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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern des Stand-by-/Aufweckzustandes
eines multiplexierten Netzes, insbesondere von Kraftfahrzeugen,
für die Übertragung
von Informationen und die Verbindung von Stationen, wovon eine eine
Station für
das Management des Zustandes des Netzes und daher der anderen Stationen
ist.
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Die
Netze dieses Typs können
beispielsweise multiplexierte Niedriggeschwindigkeitsnetze des CAN-Typs,
auch unter dem englischen Ausdruck "CAN LOW SPEED" bekannt, sein. Ein solches Netz ist
durch das Dokument "CAN
SPECIFICATION, VERSION 2.0" bekannt.
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Bei
diesem Netztyp ergeben sich vor allem Probleme beim synchronisierten Übergang
der verschiedenen Stationen und Einrichtungen, die mit diesem Netz
verbunden sind, in den Stand-by-Zustand oder in den Aufweckzustand.
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Diese
Synchronisation ist nämlich
wichtig, um alle Probleme, beispielsweise durch Datenverluste, zu vermeiden.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht folglich darin, diese Probleme zu
lösen.
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Dazu
hat die Erfindung ein System zum Steuern des Stand-by-/Aufweckzustandes
eines multiplexierten Netzes, insbesondere von Kraftfahrzeugen,
für die Übertragung
von Informationen und die Verbindung von Stationen, wovon eine eine
Station für
das Management des Zustandes des Netzes und daher der anderen Stationen
ist, zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Management-Station
ausgelegt ist, um in Reaktion auf die Erfassung einer Aufweckanforderung
der Management-Station des Netzes und am Ende ihrer Initialisierungsperiode
periodisch eine Nachricht zum Aufwecken des Netzes in das Netz zu
senden, bis von dieser Station eine erste Protokollquittierung dieser
Nachricht von einer mit diesem Netz verbundenen Station empfangen
wird, dann einen Zustandsrahmen für das Aufwecken des Netzes
zu senden, bis eine vorgegebene Zeitdauer seit dem ersten Senden
der Aufwecknachricht verstrichen ist, und dann einen Zustandsrahmen
für den
Normalbetrieb des Netzes zu senden.
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Gemäß weiteren
Merkmalen:
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- – ist
die Management-Station dafür
ausgelegt, bei der Erfassung von Bedingungen für das Versetzen des Netzes
in den Stand-by-Zustand periodisch einen Zustandsrahmen für das Versetzen
des Netzes in den Stand-by-Zustand in das Netz zu senden und dann
einen Zustandsrahmen für
den Stand-by-Zustand
zu senden und um nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach diesem
Stand-by-Zustandsrahmen die Versorgung der mit dem Netz verbundenen
Stationen zu unterbrechen.
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Die
Erfindung wird besser verstanden beim Lesen der folgenden Beschreibung,
die lediglich beispielhaft gegeben wird und sich auf die beigefügte Zeichnung
bezieht, worin
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1 ein Übersichtsschema
zeigt, das die Gesamtstruktur eines multiplexierten Netzes für die Übertragung
von Informationen veranschaulicht;
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2 einen
Zustandsgraphen eines solchen Netzes zeigt;
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3 die
Funktionsweise eines solchen Netzes bei einem Aufwecken desselben
durch eine Station des Netzes zeigt;
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4 das
Aufwecken des Netzes durch eine Management-Station desselben zeigt;
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5 das
Versetzen eines solchen Netzes in Stand-by veranschaulicht.
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In 1 ist
nämlich
die Gesamtstruktur eines multiplexierten Netzes für die Übertragung
von Informationen und die Verbindung von Stationen untereinander,
insbesondere für
Kraftfahrzeuge, veranschaulicht.
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In 1 ist
das Übertragungsnetz
oder der Bus mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 bezeichnet, während zwei
dargestellte Stationen mit den allgemeinen Bezugszeichen 2 und 3 bezeichnet
sind.
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Eine
dieser Stationen, beispielsweise die Station 2, ist eine
Station für
das Management des Zustandes des Netzes und daher der anderen Stationen,
die mit dem Netz verbunden sind.
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Die
Station ist beispielsweise eine Station des Typs zentrale Steuereinheit – BSI (Boîtier de
Servitude Intelligent), die in ein Fahrzeug integriert ist.
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Das
Netz und folglich die Stationen, die damit verbunden sind, können sich
in einem von fünf
Zuständen
befinden, darunter ein Stand-by-Zustand, ein Zustand des Aktivwerdens,
ein Zustand der normalen Betriebsweise, ein Zustand des Versetzens
in den Stand-by und ein Zustand der Nachrichtenübertragungsunterbrechung, auch
COM OFF genannt, wie in 2 veranschaulicht ist.
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Der
Zustand des Aktivwerdens und der Zustand des Versetzens in Stand-by
sind Übergangszustände der
Stationen des Netzes, und diese Zustände sowie die entsprechenden Übergänge werden
durch die Management-Station BSI gemanagt.
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Die
folgenden Tabellen beschreiben die Zustände und die entsprechenden Übergänge. Beschreibung
der Zustände
des Netzes:
Beschreibung |
Stand-by-Zustand:
Keine
Nachrichtenübertragung über das
Netz.
Die Funktionen, die einen Informationsaustausch über das
Netz erfordern, sind deaktiviert.
Die Organe warten auf eine
Aufwecknachricht oder ein externes Ereignis. |
Zustand
des Aktivwerdens:
Phase, während
der die Organe ihren Nachrichtenübertragungsmanager
initialisieren.
Keine Netzüberwachung.
Überwachung
des Rahmens Befehle_BSI.
Kein Überwachungsrahmen CAN LS.
Im
Fall des selektiven Aufweckens: Nur die erforderlichen funktionsbezogenen
Nachrichten werden gesendet. |
Normalbetriebszustand:
Zustand
des normalen Betriebs.
Alle Funktionen sind aktiviert oder
werden gerade initialisiert.
Das Aussenden des Aufweckrahmens
ist unterbrochen.
Diagnostik gestattet. |
Zustand
Com OFF:
Das Senden von funktionsbezogenen Nachrichten ist
gestoppt.
Diese Betriebsart ermöglicht ein schnelles Fernladen
der Rechner. |
Zustand
des Versetzens in Stand-by:
Zwischenphase, während der
die Organe auf die Stand-by-Aufforderung der zentralen Steuereinheit
BSI warten.
Die Organe kommunizieren nicht mehr.
Diese
Phase ermöglicht
gegebenenfalls die Rettung von Parameter. |
Beschreibung
der Übergänge:
Beschreibung |
Übergang:
Aufweck-Nachricht
Von einem Organ gesendete Aufweck-Nachricht,
um das Aufwecken bzw. Aktivwerden des Netzes zu fordern, wenn das
Netz im Zustand des VERSETZENS IN STAND-BY oder im STAND-BY-Zustand
ist. |
Übergang:
Ende des Aufweckens des Netzes
Übergang der Größe Phase
Lebensdauer der Nachricht Befehle BSI von AKTIVWERDEN zu NORMALBETRIEB |
Übergang:
Befehl zum Versetzen der zentralen Steuereinheit BSI in den Stand-by-Zustand
Übergang
der Größe Phase_Lebensdauer
der Nachricht Befehle_BSI von NORMALBETRIEB oder AKTIVWERDEN zu
VERSETZEN IN STAND-BY |
Übergang:
Befehl für
Stand-by der zentralen Steuereinheit BSI
Übergang der Größe Phase_Lebensdauer
der Nachricht Befehle_BSI von VERSETZEN IN STAND-BY zu STAND-BY |
Übergang
Stopp COM
Übergang
der Größe Phase_Lebensdauer
der Nachricht Befehle_BSI von NORMAL zu COM_OFF |
Übergang
Com ON:
Übergang
der Größe Phase_Lebensdauer
der Nachricht Befehle_BSI von COM_OFF zu NORMAL |
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Es
gibt zwei mögliche
Arten des Aufweckens eines solchen Netzes, nämlich ein Aufwecken des Netzes
durch die Management-Station desselben, beispielsweise die zentrale
Steuereinheit BSI, und ein Aufwecken des Netzes durch eine andere
Station, die mit dem Netz verbunden ist.
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Im
Fall eines Aufweckens, das von der Management-Station BSI ausgeht,
wenn ein externes Ereignis bei dieser Management-Station das Aktivwerden
dieser auslöst,
initialisiert sich diese Management-Station während einer vorgegebenen Zeitdauer
und sendet dann einen Befehlsrahmen für den Zustand des Aktivwerdens
aus, auch unter dem Namen BSI-Befehl bekannt, in dem die Netzzustandsmarke
auf Aktivwerden gesetzt ist.
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Am
Ende einer Zeitdauer, die dem Aktivwerden des Netzes entspricht,
wird die Netzzustandsmarke dieses Rahmens auf den Normalbetriebszustand
gesetzt.
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Die
anderen Stationen, die mit dem Netz verbunden sind, können dann
ihre Nachrichtenübertragung starten
und ihre Funktion validieren.
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Im
Fall eines Aufweckens des Netzes durch eine andere Station schickt
diese Station über
das Netz einen Aufweckrahmen, der von der Management-Station BSI
erfasst wird.
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Diese
Letztere initialisiert sich dann während einer vorgegebenen Zeitdauer
und sendet anschließend einen
Rahmen für
Befehl BSI aus, in dem die Netzzustandsmarke auf Aktivwerden gesetzt
ist.
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Am
Ende einer Zeitdauer des Aktivwerdens des Netzes wird die Netzzustandsmarke
auf den Normalbetriebszustand gesetzt und die Rechner können dann
ihre Nachrichtenübertragung
starten.
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Das
Versetzen in Stand-by basiert auf dem Senden eines Rahmens für Befehl_BSI
durch die Management-Station BSI des Netzes, in welchem eine Netzustandsmarke
den Zustand angibt, in dem sich alle Stationen gleichzeitig befinden
müssen.
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Dieses
Verfahren des Versetzens in Stand-by läuft in zwei Schritten ab, nämlich:
- 1) Wenn die Management-Station entscheidet,
in den Stand-by-Zustand des Netzes überzugehen, setzt sie während einer
ersten Zeitdauer die Netzzustandsmarke auf den Zustand des Versetzens
in Stand-by.
Alle Stationen müssen dann ihre Nachrichtenübertragung
stoppen und die Funktion des Fahrzeugs wird eingestellt.
- 2) Am Ende einer zweiten Zeitdauer setzt diese Station die Netzzustandsmarke
auf den Stand-by-Zustand. Alle Rechner müssen dann in Stand-by übergehen
und ihren Stromverbrauch reduzieren.
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Das
Aufwecken des Netzes durch eine Station, die mit diesem Letzteren
verbunden ist, ist in 3 veranschaulicht.
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In
dieser Figur sind die Austausche zwischen der Station, auch "Organ" genannt, und der
Station für das
Management des Zustandes des Netzes, auch "BSI" genannt, über das
multiplexierte Netz für
die Übertragung
von Informationen, auch "BUS" genannt, veranschaulicht.
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Das
Netz und folglich eine Station, die mit diesem Letzteren verbunden
ist, gehen aus einem Stand-by-Zustand in einen Zustand des Aktivwerdens
und anschließend
in einen Normalbetriebszustand über, wie
veranschaulicht ist.
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Das
Auslösen
dieses Aufweckens bzw. Aktivwerdens ist dadurch sichergestellt,
dass das Organ irgendein Ereignis erfasst, in 3 mit
dem allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnet.
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Die
Erfassung dieses Ereignisses 10 löst dann die Initialisierung
des Organs aus, das am Ende seiner Initialisierungsperiode, in der
Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 11 bezeichnet,
periodisch eine Nachricht zum Aufwecken des Netzes in das Netz sendet,
mit dem allgemeinen Bezugszeichen 12 bezeichnet.
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Diese
Nachricht wird beispielsweise durch die zentrale Steuereinheit BSI
empfangen, die sich initialisiert.
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Am
Ende der Initialisierungsperiode dieser zentralen Steuereinheit
BSI, in der Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 13 bezeichnet,
ist die zentrale Steuereinheit BSI dafür ausgelegt, einen Zustandsrahmen für das Aufwecken
in das Netz zu senden, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 14 bezeichnet,
um die Stationen in den Zustand des Aktivwerdens zu versetzen und
nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Ende der Initialisierungsperiode,
in 3 "T_Aktivwerden" genannt und mit
dem allgemeinen Bezugszeichen 15 bezeichnet, einen Zustandsrahmen
für den
Normalbetrieb des Netzes, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 16 bezeichnet,
in das Netz zu senden.
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Es
versteht sich dann, dass in Reaktion auf die Erfassung einer Aufweckanforderung,
die auf irgendein Ereignis folgt, und am Ende ihrer Initialisierungsperiode
die Station, die das Aufwecken des Netzes auslöst, dafür ausgelegt ist, periodisch
eine Nachricht zum Aufwecken des Netzes in dieses Letztere zu senden,
damit das Senden eines Zustandsrahmens für das Aufwecken des Netzes
durch die Station für
das Management des Netzzustandes am Ende ihrer Initialisierungsperiode
ausgelöst
wird und dann, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem
Ende der Initialisierungsperiode dieser Management-Station, ein
Zustandsrahmen für
den Normalbetrieb des Netzes gesendet wird.
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Das
Aufwecken des Netzes durch die zentrale Steuereinheit BSI ist in 4 gezeigt.
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Das
Netz wird stets dazu gebracht, aus einem Stand-by-Zustand in einen
Zustand des Aktivwerdens und dann in einen Normalbetriebszustand überzugehen.
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Das
Aufwecken des Netzes wird dann durch den Empfang und die Erfassung
einer Anforderung des Aufweckens bzw. Aktivwerdens der Station BSI
für das
Management des Netzes durch diese hervorgerufen, wobei dieses Ereignis
in der Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 17 bezeichnet
ist.
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Nach
einer Initialisierungsphase, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 18 bezeichnet,
sendet die Station für
das Management BSI eine Nachricht zum Aufwecken des Netzes, mit
dem allgemeinen Bezugszeichen 19 bezeichnet, periodisch
in das Netz, bis sie eine erste Protokollquittierung dieser Nachricht
von irgendeiner Station, die mit dem Netz verbunden ist, empfängt.
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Diese
erste Quittierung ist in der Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 20 bezeichnet.
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Die
zentrale Steuereinheit BSI dafür
ausgelegt, um nach dem Empfang dieser ersten Quittierung einen Zustandsrahmen
für das
Aufwecken des Netzes periodisch in das Netz zu senden, was in der
Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 21 bezeichnet ist,
bis eine festgelegte Zeitdauer nach dem ersten Senden der Aufwecknachricht
abgelaufen ist, wobei diese Zeitdauer in der Figur mit dem allgemeinen
Bezugszeichen 22 bezeichnet ist und "T_Aktivwerden" genannt wird.
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Nach
Ablauf dieser Zeitdauer sendet die zentrale Steuereinheit BSI einen
Zustandsrahmen für
den Normalbetrieb des Netzes, in 4 mit dem
allgemeinen Bezugszeichen 23 bezeichnet.
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Es
versteht sich folglich, dass diese Management-Station dafür ausgelegt
ist, um in Reaktion auf die Erfassung einer Anforderung des Aufweckens
bzw. Aktivwerdens der Netzmanagement-Station BSI und am Ende ihrer
Initialisierungsperiode, eine Nachricht zum Aufwecken des Netzes
periodisch in das Netz zu senden, bis sie eine erste Protokollquittierung
dieser Nachricht von einer Station empfängt, die mit diesem Netz verbunden
ist, und um dann einen Zustandsrahmen für das Aufwecken des Netzes
zu senden, bis eine festgelegte Zeitdauer nach dem ersten Senden
der Aufwecknachricht abgelaufen ist, und anschließend einen
Zustandsrahmen für
den Normalbetrieb des Netzes zu senden.
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Das
Versetzen des Netzes in Stand-by ist in 5 veranschaulicht.
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In
diesem Fall geht das Netz folglich aus einem Normalbetriebszustand
in einen Zustand des Aktivwerdens und dann in einen Stand-by-Zustand über.
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Im
Normalbetrieb tauschen die zentrale Steuereinheit BSI und die Organe,
die mit dem Netz verbunden sind, funktionsbezogene Nachrichten aus,
in der Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 24 bezeichnet.
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Außerdem sendet
die zentrale Steuereinheit BSI einen Zustandsrahmen für den Normalbetrieb,
mit dem allgemeinen Bezugszeichen 25 bezeichnet, in das
Netz.
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Wenn
die zentrale Steuereinheit BSI eine oder mehrere Bedingungen für das Versetzen
des Netzes in Stand-by, wie jene, die in der Figur mit dem allgemeinen
Bezugszeichen 26 bezeichnet sind, erfasst, sendet sie periodisch
einen Zustandsrahmen für
das Versetzen des Netzes in Stand-by, in der Figur mit dem allgemeinen
Bezugszeichen 27 bezeichnet, in das Netz, danach einen
Stand-By-Zustandsrahmen, in 5 mit dem allgemeinen
Bezugszeichen 28 bezeichnet, und nach Ablauf einer vorgegebenen
Zeitdauer nach diesem Stand-by-Zustandsrahmen, wobei diese Zeitdauer
in der Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 29 bezeichnet
ist, unterbricht sie die Versorgung der mit dem Netz verbundenen
Stationen, beispielsweise indem sie die Versorgung dieses Netzes
soweit wie möglich
abschaltet, wie durch das Bezugszeichen 30 in der Figur veranschaulicht
ist, was dem Netz und folglich den angeschlossenen Stationen ermöglicht,
in einen Stand-by-Zustand überzugehen.
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Es
versteht sich dann, dass die Management-Station dafür ausgelegt
ist, um bei der Erfassung von Bedingungen für das Versetzen des Netzes
in Stand-by einen Zustandsrahmen für das Versetzen des Netzes in
Stand-by periodisch in das Netz zu senden, dann einen Stand-by-Zustandsrahmen
zu senden und um nach Ablauf einer festgelegten Zeitdauer nach dem
Senden dieses Stand-by-Zustandsrahmens
die Versorgung der mit dem Netz verbundenen Stationen zu unterbrechen.
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Es
versteht sich dann, dass eine solche Struktur ermöglicht,
die Synchronisation des Übergangs
in die verschiedenen Zustände
des Stand-by, des Versetzens in Stand-by und des Normalbetriebs
der verschiedenen Stationen des Netzes zu gewährleisten, ohne dass die Gefahr
von Informationsverlusten besteht.