DE602004012008T2 - System zur Warte-/Aktivzustandsteuerung eines multiplexierten Datenübertragungsnetzwerks, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

System zur Warte-/Aktivzustandsteuerung eines multiplexierten Datenübertragungsnetzwerks, insbesondere für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern des Stand-by-/Aufwachzustandes eines Multiplex-Netzes, insbesondere für Kraftfahrzeuge, für die Übertragung von Informationen und zum Verbinden von Stationen, wovon eine eine Station für das Management bzw. zum Steuern des Zustandes des Netzes und daher der anderen Stationen ist.
  • Die Netze dieses Typs können beispielsweise multiplexte Niedriggeschwindigkeitsnetze des CAN-Typs, auch unter dem englischen Ausdruck "CAN LOW SPEED" bekannt, sein. Die Spezifikation des CAN-Netzes ist durch das Dokument "CAN SPECIFICATION VERSION 2.0" bekannt.
  • Bei diesem Netztyp ergeben sich insbesondere Probleme beim synchronisierten Übergang der verschiedenen Stationen und Einrichtungen, die mit diesem Netz verbunden sind, in den Stand-by-Zustand oder in den Zustand des Aktivwerdens.
  • Diese Synchronisation ist nämlich wichtig, um alle Probleme, beispielsweise durch Datenverluste, zu vermeiden.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht folglich darin, diese Probleme zu lösen.
  • Dazu hat die Erfindung ein System zum Steuern des Wach-/Aufwach-Zustandes eines Multiplex-Netzes insbesondere für Kraftfahrzeuge für die Übertragung von Informationen und zum Verbinden von Stationen zur Aufgabe, wovon eine eine Station zum Steuern des Zustandes des Netzes und daher der anderen Stationen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstation bei der Erfassung von Bedingungen zum Versetzen des Netzes in den Wachzustand so beschaffen ist, dass sie in das Netz periodisch einen Zustandsrahmen zum Versetzen des Netzes in den Wachzustand und dann einen Wachzustand-Rahmen sendet und dass sie nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer seit diesem Wachzustand-Rahmen die Versorgung der mit dem Netz verbundenen Stationen unterbricht.
  • Gemäß weiteren Merkmalen:
    • – ist in Reaktion auf die Erfassung einer Aufweckanforderung von der Steuerstation des Netzes und am Ende ihrer Initialisierungsperiode die Steuerstation so beschaffen, dass sie in das Netz periodisch eine Aufwecknachricht für das Netz sendet, bis diese Station eine erste Protokollquittierung dieser Nachricht von einer mit diesem Netz verbundenen Station empfängt, dann einen Aufweckzustand-Rahmen für das Netz bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer seit dem ersten Aussenden der Aufwecknachricht sendet und dann einen Zustandsrahmen für den Normalbetrieb des Netzes sendet;
    • – ist in Reaktion auf die Erfassung einer Aufweckanforderung von einer der anderen Stationen und am Ende ihrer Initialisierungsperiode diese Station so beschaffen, dass sie in das Netz periodisch eine Aufwecknachricht für das Netz sendet, derart, dass die Aussendung eines Aufweckzustand-Rahmens des Netzes durch die Steuerstation für den Zustand des Netzes am Ende ihrer Initialisierungsperiode ausgelöst wird und dann nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Ende der Initialisierungsperiode dieser Steuerstation ein Zustandesrahmen für den Normalbetrieb des Netzes ausgelöst wird.
  • Die Erfindung wird besser verstanden beim Lesen der folgenden Beschreibung, die lediglich beispielhaft gegeben ist und sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht, worin
  • 1 ein Übersichtsschema zeigt, das die Gesamtstruktur eines multiplexten Netzes für die Übertragung von Informationen veranschaulicht;
  • 2 einen Zustandsgraphen eines solchen Netzes zeigt;
  • 3 die Funktionsweise eines solchen Netzes bei einem Aufwecken desselben durch eine Station des Netzes zeigt;
  • 4 das Aufwecken des Netzes durch eine Management-Station bzw. Steuerstation dieses zeigt; und
  • 5 das Versetzen eines solchen Netzes in den Wach- bzw. Stand-by-Zustandes veranschaulicht.
  • In 1 ist nämlich die Gesamtstruktur eines multiplexten Netzes für die Übertragung von Informationen und die Verbindung von Stationen untereinander, insbesondere für Kraftfahrzeuge, veranschaulicht.
  • 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.
  • Eine dieser Stationen, beispielsweise die Station 2, ist eine Station für das Management bzw. Steuern des Zustandes des Netzes und daher der anderen Stationen, die mit dem Netz verbunden sind.
  • Die Station ist beispielsweise eine Station des Typs zentrale Steuereinheit – BSI (Boîtier de Servitude Intelligent (frz.)), die in ein Fahrzeug integriert ist.
  • 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-Zustand und ein Zustand der Nachrichtenübertragungsunterbrechung, auch COM OFF genannt, wie in 2 veranschaulicht ist.
  • Der Zustand des Aktivwerdens und der Zustand des Versetzens in den Stand-by sind Übergangszustände der Stationen des Netzes und diese Zustände und die entsprechenden Übergänge werden durch die Steuerstation BSI gemanagt.
  • 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 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 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 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
  • Es gibt zwei mögliche Arten des Aufweckens eines solchen Netzes, nämlich ein Aufwecken des Netzes durch die Management- bzw. Steuerstation desselben, beispielsweise die BSI, und ein Aufwecken des Netzes durch eine andere Station, die mit dem Netz verbunden ist.
  • Im Fall eines Aufweckens, das von der Steuerstation BSI ausgeht, wenn ein externes Ereignis bei dieser Steuerstation das Aktivwerden dieser auslöst, initialisiert sich diese Steuerstation 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.
  • Am Ende einer Zeitdauer, die dem Aktivwerden des Netzes entspricht, wird die Netzzustandsmarke dieses Rahmens auf den Normalbetriebszustand gesetzt.
  • Die anderen Stationen, die mit dem Netz verbunden sind, können dann ihre Nachrichtenübertragung starten und ihre Funktion validieren.
  • Im Fall eines Aufweckens des Netzes durch eine andere Station schickt diese Station über das Netz einen Aufweckrahmen, der von der Steuerstation BSI erfasst wird.
  • 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.
  • Am Ende einer Zeitdauer des Aktivwerdens des Netzes wird die Netzzustandsmarke auf den Normalbetriebszustand gesetzt und die Rechner können dann ihre Nachrichtenübertragung starten.
  • Das Versetzen in Stand-by basiert auf dem Senden eines Rahmens für Befehl_BSI durch die Netzsteuerstation BSI, in welchem eine Netzzustandsmarke den Zustand angibt, in dem sich alle Stationen gleichzeitig befinden müssen.
  • Dieses Verfahren des Versetzens in Stand-by läuft in zwei Schritten ab, nämlich:
    • 1) Wenn die Steuerstation 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.
  • Das Aufwecken des Netzes durch eine Station, die mit diesem Letzteren verbunden ist, ist in 3 veranschaulicht.
  • In dieser Figur sind die Austausche zwischen der Station, auch "Organ" genannt, und der Station für das Management bzw. die Steuerung des Zustandes des Netzes, auch "BSI" genannt, über das multiplexte Netz für die Übertragung von Informationen, auch "BUS" genannt, veranschaulicht.
  • 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.
  • Das Auslösen dieses Aufweckens bzw. Aktivwerdens ist dadurch sichergestellt, dass das Organ irgendein Ereignis erfasst, in 3 mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnet.
  • 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.
  • Diese Nachricht wird beispielsweise durch die BSI empfangen, die sich initialisiert.
  • Am Ende der Initialisierungsperiode dieser BSI, in der Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 13 bezeichnet, ist die 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 Zustandsrah men für den Normalbetrieb des Netzes, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 16 bezeichnet, in das Netz zu senden.
  • 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 zum Steuern des Netzzustandes am Ende ihrer Initialisierungsperiode ausgelöst wird und dann, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Ende der Initialisierungsperiode dieser Steuerstation, ein Zustandsrahmen für den Normalbetrieb des Netzes gesendet wird.
  • Das Aufwecken des Netzes durch die BSI ist in 4 gezeigt.
  • Das Netz wird stets dazu gebracht, aus einem Stand-by-Zustand in einen Zustand des Aktivwerdens und dann in einen Normalbetriebszustand überzugehen.
  • Das Aufwecken des Netzes wird dann durch den Empfang und die Erfassung einer Anforderung des Aufweckens bzw. Aktivwerdens der Station BSI zum Steuern des Netzes durch diese hervorgerufen, wobei dieses Ereignis in der Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 17 bezeichnet ist.
  • Nach einer Initialisierungsphase, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 18 bezeichnet, sendet die Steuerstation 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.
  • Diese erste Quittierung ist in der Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 20 bezeichnet.
  • Die 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 bezeich net 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.
  • Nach Ablauf dieser Zeitdauer sendet die BSI einen Zustandsrahmen für den Normalbetrieb des Netzes, in 4 mit dem allgemeinen Bezugszeichen 23 bezeichnet.
  • Es versteht sich folglich, dass die Steuerstation dafür ausgelegt ist, um in Reaktion auf die Erfassung einer Anforderung des Aufweckens bzw. Aktivwerdens der Netzsteuerstation 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.
  • Das Versetzen des Netzes in Stand-by ist in 5 veranschaulicht.
  • In diesem Fall geht das Netz folglich aus einem Normalbetriebszustand in einen Zustand des Aktivwerdens und dann in einen Stand-by-Zustand über.
  • Im Normalbetrieb tauschen die BSI und die Organe, die mit dem Netz verbunden sind, funktionsbezogene Nachrichten aus, in der Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 24 bezeichnet.
  • Außerdem sendet die BSI einen Zustandsrahmen für den Normalbetrieb, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 25 bezeichnet, in das Netz.
  • Wenn die 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.
  • Es versteht sich dann, dass die Steuerstation 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.
  • Es versteht sich dann, dass eine solche Struktur ermöglicht, die Synchronisation des Übergangs in die verschiedenen Zustande des Stand-by, des Versetzend in Stand-by und des Normalbetriebs der verschiedenen Stationen des Netzes zu gewährleisten, ohne dass die Gefahr von Informationsverlusten besteht.

Claims (3)

  1. System zum Steuern des Wach-/Aufwach-Zustandes eines Multiplex-Netzes (1) insbesondere für Kraftfahrzeuge für die Übertragung von Informationen und zum Verbinden von Stationen (2, 3), wovon eine (BSI) eine Station zum Steuern des Zustandes des Netzes und daher der anderen Stationen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstation (BSI) bei der Erfassung von Bedingungen zum Versetzen des Netzes (26) in den Wachzustand so beschaffen ist, dass sie in das Netz periodisch einen Zustandesrahmen zum Versetzen des Netzes in den Wachzustand (27) und dann einen Wachzustand-Rahmen (28) sendet und dass sie nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer (29) seit diesem Wachzustand-Rahmen (28) die Versorgung (30) der mit dem Netz verbundenen Stationen unterbricht.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Reaktion auf die Erfassung einer Aufweckanforderung (17) von der Steuerstation (BSI) des Netzes und am Ende ihrer Initialisierungsperiode (18) die Steuerstation (BSI) so beschaffen ist, dass sie in das Netz periodisch eine Aufwecknachricht (19) für das Netz sendet, bis diese Station eine erste Protokollquittierung (20) dieser Nachricht von einer mit diesem Netz verbundenen Station empfängt, dann einen Aufweckzustand-Rahmen (21) für das Netz bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer (22) seit dem ersten Aussenden der Aufwecknachricht (19) sendet und dann einen Zustandsrahmen (23) für den Normalbetrieb des Netzes sendet.
  3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Reaktion auf die Erfassung einer Aufweckanforderung (10) von einer der anderen Stationen und am Ende ihrer Initialisierungsperiode (11) diese Station so beschaffen ist, dass sie in das Netz periodisch eine Aufwecknachricht (12) für das Netz sendet, derart, dass die Aussendung eines Aufweckzustand-Rahmens des Netzes (14) durch die Steuerstation (BSI) für den Zustand des Netzes am Ende ihrer Initialisierungsperiode (13) ausgelöst wird und dann nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer (15) nach dem Ende der Initialisierungsperiode (13) dieser Steuerstation (BSI) ein Zustandesrahmen für den Normalbetrieb (16) des Netzes ausgelöst wird.
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