DE10236747A1

DE10236747A1 - Vorrichtung zur Sicherung der Signalübertragung in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10236747A1
Application number: DE2002136747
Authority: DE
Inventors: Rudi Dipl.-Ing. Ludwig (TH)
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2002-08-10
Filing date: 2002-08-10
Publication date: 2004-02-19

Abstract

Eine Vorrichtung zur Sicherung der Signalübertragung in einem Kraftfahrzeug umfasst einen Datenbus (5), über den mehrere Steuergeräte (1, 2, 6) über jeweils eine zugeordnete Signalschnittstelle (7) unter der Nutzung eines Netzwerkmanagements miteinander kommunizieren. Das Netzwerkmanagement überwacht für jedes Steuergerät (1, 2, 6) die Signalübertragung des mit ihm kommunizierenden Steuergerätes (1, 2, 6) an der Signalschnittstelle (7), markiert eine Information eines ungestört an der Kommunikation teilnehmenden Steuergerätes (1, 2, 6) als gültig und eine Information eines gestört an der Kommunikation teilnehmenden Steuergerätes (1, 2, 6) als ungültig.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Sicherung der Signalübertragung in einem Kraftfahrzeug mit einem Datenbus, über den mehrere Steuergeräte über jeweils eine zugeordnete Signalschnittstelle unter der Nutzung eines Netzwerkmanagementes miteinander kommunizieren.
Die Bezeichnung Netzwerkmanagement steht für eine Vielzahl von Funktionen und Produkten zur Überwachung und Beeinflussung von Netzwerken mit dem Ziel, die Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und die wirtschaftliche Auslastung der Netzwerkdienste und eingesetzten Netzeinrichtungen zu verbessern. Zu den wichtigsten Aufgaben des Netzwerkmanagementes gehören die Netzsteuerung, also die Bereitstellung und Verwaltung der Netzbetriebsmittel, die Störungs- und Fehlererfassung sowie deren Behebung, die Netzadministration, nämlich Werkzeuge und Funktionen zur Planung, Netzentwicklung und Pflege der Konfigurationsdaten und das Netztuning zur Erfassung und Verbesserung des Leistungsverhaltens.

Aus der DE 43 33 474 A1 ist eine Wegfahrsperre für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei das Kraftfahrzeug Steuergeräte aufweist, in denen jeweils ein Kennungscode wort gespeichert ist oder mit Hilfe eines Algorithmus erzeugt wird. Im Weiteren weist das Kraftfahrzeug mindestens eine Prüfeinheit auf, die über eine gemeinsame Datenleitung mit den Steuergeräten verbunden ist, wobei in der Prüfeinheit die Steuergeräte identifizierenden Sollcodeworte gespeichert sind oder mit Hilfe eines Algorithmus errechnet werden. Darüber hinaus sendet die Prüfeinheit zumindest bei jedem Motorstartvorgang ein Anforderungssignal über die Datenleitung an alle oder einen Teil der Steuergeräte, wodurch diese veranlasst werden, ihre Kennungscodeworte zurückzusenden. Die zurückgelieferten Kennungscodeworte werden in der Prüfeinheit mit den Sollcodeworten verglichen und die Prüfeinheit belässt mindestens ein Steuergerät in einem inaktiven Zustand, so dass das Starten oder das Fahren des Kraftfahrzeugs verhindert wird, falls bei der Abfrage nach dem Kennungscodewort weniger als eine vorbestimmte Anzahl der Steuergeräte mit ihrem Kennungscodeworte antwortet, sowie alle Steuergeräte freigibt, falls bei der Abfrage mindestens die vorbestimmte Anzahl der Steuergeräte mit ihrem Kennungscodewort antwortet. Die mit der Wegfahrsperre über die Datenleitungen gekoppelte Prüfeinheit muss eine erhebliche Rechnerleistung aufweisen, um die angeschlossenen Steuergeräte bzw. deren Kennungscodewörter zu überprüfen und nach einer relativ kurzen Zeitspanne die Wegfahrsperre zu deaktivieren.

Im Weiteren offenbart die EP 0 165 603 B1 ein betriebssicheres Datenverarbeitungs-Bussystem, das eine Vielzahl von Einheiten aufweist, die gemeinsam zu einem Systembus zum Übertragen von Anforderungen zwischen der Vielzahl von Einheiten während verschiedener Busoperationszyklen gekoppelt sind. Das System weist eine anforderungserzeugende Schaltung auf, die in zumindest einer ersten der Einheiten zum Anlegen von Anforderungen an den Bus angeschlossen ist. Jede Anforderung enthält eine An zahl von verschiedenen Teilen, wobei jeder der Teile zumindest ein Integritätsbit aufweist. Das Integritätsbit dient zur Überprüfung falls eine Anforderung gültig von einer zweiten der Einheiten während eines Busoperationszyklus empfangen wurde. Eine Kontrollschaltung in der zweiten Einheit dient zum Verifizieren der Gültigkeit al-ler unterschiedlichen Teile der von der zweiten Einheit empfangenen Anforderung. Eine Antwortschaltung der zweiten Einheit ist mit der Kontrolleinheit und dem Bus gekoppelt, wobei die Antwortschaltung durch die Kontrollschaltung derart programmiert ist, dass eine Anlegung eines Antwortsignals der zweiten Einheit zu dem Bus verhindert ist, falls weniger als alle Teile einer empfangenen Antwort gültig sind. Eine Zeitüberlaufschaltung ist mit dem Bus gekoppelt, um das Antwortsignal zu erfassen und um ein Steuersignal zu erzeugen falls die Zeitüberlaufschaltung das Antwortsignal nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit erfasst nach dem die erste Einheit eine Anforderung an den Bus anlegt. Die erste Einheit umfasst eine Wiederholschaltung, die auf das Auftreten des Steuersignals antwortet, um die anforderungserzeugende Schaltung zu steuern und erneut die Anforderung an den Bus anzulegen. Hierbei wird die Gültigkeit einer Information durch eine Zeitüberwachung der Sendewiederholung überwacht, weshalb das Wiederholen einer nicht geänderten Information notwendig ist, um den Überwachungsmechanismus zu befriedigen. Hierdurch wird unnötig Bandbreite des Busses mit Informationen belegt, die keine neuen Informationen enthalten. Ferner ist ein Timer erforderlich, der implementiert und bedient werden muss und dessen Einsatz sowohl Arbeitsspeicher als auch Rechenleistung benötigt.

Darüber hinaus offenbart die DE 199 58 564 A1 eine Vorrichtung zur Sicherung von Kraftfahrzeugen gegen Manipulation mit an einen Fahrzeug-Bus gekoppelten, Daten übertragenden Steuergeräten. Jedes der Steuergeräte über wacht den Fahrzeug-Bus auf ein Auftreten gleichartiger, von ihm nicht übertragener Daten und verhindert eine Weiterleitung dieser Daten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einer geringen Auslastung des Datenbusses mit einfachen Mitteln eine sichere Signalübertragung gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Netzwerkmanagement für jedes Steuergerät die Signalübertragung des mit ihm kommunizierenden Steuergerätes an der Signalschnittstelle überwacht, eine Information eines ungestört an der Kommunikation teilnehmenden Steuergerätes als gültig und eine Information eines gestört an der Kommunikation teilnehmenden Steuergerätes als ungültig markiert.

Durch diese Vorrichtung ist die Sicherheit bei der Signalübertragung in einem Kraftfahrzeug über den z.B. als CAN-Bus ausgebildeten Datenbus durch die Kontrollfunktion des Netzwerkmanagementes sicherstellt. Ein wiederholtes Senden von Signalen bzw. Informationen ohne neuen Inhalt von einem Steuergerät an mindestens ein weiteres Steuergerät ist nicht erforderlich, weshalb keine Bandbreite des Übertragungsmediums Datenbus unnötig belegt wird und dieser somit auch nicht unnötig ausgelastet wird. Im Weiteren ist es nicht erforderlich, für jede Information bzw. jedes Signal einen Timer zu vorzusehen, der eine Wiederholrate der Information bzw. des Signals vorgibt, so dass Ressourcen in den die Informationen bzw. Signale empfangenden Steuergeräten eingespart werden. Das zur Netzwerksteuerung ohnehin vorhandene Netzwerkmanagement übernimmt die zusätzliche Funktion der Überwachung der Korrektheit der Informationen, die es beispielsweise durch Hinzufügen eines Integritätsbits als gültig mar kiert und die daraufhin von dem Steuergerät, an das die Information gerichtet ist, weiterverarbeitet wird. Bei einer unvollständigen Information, in der beispielsweise Eingangsgrößen fehlen, oder einer fehlerhaften Information markiert das Netzwerkmanagement diese als ungültig, so dass das empfangende Steuergerät einen diesbezüglichen Hinweis erhält und erkennt, dass das die Information sendende Steuergerät entweder nicht mehr oder fehlerhaft an der Kommunikation teilnimmt. Bei dem Netzwerkmanagement handelt es sich beispielsweise um eines, das unter der Bezeichnung "OSEK Netzwerk Management " bekannt ist, wobei dieser Standard Dienste und Protokolle zum Austausch von Netzwerkmanagementinformationen reglementiert.

Zweckmäßigerweise markiert das Netzwerkmanagement eine Information durch das Anhängen einer Zusatzinformation als ungültig. Die Zusatzinformation kann beispielsweise zur Fehleranalyse beitragen.

Alternativ modifiziert das Netzwerkmanagement eine Information und markiert diese damit als ungültig. Bei der zu modifizierenden Information kann es sich beispielsweise um eine Gültigkeitsinformation handeln, die gemeinsam mit einer weiteren Information vom sendenden Steuergerät übermittelt wird.

Vorzugsweise versetzt das Netzwerkmanagement beim Vorliegen einer als ungültig markierten Information das empfangende Steuergerät in eine Notlauffunktion. Die Notlauffunktion verhindert eine unkontrollierte Störung des Kraftfahrzeuges, in dem das die als ungültig markierte Information empfangende Steuergerät z.B. eine Ersatzfunktion für die von der Information veranlasste Funktion schaltet.

Zur Analyse der Ursache der als ungültig markierten Information schreibt bevorzugt das Netzwerkmanagement beim Vorliegen einer als ungültig markierten Information einen auslesbaren Fehlercode in ein Speichermodul des empfangenden Steuergerätes ein. Zweckmäßigerweise ist zum Auslesen des Fehlercodes ein Diagnosegerät über eine Diagnoseschnittstelle mit dem Datenbus gekoppelt.

Damit ein Steuergerät eine empfangene Information einem bestimmten sendenden Steuergerät eindeutig zuordnen kann, verfügt vorzugsweise das die Information empfangende Steuergerät über Daten zur Identifikation des sendenden Steuergerätes.

Vorteilhafterweise sind die Daten zur Identifikation des sendenden Steuergerätes in dem Speichermodul des empfangenden Steuergerätes gespeichert. Nach einer bevorzugten alternativen Ausgestaltung übermittelt das sendende Steuergerät die Daten zur Identifikation mit der Information an das empfangende Steuergerät.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. Die einzige zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung Die Vorrichtung zur Sicherung der Signalübertragung in einem Kraftfahrzeug umfasst zwei Steuergeräte 1, 2, die über Verbindungsleitungen 3 mit Datenleitungen 4 eines Datenbusses 5 in Verbindung stehen, an den, wie angedeutet, weitere Steuergeräte 6 angeschlossen sein können. Die Steuergeräte 1, 2 kommunizieren über jeweils eine zugeordnete Signalschnittstelle 7 unter der Nutzung eines Netzwerkmanagementes miteinander, wobei das eine Steuergerät 1 Informationen an das andere Steuergerät 2 sendet. Das Netzwerkmanagement des die Informationen empfangenden Steuergerätes 2 überwacht die Signalübertragung an der Signalschnittstelle 7.
Stellt das Netzwerkmanagement fest, dass das die Information sendende Steuergerät 1 ungestört an der Kommunikation teilnimmt, also sämtliche Daten eindeutig als von dem sendenden Steuergerät 1 stammend und lesbar vorhanden sind, markiert es die Information als gültig und das empfangende Steuergerät 2 arbeitet im Normalbetrieb, d.h. es führt eine Funktion aus, die von der Information veranlasst ist. Falls das Netzwerkmanagement feststellt, dass das die Information sendende Steuergerät 1 gestört bzw. nicht an der Kommunikation teilnimmt, also irgendein Fehler in der Information vorliegt, markiert es diese Information an der Signalschnittstelle 7 als ungültig und das die Information empfangende Steuergerät 2 wird dadurch in eine Notlauffunktion versetzt.
Um eine Information einem bestimmten Steuergerät 1, 2, 6 zuzuordnen, sind in einem Speichermodul 8 jedes der Steuergeräte 1, 2, 6 Daten hinterlegt, die zur Identifikation der Steuergeräte 1, 2, 6 dienen, von denen Informationen empfangen werden. Im Weiteren schreibt das Netzwerkmanagement beim Vorliegen einer als ungültig markierten Information einen auslesbaren Fehlercode in das Speichermodul 8 des empfangenden Steuergerätes 2 ein, der zur Fehleranalyse dient und entweder eine Nachricht auf einer Anzeigeeinrichtung im Inneren des Kraftfahrzeuges erzeugt oder von einem Diagnosegerät ausgelesen wird.

1.: Steuergerät
2.: Steuergerät
3.: Verbindungsleitung
4.: Datenleitung
5.: Datenbus
6.: Steuergerät
7.: Signalschnittstelle
8.: Speichermodul

Claims

Vorrichtung zur Sicherung der Signalübertragung in einem Kraftfahrzeug mit einem Datenbus (5), über den mehrere Steuergeräte (1, 2, 6) über jeweils eine zugeordnete Signalschnittstelle (7) unter der Nutzung eines Netzwerkmanagementes miteinander kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerkmanagement für jedes Steuergerät (1, 2, 6) die Signalübertragung des mit ihm kommunizierenden Steuergerätes (1, 2, 6) an der Signalschnittstelle (7) überwacht, eine Information eines ungestört an der Kommunikation teilnehmenden Steuergerätes (1, 2, 6) als gültig und eine Information eines gestört an der Kommunikation teilnehmenden Steuergerätes (1, 2, 6) als ungültig markiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerkmanagement eine Information durch das Anhängen einer Zusatzinformation als ungültig markiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerkmanagement eine Information modifiziert und diese damit als ungültig markiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerkmanagement beim Vorliegen einer als ungültig markierten Information das empfangende Steuergerät (2) in eine Notlauffunktion versetzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerkmanagement beim Vorliegen einer als ungültig markierten Infor mation einen auslesbaren Fehlercode in ein Speichermodul (8) des empfangenden Steuergerätes (2) einschreibt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auslesen des Fehlercodes ein Diagnosegerät über eine Diagnoseschnittstelle mit dem Datenbus (5) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das die Information empfangende Steuergerät (2) über Daten zur Identifikation des sendenden Steuergerätes (1) verfügt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten zur Identifikation des sendenden Steuergerätes (1) in dem Speichermodul (8) des empfangenden Steuergerätes (2) gespeichert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das sendende Steuergerät (1) die Daten zur Identifikation mit der Information an das empfangende Steuergerät (2) übermittelt.