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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet von Techniken zum Adressieren einer Vielzahl von Modulen, welche in einem Datenbussystem verbunden sind. Insbesondere bezieht sie sich auf Verfahren zur Diagnose eines Fehlers in den Verbindungen zwischen den Modulen.
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Hintergrund der Erfindung
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Um die Verdrahtungskomplexität, zum Beispiel in Fahrzeugen, zu verringern, ist es allgemein üblich, Steuersignale zum Ansteuern von Aktuatorelementen über einen Bus zu übertragen, mit dem neben einer Steuereinheit die Ansteuerelemente für die Aktuatorvorrichtungen der individuellen Netzwerkmodule des Systems verbunden sind. Kombiniert zur Bildung eines Bussystems sind zum Beispiel die Aktuatorvorrichtungen einer Fahrzeugklimaanlage, der Fensterheber oder der Vordersitze eines Fahrzeugs. Damit die Steuereinheit einen oder eine Vielzahl von Aktuatoren selektiv ansteuern kann, werden den Aktuatoren Adressen zugewiesen. Viele Lösungen zum Zuweisen von Adressen sind auf dem Fachgebiet bekannt. Auch automatisierte Adresszuordnungsverfahren sind allgemein bekannt.
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Verteilte Automobilelektroniksysteme wenden häufig den allgemein bekannten Local Interconnected Network-Standard (LIN) an, welcher ein kostengünstiges, serielles Kommunikationsnetzwerk definiert. LIN ist eine Ergänzung zu anderen Automobil-Multiplexnetzwerken, einschließlich dem Controller Area Network (CAN), es zielt jedoch auf Anwendungen ab, welche Netzwerke erfordern, welche keine übermäßige Bandbreite, Leistung oder extreme Fehlertoleranz benötigen.
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LIN ermöglicht ein kostengünstiges Kommunikationsnetzwerk für Schalter, Smart-Sensoren und Aktuatoranwendungen in einem Fahrzeug. Das Kommunikationsprotokoll basiert auf dem Datenformat SCI (UART), einem Single-Master/Multiple-Slave-Konzept, einem Eindrahtbus (plus Masse) und einer Taktsynchronisation für Knoten ohne präzise Zeitbasis (d. h. ohne Quarz oder Resonator).
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Typische LIN-Anwendungen sind verknüpft mit Körperkontrolle-Elektronik für den Insassenkomfort, wie beispielsweise Fertigteile für Türen, Lenkrad, Sitze und Spiegel, und Motoren und Sensoren in Klimatisierung, Beleuchtung, Regensensoren, intelligenten Scheibenwischern, intelligenten Generatoren und Schaltfeldern. Mit LIN können Entwickler von Automobilsubsystemen Module für diese Anwendungen mit dem Netzwerk des Autos verbinden und sie dann für eine Auswahl von Diagnosen und Diensten verfügbar machen.
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LIN ist üblicherweise eine Eindrahtkommunikationsleitung, welche in einem bidirektionalen Modus betrieben wird. In einer speziellen Implementierung für eine automatische Adresszuweisung (Autokonfiguration) von Modulen in einem vollständig montierten Netzwerk kann der LIN-Einzeldraht in einen Eingang und einen Ausgang pro LIN-Modul mit einer Widerstandsverbindung dazwischen aufgeteilt werden.
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Manchmal treten Verdrahtungsprobleme bei den LIN-Modulen auf (z. B. sind der Eingangsstift und der Ausgangsstift umgekehrt). Das kann zum Beispiel in Systemen vorkommen, worin kein Konnektor für die LIN-Module verwendet wird. Die Zusammenschaltungen von Modul zu der Versorgung, Masse, des Eingangsstifts und Ausgangsstifts können geklemmt, gelötet sein oder ein beliebiges anderes Verbindungsverfahren haben, wobei die Versorgung und Masse auf eine korrekte Weise verbunden sind, der LIN-Eingangsstift und der LIN-Ausgangsstift jedoch vertauscht sind.
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Es gibt daher einen Bedarf für die Möglichkeit, falsch verbundene Module in einem System mit autokonfigurierbarem LIN während der Autokonfigurationssequenz zu erkennen und sie als solche zu diagnostizieren.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist ein Zweck von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ein Diagnoseverfahren zum Erkennen einer falschen Verbindung von Modulen eines Bussystems während einer Autokonfigurationssequenz bereitzustellen.
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Das obige Ziel wird mittels der Lösung nach der vorliegenden Erfindung erreicht.
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In einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Erkennen, während einer Autokonfigurationssitzung, einer falschen Verbindung in einem Bussystem, wobei eine Steuereinheit über einen Bus mit einer Vielzahl von Modulen verbunden ist, wobei die Module eine Daisy Chain bilden, wobei jedes Modul einen Eingangsstift und einen Ausgangsstift zum Herstellen einer Verbindung mit dem Bus umfasst und weiter Stromerzeugungsmittel, einen Parallelwiderstand, welcher den Eingangsstift und den Ausgangsstift verbindet, und einen Detektor, welcher zum Erkennen von Strom, welcher durch den Parallelwiderstand fließt, eingerichtet ist, umfasst, wobei die Module zum Speisen von Strom in den Bus zu der Steuereinheit konfiguriert sind, wobei das Verfahren umfasst:
- - beim Adressieren eines Moduls aus der Vielzahl während der Autokonfigurationssitzung, Erkennen einer Richtung eines Stromflusses durch den Parallelwiderstand des Moduls, und
- - Bestimmen, dass der Eingangsstift und der Ausgangsstift des Moduls falsch mit dem Bus verbunden sind, wenn die Richtung des Stromflusses durch den Parallelwiderstand von dem Eingangsstift zu dem Ausgangsstift ist.
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Die vorgeschlagene Lösung erlaubt tatsächlich das Bestimmen, ob eine Verbindung zwischen Eingangs- und Ausgangsstiften eines Moduls der Kette korrekt ausgeführt wurde oder nicht. Durch Beobachten der Stromrichtung durch den Parallelwiderstand kann abgeleitet werden, dass es eine fehlerhafte Verbindung gibt, wenn der Strom in dem untersuchten Modul von dem Eingangsstift zu dem Ausgangsstift fließt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Richtung eines Stroms mittels Messen des Stroms und Vergleichen des gemessenen Stroms mit zumindest einem Schwellenwert erkannt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Vergleichen mehr als eine Phase, wobei jedes Mal ein Vergleich mit einer spezifischen Schwelle durchgeführt wird.
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Für Behufe der Zusammenfassung der Erfindung und der Vorteile, die gegenüber dem Stand der Technik erreicht werden, wurden bestimmte Zwecke und Vorteile der Erfindung hierin oben beschrieben. Natürlich muss davon ausgegangen werden, dass nicht notwendigerweise alle derartigen Zwecke oder Vorteile in Übereinstimmung mit einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung erreicht werden können. So werden, zum Beispiel, Fachleute erkennen, dass die Erfindung realisiert oder auf eine Weise ausgeführt werden kann, welche einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen wie hierin vermittelt erreicht oder optimiert, ohne notwendigerweise andere Zwecke oder Vorteile so wie hierin möglicherweise vermittelt oder vorgeschlagen zu erreichen.
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Der obige und andere Aspekte der Erfindung werden offensichtlich durch und erläutert mit Bezug auf die Ausführungsform(en), welche nachfolgend beschrieben werden.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nun weiter beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Elemente in den unterschiedlichen Figuren beziehen.
- 1 stellt ein Bussystem mit korrekten Verbindungen dar.
- 2 stellt ein Beispiel nach Ausführungsformen der Erfindung dar.
- 3 stellt ein Flussdiagramm nach Ausführungsformen der Erfindung dar.
- 4 stellt ein Bussystem mit einer falschen Verbindung dar.
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Detaillierte Beschreibung von veranschaulichenden Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung wird hinsichtlich spezifischer Ausführungsformen und mit Bezug auf bestimmte Zeichnungen beschrieben, die Erfindung ist jedoch diesbezüglich nicht beschränkt, sondern nur durch die Ansprüche.
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Darüber hinaus werden die Begriffe erste/r/s, zweite/r/s und dergleichen in der Beschreibung und in den Ansprüchen zur Unterscheidung zwischen ähnlichen Elementen und nicht notwendigerweise zur Beschreibung einer Sequenz, sei es zeitlich, räumlich, in Reihung oder auf eine andere Art, verwendet. Es muss davon ausgegangen werden, dass die derart verwendeten Begriffe unter geeigneten Umständen untereinander austauschbar sind, und dass die Ausführungsformen der hierin beschriebenen Erfindung in der Lage sind, in anderen Sequenzen betrieben zu werden als hierein beschrieben oder dargestellt.
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Es ist zu beachten, dass der Begriff „umfassend“, welcher in den Ansprüchen verwendet wird, nicht als auf die darauf folgenden Mittel einschränkend verstanden werden soll; er schließt andere Elemente oder Schritte nicht aus. Er soll somit als auf das Vorhandensein der angeführten Funktionen, Ganzzahlen, Schritte oder Komponenten, wie darauf verwiesen, hinweisend verstanden werden, verhindert jedoch nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen einer oder mehrerer anderer Funktionen, Ganzzahlen, Schritte oder Komponenten, oder Gruppen davon. Somit darf der Umfang des Ausdrucks „eine Vorrichtung, umfassend Mittel A und B“ nicht auf Vorrichtungen beschränkt werden, welche nur aus Komponenten A und B bestehen. Er bedeutet, dass mit Bezug auf die vorliegende Erfindung die einzigen relevanten Komponenten der Vorrichtung A und B sind.
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Bezug in dieser gesamten Spezifikation auf „eine Ausführungsform“ bedeutet, dass eine bestimmte Funktion, Struktur oder Charakteristik, welche im Zusammenhang mit der Ausführung beschrieben wird, in zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ist. Somit beziehen sich Vorkommnisse der Phrase „in einer Ausführungsform“ an verschiedenen Orten in dieser gesamten Spezifikation nicht notwendigerweise alle auf dieselbe Ausführungsform, können es jedoch. Darüber hinaus können die bestimmten Funktionen, Strukturen oder Charakteristika auf jede passende Art, so wie es einem gewöhnlichen Fachmann offensichtlich aus dieser Offenbarung erscheint, in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden.
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Auf ähnliche Weise muss gewürdigt werden, dass in der Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung verschiedene Funktionen der Erfindung manchmal in einer einzelnen Ausführungsform, Figur oder Beschreibung davon zum Behuf der Straffung der Offenbarung und als Hilfestellung für das Verständnis eines oder mehrere erfindungsgemäßen Aspekte als Gruppe zusammengefasst sind. Dieses Verfahren der Offenbarung soll jedoch nicht als eine Absicht widerspiegelnd verstanden werden, dass die beanspruchte Erfindung mehr Funktionen erfordert als ausdrücklich in jedem Anspruch angeführt. Wie die folgenden Ansprüche widerspiegeln, liegen erfindungsgemäße Aspekte eher in weniger als allen Funktionen einer einzelnen vorstehenden offenbarten Ausführungsform. Somit sind die der detaillierten Beschreibung folgenden Ansprüche hiermit ausdrücklich in dieser detaillierten Beschreibung enthalten, wobei jeder Anspruch eigenständig als eine separate Ausführungsform dieser Erfindung ist.
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Darüber hinaus sollen Kombinationen von Funktionen von unterschiedlichen Ausführungsformen, wenn auch einige hierin beschriebene Ausführungsformen einige, jedoch nicht andere Funktionen, welche in anderen Ausführungsformen beinhaltet sind, beinhalten, als innerhalb des Umfangs der Erfindung gesehen werden und bilden unterschiedliche Ausführungsformen, wie es von Fachleuten verstanden würde. Zum Beispiel können in den folgenden Ansprüchen beliebige der beanspruchten Ausführungsformen in beliebiger Kombination verwendet werden.
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Es muss beachtet werden, dass die Verwendung von spezifischer Terminologie beim Beschreiben bestimmter Funktionen oder Aspekte der Erfindung nicht als voraussetzend, dass die Terminologie hierin neu definiert wird, um so eingeschränkt zu werden, dass sämtliche spezifischen Charakteristika der Funktionen oder Aspekte der Erfindung, mit welchen diese Terminologie verknüpft ist, zu beinhalten, betrachtet werden soll.
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In der hierin bereitgestellten Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass Ausführungsformen der Erfindung ohne diese spezifischen Details praktiziert werden können. In anderen Instanzen wurden allgemein bekannte Verfahren, Strukturen und Techniken nicht im Detail gezeigt, damit ein Verständnis dieser Beschreibung nicht behindert wird.
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Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren, während einer Autokonfigurationssitzung eines Bussystems, zum Erkennen, dass es eine falsche Verbindung zwischen Modulen des Bussystems gibt, vor.
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Zuerst wird ein Autokonfigurationsschema für einen Fall erklärt, in dem korrekte Verbindungen zwischen den verschiedenen Modulen des Bussystems hergestellt werden. Es wird auf 1 verwiesen. 1 zeigt den Setup eines seriellen Bussystems (z. B. eines LIN-Busses). Das Bussystem umfasst eine Steuereinheit (LIN Master), mit der ein Bus verbunden ist. Entlang des Busses ist eine Vielzahl von adressierbaren Modulen (Slaves) mit diesem Bus verbunden. Alle Module und die Steuereinheit sind mit einem Versorgungspotenzial VS und einem Massepotenzial ERD verbunden und können, optional, die Potenziale an den Bus anlegen.
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Die Steuereinheit umfasst eine Steuerschaltung, welche Steuer- und Adressierungssignale an den Bus anlegt und/oder Signale von den Modulen über den Bus empfängt. Zwischen VS und dem Bus befinden sich in jedem Slave-Modul ein Pull-up-Widerstand (Rslave) und eine Diode D1 mit umgekehrter Polarität.
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Alle in 1 gezeigten Module des Bussystems umfassen Adressierlogik, welche mit einem Detektor verbunden ist, welcher in 1 die Form eines Differentialverstärkers annimmt. Der Detektor misst über einen Parallelwiderstand Rshunt den Strom, welcher durch den Bus fließt, in dem Bereich des betroffenen Moduls als einen Spannungsabfall, welcher über den Verstärker verstärkt wird. Andere Varianten des Detektors sind ebenfalls möglich, vorausgesetzt, dass der Detektor sich an einer Position befindet, um den Strom zu messen, welcher in dem Bereich des Verbindungsknotens eines Moduls durch den Bus fließt.
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Die Schalter S1, S2 jedes Moduls werden mittels der Adressierlogik in dem Modul gesteuert. Der Schalter S1 verbindet den Pull-up-Widerstand Rslave über die Diode mit umgekehrter Polarität mit der Versorgungsleitung VS. Dieser Pull-up-Widerstand kann für LIN-Kommunikation und Autokonfiguration verwendet werden. Der Schalter S2 verbindet den Bus mit einem Pull-up-Stromerzeuger, welcher einen zusätzlichen Identifizierungsstrom in den Bus speist, welcher zum Identifizieren eines Moduls benötigt wird. Statt einer Stromquelle kann ein Pull-up-Widerstand eingerichtet werden, wenn angenommen wird, dass das Potenzial VS stabil ist. Der Pull-up-Stromerzeuger darf nur während Autokonfiguration verwendet werden. In dem gezeigten Schema steuern die Module entsprechende Aktuatorbauteile an, welche den Modulen zugewiesen sind, wobei die Aktuatorbauteile über eine Schnittstelle mit der Steuerschaltung des betroffenen Moduls verbunden sind. Mit der Hilfe der Pull-up-Widerstände und des Schalters S1 (in dem geschlossenen Zustand) wird der Bus in dem Bereich des jeweiligen Moduls auf ein bestimmtes Potenzial gesetzt. Wenn die Schalter S1 oder S2 geschlossen sind, wird ein Ruhestrom in den Bus gespeist. Die Verbindung des Busses mit VS über die Pull-up-Widerstände Rshunt führt, unter anderem, zu einer Störunempfindlichkeit des Busses, welche für Busanwendungen der hierin besprochenen Art bekannt ist.
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Aus Gründen der Vollständigkeit wird erwähnt, dass in allen Verbindungsleitungen der Steuereinheit und der Module, welche die vorgenannten Schalter umfassen, Schutzdioden mit umgekehrter Polarität (D1, D2) bereitgestellt sind, welche jedoch nicht von Bedeutung für den automatischen Adressierungsprozess sind.
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Die Anfangssituation zum Adressieren der Module ist in 1 gezeigt. Während einer Vorauswahlphase sind die Schalter S1 der Module geschlossen. Während einer Auswahlphase sind die Schalter S1 und die Schalter S2 geschlossen und fügen einen zusätzlichen Strom zu dem Modul hinzu. In der Situation einer Vorauswahl oder einer Auswahl speisen die Module, welche als LIN slavel, LIN slave2 und LIN slave3 (beispielhaft ohne Einschränkung) bezeichnet sind, jeweils einen Ruhestrom. Es muss beachtet werden, dass Speisen eines Ruhestroms während des Adressierungsprozess nicht grundsätzlich erforderlich ist.
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Wenn Ruhestrom gespeist wird, fließen Ströme mit unterschiedlichen Größenordnungen auf der Ebene der unterschiedlichen Module durch den Bus. Die Ströme werden mit Hilfe der Detektoren erkannt. Die Ruheströme fließen von den Verbindungsbusknoten der Module zu der Steuereinheit, wo die Ruheströme zur Masse abgeleitet werden. Aufgrund der Anordnung der Detektoren hinter den Verbindungsknoten (bei Betrachtung des Busses von der Steuereinheit aus) erkennt der Detektor von Modul LIN slave3, welches an einem, von der Steuereinheit gesehen, am weitesten entfernten Ort mit dem Bus verbunden ist, keinen Ruhestrom, erkennt der Detektor des Moduls LIN slave2 den Ruhestrom von LIN slave3, und erkennt der Detektor des Moduls LIN slave1 einen Ruhestrom, welcher gleich der Summe der Ruheströme der anderen zwei Module ist. Die entsprechenden Ströme, welche mittels der verschiedenen Module während dieser Phase erkannt werden, werden in der Adressierlogik gespeichert.
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Während einer Initialisierungsphase prüfen die Module, ob sie bereits eine Adresseinstellung während der Autokonfiguration bekommen haben. Nach einer definierten Zeitspanne schließen die bislang nicht adressierten Module ihre Schalter S1 (d. h. zu Beginn der Adressierung aller Module) während einer Vorauswahlphase. In einer Vorauswahlphase testet jeder Slave den Strom, indem der Detektor zwei Schwellen, Schwelle 1 und Schwelle 2, anwendet. Nur Module mit einem Strom, welcher kleiner oder gleich einer positiven Schwelle 1 und größer oder gleich einer negativen Schwelle 2 ist, lassen S1 geschlossen. Diese Module schließen zusätzlich auch S2. Diese Module sind vorausgewählt und treten weiter in eine Auswahlphase ein. Alle anderen Module lassen S1 und S2 ausgeschaltet und sind nicht vorausgewählt. Da S1 und S2 einen Bereitschaftsstrom in den Master speisen und der Master beim Senken dieser Ströme nicht überladen werden darf, wurde ein solcher Ansatz für Autokonfiguration eingeführt.
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Die Teilmenge von Modulen, welche in die Auswahlphase eintreten, wird weiter auf den Strom getestet, welcher über Rshunt fließt, und mittels des Detektors (z. B. eines Differentialverstärkers) hinsichtlich Schwellen überwacht. Diese Module haben S1 und S2 geschlossen. Die Module mit einem Strom kleiner oder gleich einer positiven Schwelle 2 halten S1 und S2 geschlossen. Das gewährleistet, dass ein Modul, welches ein letzter Slave (z. B. LIN Slave 3) in einem LIN-Netzwerk nach 1 ist, dahingehend identifiziert wird, dass es seine Adresse während Autokonfiguration empfängt.
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Dieses verbleibende Modul wird weiter getestet, um zu prüfen, ob der Strom größer oder gleich einer negativen Schwelle 2 ist. In diesem Fall ist das verbleibende Modul für den Empfang seiner Adresse für Autokonfiguration bereit. Nach Programmierung der Adresse wird der komplette Zyklus mit der Initialisierung, Vorauswahlphase und Auswahlphase neu gestartet. Wenn der Strom des verbleibenden Moduls kleiner als eine negative Schwelle 2 ist, dann wird angenommen, dass das Modul mit Bezug auf die Stifte LIN_IN und LIN_OUT falsch verbunden ist. Über eine Prüfung, um zu prüfen, ob der Strom größer als eine negative Schwelle 3 ist, wird das Modul dahingehend identifiziert, dass es fehlerhaft verbunden und das letzte Modul in der Kette ist. Wenn diese Prüfung negativ ist, dann wird das Modul dahingehend identifiziert, dass es fehlerhaft verbunden und nicht das letzte Modul in der Kette ist.
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Die Anwendung dieser Methodik gewährleistet die folgenden Fälle:
- • Es bleibt nur ein Slave (der letzte Slave in dem Netzwerk) zu diagnostizieren und, falls möglich, zu autoadressieren (z. B. LIN Slave 3 in 1). Die Diagnose dieses letzten Slaves stellt eine Fehlerinformation bereit, wenn er in Bezug auf LIN-Eingang und -Ausgang falsch verbunden ist.
- • Wenn in dem Netzwerk mehr Slaves als nur einer falsch verbunden sind, wird nur der erste Slave in der Autoadressierungs- und Diagnoseprozedur als falsch verbunden diagnostiziert. Andere falsch verbundene Module können dann als falsch verbunden diagnostiziert werden, nachdem das erste mangelhafte Modul korrigiert wurde, sodass Eingangs- und Ausgangsstift für dieses spezifische Modul wieder übereinstimmen.
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In einem betreffenden Modul können, abhängig davon, ob es auf richtige oder falsche Art verbunden ist, Ströme positiv und negativ über den Parallelwiderstand Rshunt fließen, und dies wird mittels des Detektors überwacht. Ströme sind die Summe der Ströme der Module in der Kette und der Ströme des betreffenden Moduls selbst, abhängig davon, ob nur S1 geschlossen ist oder sowohl S1 als auch S2. Daher werden die Tests der Ströme für mehrere Schwellen und für positive und negative Schwellen durchgeführt.
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Zum besseren Verständnis könnten die folgenden typischen Ströme und Schwellen für ein typisches Beispiel nach 2 verwendet werden. Ein Flussdiagramm der verschiedenen Tests, welche angewendet werden, wird in 3 dargestellt. Wenn S1 geschlossen ist, fließt ein Strom von 0,2 mA. Wenn S2 geschlossen ist, fließt ein Strom von 2 mA. Angenommen Schwelle 1 wird als 0,5 mA und Schwelle 2 0,8 mA festgelegt. Wenn Tests für eine positive Schwelle 2 laufen, wird der Wert von 0,8 mA berücksichtigt, und wenn Tests für eine negative Schwelle 2 laufen, wird ein Wert von -0,8 mA berücksichtigt. Schwelle 3 könnte 3 mA sein. Wenn Tests für eine negative Schwelle 3 laufen, dann wird -3 mA berücksichtigt.
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In diesem typischen Beispiel wird ein LIN-Netzwerk mit 10 Bauteilen berücksichtigt, welche als Knoten 10, mit dem LIN-Knoten beginnend, welcher mit dem Master verbunden ist, und mit Knoten 1 endend, welcher der letzte Knoten in dem Netzwerk ist, nummeriert sind. In diesem Beispiel sind Knoten 8 und Knoten 2 falsch verbunden (siehe 2).
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Während einer Vorauswahlphase sind alle Schalter
S1 geschlossen, was bedeutet, dass jeder Knoten 0,2 mA zu dem Gesamtstrom beiträgt, sodass die verschiedenen Knoten die folgenden Ströme in ihren Parallelwiderständen Rshunt sehen:
| Knoten | Strom in mA |
| 10 | 1,8 |
| 9 | 1,6 |
| 8 | -1,6 |
| 7 | 1,2 |
| 6 | 1,0 |
| 5 | 0, 8 |
| 4 | 0, 6 |
| 3 | 0,4 |
| 2 | -0,4 |
| 1 | 0 |
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Ein Test auf Ströme kleiner oder gleich einer positiven Schwelle 1 = 0,5 mA lässt Module 1, 2, 3, 8 vorausgewählt.
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Ein Test auf Ströme größer oder gleich einer negativen Schwelle 2 = -0,8mA lässt Module 1, 2, 3 vorausgewählt.
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Das bedeutet, dass Module 1, 2 und 3 in die Auswahlphase eintreten. Diese Module schalten neben S1 auch S2 ein. Alle anderen Module schalten S1 aus.
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Dies führt zu den folgenden Strömen für die ausgewählten Module:
| Knoten | Strom in mA |
| 3 | 4,4 |
| 2 | -4,4 |
| 1 | 0 |
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Ein Test auf Ströme kleiner oder gleich einer positiven Schwelle 2 = 0,8mA belässt Knoten 1 und 2.
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Ein Test auf Ströme größer oder gleich einer negativen Schwelle 2 = -0,8mA belässt nur Knoten 1.
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Knoten
1 erhält die Adresse und dann wird der Zyklus neu gestartet. Knoten
1 ist jetzt nicht mehr in dem Zyklus, somit wird die Zahl der beteiligten Slave-Knoten auf 9 reduziert.
| Knoten | Strom in mA |
| 10 | 1,6 |
| 9 | 1,4 |
| 8 | -1,4 |
| 7 | 1,0 |
| 6 | 0, 8 |
| 5 | 0, 6 |
| 4 | 0,4 |
| 3 | 0,2 |
| 2 | -0,2 |
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Ein Test auf Ströme kleiner oder gleich einer positiven Schwelle 1 = 0,5 mA lässt Module 2, 3, 4, 8 vorausgewählt.
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Ein Test auf Ströme größer oder gleich einer negativen Schwelle 2 = -0,8 mA lässt Module 2, 3, 4 vorausgewählt.
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Das bedeutet, dass Modul 2, 3 und 4 in die Auswahlphase eintreten. Diese Module schalten S1 und S2 ein. Alle anderen Module schalten S1 aus.
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Dies führt zu den folgenden Strömen für die ausgewählten Module:
| Knoten | Strom in mA |
| 4 | 4,4 |
| 3 | 2,2 |
| 2 | -2,2
(dies ist nun der eigene Strom von Knoten 2 auf dem falsch verbundenen Parallel widerstand Rshunt) |
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Ein Test auf Ströme kleiner oder gleich einer positiven Schwelle 2 = 0,8 mA belässt Knoten 2.
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Ein Test auf Ströme kleiner einer negativen Schwelle 2 = -0,8 mA zeigt diesen Knoten bereits als fehlerhaft verbunden an.
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Ein Test auf Ströme größer oder gleich einer negativen Schwelle 3 = -3 mA bestätigt, dass dieser Knoten falsch verbunden ist und der letzte Slave ist, welcher einen Strom ansteuert. Dieses Slave-Modul speichert ein Fehlerkennzeichen, welches von dem Master ausgelesen werden kann, um den Fehlerzustand von Knoten 2, welcher falsch verbunden ist, zu identifizieren. Knoten 2 akzeptiert die Adresse nicht und nimmt nicht mehr an der Autoadressierungssequenz teil.
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Ein Austausch der Signale an Stiften LIN IN und LIN_OUT könnte diesen Fehler beheben.
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Der Autokonfigurationszyklus könnte fortgesetzt oder neu gestartet werden.
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Es muss davon ausgegangen werden, dass das obige Beispiel lediglich eine Veranschaulichung eines typischen Falls ist. Es können beliebige eigenständige Schwellenwerte und Stromwerte gewählt werden, solange sie in der Lage sind, die Knoten voneinander zu unterscheiden. Die Schwellen und Strom können so gewählt werden, dass sie ausreichend Abstand zueinander haben, um Reaktion oder Störungen wie elektrostatische Entladung oder elektromagnetische Verträglichkeit im Netzwerk zu vermeiden.
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Wie oben in Bezug auf Speisen der Ruheströme beschrieben, tauchen Ströme mit unterschiedlichen Größenordnungen nach Speisen der Adressierungsströme in den individuellen Busabschnitten auf. Die Ströme werden mittels der Detektoren erkannt. Abgesehen von dem Detektor des letzten Moduls erkennen alle anderen Module einen Strom in dem Bus, wobei der Strom den Wert übersteigt, welcher zuvor gemessen und in der Adressierlogik mittels der Größenordnung eines Identifizierungsstroms gespeichert wurde (die Identifizierungsströme aller Module weisen dieselbe Größenordnung auf). Mit anderen Worten: das letzte Modul ist hinsichtlich einer möglichen falschen Modulverbindung identifizierbar und diagnostizierbar.
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Wenn in dem nächsten Schritt die Steuereinheit ein Adressierungssignal an den Bus anlegt, wird dieses Signal nur von dem letzten Modul akzeptiert und in die Adressierlogik dieses Moduls platziert (wenn keine fehlerhafte Verbindung erkannt wird) oder es wird als falsch verbunden diagnostiziert.
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Das letzte Modul (z. B. LIN slave3 in 2 oder Knoten 1 in 4), welches auf diese Weise adressiert ist, nimmt nicht am weiteren Adressierungsprozess teil.
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Wie bereits oben erläutert, erfordert der Adressierungsprozess an sich keine Messung des Ruhestroms. In diesem Fall wurden keine Stromwerte in der Adressierlogik der Module gespeichert, wenn Speisen des Identifizierungsstroms beginnt. Das Modul, welches während des ersten Adressierungszyklus adressiert werden soll, kann dann mittels seines Detektors identifiziert werden, welcher keinerlei Stromfluss erkennt, trotz der Tatsache, dass ein Identifizierungsstrom gespeist wird.
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Wenn die Stromerkennung in jedem Modul vor seinem Verbindungsknoten ausgeführt wird (wenn der Bus von der Steuereinheit aus betrachtet wird), wird die Identifizierung eines Moduls, welches in einem Adressierungszyklus identifiziert werden soll, mittels Durchführen von Tests wie oben beschrieben erreicht, wobei die Schwellenwerte ausgewählt werden, sodass sie eine Unterscheidung zwischen den Knoten erlauben. Auf diese Weise kann ein individuelles Modul identifiziert werden.
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Bislang wurde der erste Adressierungszyklus des automatischen Adressierungsprozesses für einen Fall beschrieben, in welchem die Steuereinheit nach Identifizierung eines Moduls ein Adressierungssignal an den Bus anlegt. Alternativ ist es auch möglich, das Adressierungssignal vor der Identifizierung an den Bus anzulegen und das Signal in der Adressierlogik aller Module zu speichern. In diesem Fall akzeptiert nur das identifizierte Modul das zuvor empfangene Adressierungssignal als seine eigene Adresse, während das Adressierungssignal in den Adressierlogiken der anderen Module gelöscht wird.
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Nach Beendigung des ersten Adressierungszyklus nimmt das adressierte Modul nicht mehr an dem weiteren Prozess teil, d. h. der Schalter S1 des Moduls bleibt offen. Diese Situation ist in 4 dargestellt. Auf die oben beschriebene Art kann das vorhergehende Modul identifiziert und somit adressiert werden. Der oben beschriebene Prozess wird fortgesetzt, bis alle Module identifiziert sind.
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Es wird im Allgemeinen darauf hingewiesen, dass in dem oben skizzierten Fall, worin alle Verbindungen korrekt hergestellt wurden, der Strom durch die Parallelwiderstände in der Richtung zu der Steuereinheit fließt. Diese Richtung wird z. B. in 1 angezeigt.
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Jetzt wird der Aufbau von 4 berücksichtigt, welche eine andere Konfiguration mit einer verdrehten Verbindung darstellt, in diesem besonderen Beispiel an dem Eingangs- und Ausgangsstift für „LIN Slave 2“. Wenn erneut die Autokonfigurationsprozedur wie oben dargelegt durchgeführt wird, fließt der von Modul LIN slave 3 (und weiteren LIN Slave-Modulen, falls vorhanden) kommende Strom nicht von dem Ausgangsstift zu dem Eingangsstift sondern stattdessen in die entgegengesetzte Richtung, womit er einen Spannungsabfall über dem Parallelwiderstand mit entgegengesetztem Vorzeichen hervorruft. Dieser negative Spannungsabfall wird über den Differentialverstärker gemessen.
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Es wird während der verschiedenen Tests geprüft, ob es auf der Grundlage des Stromflusses durch den Parallelwiderstand eine korrekte Verbindung (und folglich eine Adresse zu dem Modul zugewiesen werden kann) oder eine falsche Verbindung gibt. Die Prüfung während der Vorauswahlphase vermeidet, dass der Master während der Auswahlphase einen Strom zu stark senkt. Der LIN-Knoten prüft, ob der negative Strom größer als positive Schwelle 1 ist und, falls nicht, ob er negativer als die negative Strom-Schwelle von Schwelle2 ist. Dieser LIN-Knoten steuert den zusätzlichen Strom in der Auswahlphase nicht an, da dieser LIN-Knoten erwartet, dass es dahinter einen oder mehrere LIN-Knoten gibt.
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In der Auswahlphase wird entschieden, ob es eine verdrehte Kabelverbindung an dem Eingangs- und Ausgangsstift gibt. Es kann vier verschiedene Fälle in der Auswahlphase geben:
- 1. Wenn der gemessene Strom höher als oder gleich Schwelle2 ist, gibt es eine korrekte Verbindung von Eingang und Ausgang. Es gibt einen oder mehrere LIN-Knoten hinter der Daisy Chain, welche noch nicht adressiert sind.
- 2. Wenn der gemessene Strom niedriger als oder gleich Schwelle2 und positiver als oder gleich minus Schwelle2 ist, ist die Verbindung von Eingang und Ausgang korrekt, es ist der letzte Knoten in der Daisy Chain, welcher nicht adressiert ist.
- 3. Wenn der gemessene Strom negativer als minus Schwelle2 und positiver als minus Schwelle3 ist, gibt es eine verdrehte Verbindung an dem Eingangs- und Ausgangsstift. Es ist der letzte Slave in der Daisy Chain, welcher nicht adressiert ist.
- 4. Wenn der gemessene Strom negativer als negative Schwelle3 ist, gibt es eine verdrehte Verbindung an dem Eingangs- und Ausgangsstift. Es gibt einen oder mehrere LIN-Knoten hinter der Daisy Chain, welche noch nicht adressiert sind.
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Fall 1 und 2 gehören zum normalen Betriebsmodus während der LIN-Autoadressierungssequenz (der Autokonfiguration) und werden hier nicht weiter behandelt. Fall 3 und 4 wurden für die Erkennung einer verdrehten Kabelverbindung an dem Eingangs- und Ausgangsstift eingeführt. Es gibt zwei unterschiedliche Fälle, um die korrekte Position innerhalb der Daisy Chain herauszufinden, an der die verdrehte Kabelverbindung auftritt. Daher wurde Schwelle3 eingeführt, um zwischen Fall 3 und Fall 4 zu unterscheiden.
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In Fall 3 misst der LIN-Knoten nur den Strom in negativer Richtung, welcher aus diesem Knoten selbst kommt. Es gibt keinen LIN-Knoten dahinter, welcher einen Strom ansteuert. Dieser Fall wird verwendet, um anzuzeigen, dass die Kabelverbindung an Eingangs- und Ausgangsstift verdreht ist. Der LIN-Knoten stoppt die LIN-Autoadressierungssequenz an diesem Punkt auf dieselbe Weise wie ein Knoten, welcher bereits adressiert ist. Der LIN-Knoten mit der verdrehten Verbindung übernimmt nicht die neue Knotenadresse aus der LIN-Nachricht, da im Kabelbaum etwas falsch ist.
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Fall 4 tritt im Fall auf, dass es noch LIN-Knoten hinter der Daisy Chain gibt, welche noch nicht adressiert sind. Hier misst der LIN-Knoten mit einer verdrehten Kabelverbindung seinen eigenen angesteuerten Strom und den Strom der LIN-Knoten dahinter. Der LIN-Knoten mit der verdrehten Kabelverbindung führt die LIN-Autoadressierungssequenz erneut mit der nächsten LIN-Nachricht aus, bis Fall 3 erreicht wird.
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Im Fall, dass eine verdrehte Kabelverbindung erkannt wurde, ist der Slave nicht Teil der LIN-Prozedur, bis eine neue Sequenz gestartet wird. Der LIN-Knoten (das Modul) zeigt den beschriebenen Fehlermodus von vorliegendem verdrehtem Eingangs- und Ausgangsstift an.
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Während die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung im Detail veranschaulicht und beschrieben wurde, ist eine solche Veranschaulichung und Beschreibung veranschaulichend oder beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. Die vorstehende Beschreibung führt bestimmte Ausführungsformen der Erfindung einzeln auf. Es wird jedoch gewürdigt, dass, unabhängig davon, wie detailliert das Vorstehende im Text erscheint, die Erfindung auf viele Arten praktiziert werden kann. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
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Andere Variationen der offenbarten Ausführungsformen können von Fachleuten durch Praktizieren der beanspruchten Erfindung, aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der angefügten Ansprüche verstanden und umgesetzt werden. In den Ansprüche schließt das Wort „umfassend“ andere Elemente oder Schritte nicht aus, und der unbestimmte Artikel „ein“, „eine“, „einen“, „einem“, „einer“ oder „eines“ schließt eine Vielzahl nicht aus. Ein einzelner Prozessor oder eine andere Einheit kann die Funktionen von mehreren Elementen, welche in den Ansprüchen aufgezählt sind, erfüllen. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in voneinander verschiedenen abhängigen Ansprüchen aufgezählt sind, weist nicht darauf hin, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht zum Vorteil verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem geeigneten Medium wie beispielsweise einem optischen Speichermedium oder einem Festkörpermedium, welches gemeinsam mit oder als Teil von anderer Hardware zur Verfügung gestellt wird, gespeichert/verteilt werden, kann jedoch auch in anderen Formen wie beispielsweise über das Internet oder andere verkabelte oder kabellose Telekommunikationssysteme verteilt werden. Etwaige Bezugszeichen in den Ansprüchen dürfen nicht als den Umfang einschränkend ausgelegt werden.
