrichtung, die derart ausgelegt ist, dass sie ein über ein Netzwerk übertragenes Betriebsstart-Signal erfasst; einer Steuerung, die derart ausgelegt ist, dass sie ein CAN-Signal an die mehreren CAN-Transceiver überträgt und von diesen empfängt; und einer seriellen Umgebungsschnittstellen-Kommunikationseinrichtung (SPI-Kommunikationseinrichtung), die ausgelegt ist, Informationen und Daten von der Steuerung zu einem Mikrocomputer des CGWs zu übermitteln und von diesem zu empfangen.
Transceiver-IC-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Transceiver-IC-Vorrichtung derart ausgelegt ist, dass sie eine von dem Mikrocomputer empfangene Mitteilung an mehrere der elektronischen Steuergeräte überträgt.
Transceiver-IC-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einem Spannungsregler, der derart ausgelegt ist, dass in diesen eine Spannung von einer externen Batterie einzugeben ist und dass er eine Spannung zum Betrieb der Transceiver-IC-Vorrichtung ausgibt.
Transceiver-IC-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der Kontrollsensor derart ausgelegt ist, dass er die Transceiver-IC-Vorrichtung resettet, wenn in der Transceiver-IC-Vorrichtung eine Anomalie auftritt.
Transceiver-IC-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher der Kontrollsensor derart ausgelegt ist, dass er einen Betrieb des Spannungsreglers unterbricht und die Steuerung von der Anomalie der Transceiver-IC-Vorrichtung in Kenntnis setzt, wenn in der Transceiver-IC-Vorrichtung die Anomalie auftritt.
Transceiver-IC-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Betriebsstart-Signal ein Signal ist, das einem externen Betriebssignal entspricht, das in einem Standby-Modus eines Fahrzeugs derart erzeugt wird, dass ein bestimmendes elektronisches Steuergerät unter den mehreren elektronischen Steuergeräten die anderen elektronischen Steuergeräte zu einem Betriebsstart veranlasst, um Betriebsbereitschaft herzustellen.
Verfahren zum Betreiben einer integrierten Transceiver-Schaltkreisvorrichtung (Transceiver-IC-Vorrichtung), wobei die Transceiver-IC-Vorrichtung mehrere CAN-Transceiver aufweist, welche Informationen und Daten zwischen einem zentralen Gateway (CGW) und mehreren elektronischen Steuergeräten (ECUs) unter Verwendung eines Controller Area Network (CAN) übertragen und empfangen, und das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erfassen durch eine Steuerung, ob ein Zündungsschalter eingeschaltet ist und ein Betriebsstart-Signal auftritt; Betreiben der Transceiver-IC-Vorrichtung und eines Spannungsreglers, welcher der einzuschaltenden Transceiver-IC-Vorrichtung Energie zuführt, durch die Steuerung; und Zuführen von Energie, welche von dem Spannungsregler ausgegeben wird, an einen Mikrocomputer des CGWs durch die Steuerung, um den Mikrocomputer einzuschalten.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit: Betreiben eines seriellen Umgebungsschnittstellen-Kommunikationsabschnitts (SPI-Kommunikationsabschnitts) durch die Steuerung derart, dass dieser eingeschaltet wird, wenn der Mikrocomputer durch die Energie initialisiert wird, welche vom Spannungsregler zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Betrieb der Transceiver-IC-Vorrichtung die Schritte umfasst: Initialisieren von Sendern unter den mehreren CAN-Transceivern während einer ersten Zeitspanne durch die Steuerung; und Initialisieren von Empfängern unter den mehreren CAN-Transceivern während einer zweiten Zeitspanne durch die Steuerung.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem eine Mindestzeit, während derer die Transceiver-IC-Vorrichtung eingeschaltet wird, eine vorbestimmte Bereitschaftszeitspanne nach der ersten Zeitspanne ist, während der die Sender initialisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, ferner mit dem Schritt: Einschalten von zumindest einem ECU unter den mehreren ECUs durch die Steuerung, wobei eine Maximalzeit, während der die Transceiver-IC-Vorrichtung eingeschaltet wird, eine längere Zeitspanne ist aus: einer dritten Zeitspanne, von dem Einschalten des Zündungsschalters bis zum Einschalten des SPI-Kommunikationsabschnitts, und einer vierten Zeitspanne, welche eine Summe der ersten Zeitspanne, der zweiten Zeitspanne und einer Zeitspanne ist, während der das zumindest eine ECU eingeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, ferner mit den Schritten: paralleles Einschalten von zumindest zwei CAN-Transceivern der CAN-Transceiver durch die Steuerung; und paralleles Einschalten von zumindest zwei weiteren CAN-Transceivern der CAN-Transceiver durch die Steuerung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, ferner mit dem Schritt: Einschalten der mehreren CAN-Transceiver der Reihe nach durch die Steuerung.
Nicht-flüchtiges, Computer-lesbares Medium mit Programminstruktionen, welche von einer Steuerung ausgeführt werden, wobei das Computer-lesbare Medium aufweist: Programminstruktionen, welche erfassen, ob ein Zündungsschalter eingeschaltet ist und ein Betriebsstart-Signal auftritt; Programminstruktionen, welche eine Transceiver-IC-Vorrichtung und einen Spannungsregler betreiben, welcher der einzuschaltenden Transceiver-IC-Vorrichtung Energie zuführt, und Programminstruktionen, welche die von dem Spannungsregler ausgegebene Energie einem Mikrocomputer eines CGWs zuführen, um den Mikrocomputer einzuschalten.
Nicht-flüchtiges, Computer-lesbares Medium nach Anspruch 14, ferner mit: Programminstruktionen, die einen seriellen Umgebungsschnittstellen-Kommunikationsabschnitt (SPI-Kommunikationsabschnitt) derart betreiben, dass dieser eingeschaltet wird, wenn der Mikrocomputer durch die vom Spannungsregler zugeführte Energie initialisiert wird.
Nicht-flüchtiges, Computer-lesbares Medium nach Anspruch 14 oder 15, ferner mit: Programminstruktionen, welche während einer ersten Zeitspanne unter den mehreren CAN-Transceivern Sender initialisieren; und Programminstruktionen, welche während einer zweiten Zeitspanne unter den mehreren CAN-Transceivern Empfänger initialisieren.
Nicht-flüchtiges, Computer-lesbares Medium nach Anspruch 16, bei dem eine Mindestzeitspanne, während derer die Transceiver-IC-Vorrichtung eingeschaltet wird, eine vorbestimmte Bereitschaftszeitspanne nach der ersten Zeitspanne ist, während der die Sender initialisiert werden.
Nicht-flüchtiges, Computer-lesbares Medium nach Anspruch 16 oder 17, ferner mit: Programminstruktionen, welche zumindest ein ECU der mehreren ECUs einschalten, wobei eine maximale Zeitspanne, während der die Transceiver-IC-Vorrichtung eingeschaltet wird, eine längere Zeitspanne ist aus: einer dritten Zeitspanne von dem Einschalten des Zündungsschalters bis zum Einschalten des SPI-Kommunikationsabschnitts, und einer vierten Zeitspanne, welche eine Summe der ersten Zeitspanne, der zweiten Zeitspanne und einer Zeitspanne ist, während der das zumindest eine ECU eingeschaltet wird.
Nicht-flüchtiges, Computer-lesbares Medium nach einem der Ansprüche 14 bis 18, ferner mit: Programminstruktionen, die zumindest zwei CAN-Transceiver der CAN-Transceiver parallel einschalten; und Programminstruktionen, die zumindest zwei weitere CAN-Transceiver der CAN-Transceiver parallel einschalten.
Nicht-flüchtiges, Computer-lesbares Medium nach einem der Ansprüche 14 bis 18, ferner mit: Programminstruktionen, welche die mehreren CAN-Transceiver der Reihe nach einschalten.