ES2317472T3 - Sistema de adaptacion del protocolo de comunicacion de un calculador embarcado a bordo de un vehiculo automovil. - Google Patents

Abstract

Sistema de adaptación del protocolo de comunicación de un calculador embarcado a bordo de un vehículo automóvil, apto para ser conectado a través de una red de transmisión de informaciones (3) a herramientas (1) exteriores a éste, que utilizan dos protocolos de comunicación diferentes, poniendo en práctica mensajes de pregunta y de respuesta que comprenden identificantes, caracterizado porque los identificantes utilizados en los dos protocolos son los mismos pero invertidos, correspondiendo un identificante a un mensaje de pregunta en uno de los protocolos y a un mensaje de respuesta en el otro protocolo y porque el calculador comprende medios (6, 7, 10, 12) de reconocimiento del protocolo utilizado por la herramienta (1) que está conectada a él a partir del identificante contenido en el mensaje de pregunta para emitir un mensaje de respuesta que contiene un identificante correspondiente a este protocolo.

Description

Sistema de adaptación del protocolo de comunicación de un calculador embarcado a bordo de un vehículo automóvil.

La presente invención se refiere a un sistema de adaptación del protocolo de comunicación de un calculador embarcado a bordo de un vehículo automóvil.

De modo más particular, la invención se refiere a un sistema de adaptación del protocolo de este tipo, puesto en práctica por un calculador apto para ser conectado a través de una red de transmisión de informaciones a herramientas exteriores que utilizan dos protocolos de comunicación diferentes, que ponen en práctica mensajes de pregunta y de respuesta que comprenden identificantes de trama.

Se sabe que el desarrollo de un calculador embarcado a bordo de un vehículo automóvil necesita la utilización de diferentes tipos de herramientas asociadas, generalmente, al estado particular de desarrollo en el cual se encuentra.

Esquemáticamente, un desarrollo de este tipo puede dividirse en tres fases distintas, que son, una fase de puesta a punto, una fase de industrialización y una fase de mantenimiento.

La fase de puesta a punto se extiende desde el principio de un proyecto hasta la disponibilidad del vehículo en las fábricas de producción de un constructor. Este primer vehículo se denomina entonces "preserie fuera de línea". Esta fase necesita la utilización de herramientas exteriores al vehículo para la realización de las funciones y de las calibraciones necesarias, por ejemplo, para la adaptación de un calculador del motor al vehículo en el cual éste será montado.

Estas herramientas utilizan, generalmente, un protocolo de comunicación denominado "CAN CCP" (Can Calibration Protocol), bien conocido en el estado de la técnica, para dirigirse al calculador destinatario con el fin de, por ejemplo, leer parámetros funcionales o también escribir cartografías, etc...

La fase de industrialización está comprendida entre la recepción del primer vehículo fuera de línea y el lanzamiento comercial y permite la puesta a punto de las gamas de montaje y de las herramientas industriales. En esta fase, las herramientas exteriores al vehículo comunican con el calculador según un protocolo normalizado ISO15765, que es, igualmente, el protocolo utilizado por las herramientas de servicio post-venta de los constructores.

La fase de mantenimiento se utiliza, tanto en la red de postventa del constructor para el entretenimiento del vehículo, como durante los controles técnicos en ciertos países.

La comunicación entre el calculador y la herramienta exterior se asegura entonces, por medio del protocolo de comunicación ISO15765 y de modo más particular del protocolo ISO15765-4, en el marco de una comunicación de tipo reglamentario asociada al control del sistema de vigilancia, especialmente, de las emisiones contaminantes del motor del vehículo.

Para transmitir o leer informaciones en un calculador embarcado en un vehículo automóvil, todas estas herramientas exteriores de comunicación transmiten el conjunto de sus peticiones o preguntas a través de una red de transmisión de informaciones, de tipo, por ejemplo, CAN, unida a la toma de diagnóstico centralizada del vehículo.

Así pues, esta misma red CAN es puesta a contribución en las tres fases citadas anteriormente.

Sin embargo, otras necesidades, tales como la validación de un producto o la técnica de un proveedor, necesitan la cohabitación del conjunto de los protocolos en el seno de una misma unidad central de tratamiento de informaciones con el fin de asegurar la continuidad de su desarrollo.

Ahora bien, esta cohabitación, para que pueda tener lugar, presenta una dificultad importante.

En efecto, para que un vehículo actual funcione correctamente, numerosos calculadores dedicados a funciones específicas de este vehículo, tales como, por ejemplo, un calculador de control de suspensión o también un calculador de ABS/ESP, etc..., deben intercambiarse numerosas informaciones, como, por ejemplo, el régimen del motor, que es transmitido al calculador de la caja de cambios por el calculador de control del motor, la velocidad del vehículo, que es transmitida al calculador de control del motor por el calculador de ABS/ESP, etc...

El conjunto de estos intercambios representa la mensajería funcional de un vehículo. Estas informaciones se reagrupan en un cierto número de tramas o mensajes periódicos que circulan por las diferentes redes CAN del vehículo. Siendo la periodicidad de estas tramas función de las necesidades funcionales, un identificante único está asociado a cada una de estas tramas teniendo en cuenta aspectos de prioridad.

En efecto, una red tal como la red CAN se apoya en un mecanismo de arbitraje de bus basado en el valor del identificante (si dos tramas son transmitidas al mismo tiempo por la red, únicamente va a ser transmitida aquélla cuyo identificante es de menor valor, siendo puesta la otra trama en espera y transmitida después).

Así pues, conviene asegurarse de que el conjunto de los identificantes CAN reservados a las preguntas/respuestas de las herramientas/los calculadores pueden cohabitar con los otros identificantes CAN definidos en la mensajería funcional del vehículo. Esto, por tanto, implica para los constructores definir y gestionar el conjunto de los identificantes CAN que deberán circular a través de las redes, incluidos los utilizados por las herramientas de los proveedores, con el fin de verse libres de posibles conflictos.

Medios para asignar identificantes únicos a los calculadores embarcados de una red, son conocidos, por ejemplo, por los documentos US6085259 y US621172. Por otra parte, por la patente EP495515 se conoce un procedimiento de atribución de identificantes a mensajes que provienen de nudos de una red de comunicación, que permite reutilizar identificantes de mensaje cuando estos ya no están en utilización.

En efecto, es indispensable garantizar la unicidad de cada identificante (cuando un identificante CAN de respuesta es utilizado por un calculador, ninguno otro debe utilizar este identificante so pena de perturbación y de imposibilidad de que la herramienta comprenda la respuesta a la petición transmitida).

La complejidad de esta gestión aparece durante la reconducción de un calculador transversal montado, por ejemplo, en casi toda la gama de vehículos de un constructor. Con el fin de no crear diversidad, los identificantes definidos para un vehículo son conservados en todos aquéllos en los cuales está montado el producto.

Por otra parte, esta dificultad aumenta considerablemente durante la migración de la comunicación de los calculadores desde su línea serie bidireccional K (de acuerdo con la norma ISO14230) hacia el bus CAN, donde la elección de los identificantes ha debido hacerse en función de los "espacios" disponibles de la mensajería funcional existente y esto dentro del respeto de las prioridades definidas.

Finalmente, conviene mencionar que el número de identificantes CAN utilizables para cada calculador depende directamente del número de controladores CAN, es decir, de componentes físicos, asignados al calculador y que la adición de un nuevo controlador CAN, incluso si éste puede ser tenido en cuenta durante el desarrollo de una nueva generación de calculador, es redhibitorio en el marco de un proyecto ya desarrollado y reconducido.

Sin embargo, para responder a las diferentes necesidades mencionadas, la exigencia actual de los proveedores de calculadores continúa siendo reservarles, para cada calculador conectado a una red CAN, 5 identificantes para la utilización del protocolo CAN CCP.

En explotación, este protocolo necesita dos identificantes para las pregunta/respuesta-herramienta/calculador y tres identificantes suplementarios utilizados por el calculador para transmitir parámetros físicos de medición. Ahora bien, habida cuenta del número de calculadores potencialmente conectados a la red CAN, esta exigencia no es de recibo en la mayoría de los casos, ya sea porque, habida cuenta de los criterios de asignación, el espacio disponible de los identificantes no existe, o porque esto puede conducir a tener que embarcar en los calculadores un controlador CAN suplementario, como se describe, por ejemplo, en el documento US6553039 que propone utilizar un convertidor capaz de identificar el protocolo utilizado por un bus exterior a la red y convertir los identificantes en el protocolo propio de este bus.

Así pues, el objeto de la invención es proponer un sistema que permita simplificar la toma en consideración de esta exigencia, tanto en términos de gestión, como de coste para los calculadores embarcados. A tal efecto, la invención tiene por objeto un sistema de adaptación del protocolo de comunicación de un calculador embarcado a bordo de un vehículo automóvil, apto para ser conectado, a través de una red de transmisión de informaciones, a herramientas exteriores a éste, que utilizan dos protocolos de comunicación diferentes, poniendo en práctica mensajes de pregunta y de respuesta que comprenden identificantes, caracterizado porque los identificantes utilizados en los dos protocolos son los mismos pero invertidos, correspondiendo un identificante a un mensaje de pregunta en uno de los protocolos y a un mensaje de respuesta en el otro protocolo y porque el calculador comprende medios de reconocimiento del protocolo utilizado por la herramienta que le está conectada a partir del identificante contenido en el mensaje de pregunta, para emitir un mensaje de respuesta que contiene un identificante correspondiente a este protocolo.

De acuerdo con otras características:

- uno de los protocolos es el protocolo CAN CCP y el otro protocolo es el protocolo ISO15765;

- la red de transmisión de informaciones es una red de tipo CAN.

La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que sigue, dada únicamente a título de ejemplo y hecha refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:

La Fig. 1 representa un esquema sinóptico que ilustra la conexión de una herramienta de comunicación exterior al vehículo a diferentes calculadores embarcados;

Las Figs 2 y 3 ilustran la adaptación de protocolo puesta en práctica en un sistema de adaptación de acuerdo con la invención; y

La Fig. 4 representa un organigrama de reconocimiento de protocolo y de adaptación del protocolo utilizado por un calculador, puesto en práctica en un sistema de acuerdo con la invención.

En efecto, en la figura 1 se ha ilustrado un esquema sinóptico que ilustra la conexión de una herramienta de comunicación exterior al vehículo, designada por la referencia general 1, a un conjunto de calculadores de a bordo embarcados a bordo del vehículo automóvil, estando designado este conjunto de calculadores por la referencia general 2.

Esta conexión está asegurada, por ejemplo, a través de una red de transmisión de informaciones designada por la referencia general 3 y que comprende, por ejemplo, una red de tipo CAN u otra.

Para asegurar la conexión de la herramienta al conjunto de calculadores se utiliza un conector centralizado del vehículo, designado por la referencia general 4.

Este conjunto de calculadores puede comprender un cierto número de calculadores, tales como, por ejemplo, un calculador de caja de cambios, un calculador de control del motor, un calculador de caja de servicio, un calculador combinado, etc...

Para conectar diferentes calculadores entre sí, puede utilizarse una red de transmisión de informaciones de tipo CAN intersistema.

Como se indicó anteriormente, a estos calculadores embarcados pueden estar conectadas herramientas de comunicación exteriores que utilizan dos protocolos de comunicación diferentes.

En efecto, como se indicó anteriormente, a este conjunto de calculadores pueden estar conectadas, una herramienta de comunicación que utiliza el protocolo de comunicación CAN CCP, y una herramienta de comunicación que utiliza el protocolo de comunicación ISO15765.

Para resolver los problemas anteriormente mencionados, el sistema de acuerdo con la invención permite la utilización en el seno de un mismo calculador de los mismos identificantes de mensajes para las preguntas/respuestas, a la vez, para el protocolo CAN CCP y el protocolo ISO15765. Sin embargo, para que esto pueda funcionar, estos identificantes son invertidos. Dicho de otro modo, el identificante de un mensaje utilizado por una herramienta para plantear una pregunta al calculador según el protocolo ISO15765, se utilizará igualmente por el calculador para responder a la pregunta de una herramienta que utiliza el protocolo CAN CCP para plantear una pregunta.

Este funcionamiento está ilustrado más en detalle en las figuras 2 y 3.

La figura 2 ilustra el funcionamiento en el caso en que la herramienta exterior utilice el protocolo de comunicación ISO15765. La herramienta transmite entonces una petición o una pregunta utilizando un identificante 0x6A8 con destino al calculador embarcado. Este calculador recibe entonces esta petición, la trata y transmite la respuesta utilizando el identificante 0x688.

Si la herramienta exterior utiliza el protocolo CAN CCP, ésta transmite una petición utilizando el identificante 0x688. Este mensaje de petición es recibido por el calculador, que le trata y puede entonces transmitir una respuesta utilizando el identificante 0x6A8.

La cohabitación necesaria de protocolos en el seno de una misma unidad de tratamiento no implica que estos puedan ser utilizados simultáneamente habida cuenta del hecho de que una única herramienta permanece conectable a la red, es decir, al calculador. Dicho de otro modo, con un sistema de este tipo pueden utilizarse perfectamente, alternativamente, uno u otro protocolo de comunicación.

Así pues, cada calculador embarcado dispone de una función de autodetección del protocolo utilizado por la herramienta en función del identificante de los mensajes transmitidos para abrir una sesión de comunicación y de adaptación del protocolo utilizado para la respuesta.

Esto está ilustrado, por ejemplo, en la figura 4, donde la etapa 5 ilustra una prueba para determinar si el calculador ha recibido una petición o no.

Si este es el caso, el calculador busca entonces reconocer el protocolo utilizado por la herramienta que está conectado a ella, analizando el identificante contenido en el mensaje. Este identificante recibido en el mensaje es comparado, por ejemplo, con un identificante predeterminado, tal como el identificante 0x688, en la etapa 6.

Si este es el caso, el calculador detecta entonces, en 7, una petición emitida de acuerdo con el protocolo CAN CCP. En 8, el calculador trata esta petición, prepara la respuesta y recibe una autorización de utilización, por ejemplo, de los tres identificantes reservados para las tramas de medición.

En 9, el calculador emite la respuesta utilizando el identificante de respuesta 0x6A8 correspondiente a este protocolo CAN CCP.

Si la respuesta a la prueba en 6, correspondiente al reconocimiento del identificante particular, es negativa, en 10, el identificante del mensaje recibido es comparado con el identificante 0x6A8. Si la respuesta a esta prueba es negativa, en 11, el calculador no tiene que realizar un tratamiento particular para este módulo.

Por el contrario, si la respuesta a la prueba en 10 es positiva, el calculador detecta, en la etapa 12, una petición emitida de acuerdo con el protocolo ISO15765.

En 13, se trata la petición y se prepara la respuesta antes de ser emitida, en 14, por el calculador, utilizando un identificante de respuesta correspondiente a este protocolo, es decir, el identificante 0x688.

Se concibe entonces que en un sistema de este tipo, los identificantes utilizados en los dos protocolos son los mismos, pero invertidos, correspondiendo un identificante a un mensaje de pregunta en uno de los protocolos y a un mensaje de respuesta en el otro protocolo e inversamente.

El calculador comprende, entonces, medios de reconocimiento del protocolo utilizado por la herramienta que está conectada a él a partir del identificante contenido en un mensaje de pregunta para emitir un mensaje de respuesta que contiene un identificante correspondiente a este protocolo.

El ejemplo de la figura 4 es una petición en el caso de un calculador de control del motor que utiliza identificantes de tipo 0x6A8 y 0x688.

Naturalmente, pueden considerarse otros ejemplos.

Hay que observar que los identificantes así definidos tienen sensiblemente los mismos niveles de prioridad en el bus CAN (0x6XX en la tarjeta del ejemplo del calculador de control del motor), cualquiera que sea el protocolo utilizado, de tal modo que las peticiones que provienen de las herramientas influyan lo menos posible en los intercambios funcionales entre calculadores, es decir, lo que hace funcionar el vehículo.

Así pues, los identificantes asignados al protocolo CAN CCP están definidos en las mismas páginas que aquéllas que han sido elegidas para las herramientas de serie, garantizando así no perturbar el vehículo durante la explotación de la herramienta.

Además, es posible, igualmente, reservar los mismos tres identificantes de medición (tramas de medición del protocolo CCP) para todos los calculadores de un vehículo habida cuenta del hecho de que estos únicamente pueden ser utilizados, es decir, transmitidos por un calculador, a partir del momento en que se activa una sesión de comunicación CCP.

Naturalmente, es evidente que pueden considerarse todavía otros modos de realización y que los identificantes anteriormente mencionados han sido utilizados únicamente a título de ejemplo para ilustrar el funcionamiento del sistema de acuerdo con la invención.

Claims (3)

1. Sistema de adaptación del protocolo de comunicación de un calculador embarcado a bordo de un vehículo automóvil, apto para ser conectado a través de una red de transmisión de informaciones (3) a herramientas (1) exteriores a éste, que utilizan dos protocolos de comunicación diferentes, poniendo en práctica mensajes de pregunta y de respuesta que comprenden identificantes, caracterizado porque los identificantes utilizados en los dos protocolos son los mismos pero invertidos, correspondiendo un identificante a un mensaje de pregunta en uno de los protocolos y a un mensaje de respuesta en el otro protocolo y porque el calculador comprende medios (6, 7, 10, 12) de reconocimiento del protocolo utilizado por la herramienta (1) que está conectada a él a partir del identificante contenido en el mensaje de pregunta para emitir un mensaje de respuesta que contiene un identificante correspondiente a este protocolo.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque uno de los protocolos es el protocolo CAN CCP y el otro protocolo es el protocolo ISO15765.

3. Sistema de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la red de transmisión de informaciones es una red de tipo CAN.