WO2008071560A1 - Schnittstelleneinheit und verfahren zur kommunikationsverwaltung in einem rechnernetzwerk - Google Patents

Schnittstelleneinheit und verfahren zur kommunikationsverwaltung in einem rechnernetzwerk Download PDF

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WO2008071560A1
WO2008071560A1 PCT/EP2007/063044 EP2007063044W WO2008071560A1 WO 2008071560 A1 WO2008071560 A1 WO 2008071560A1 EP 2007063044 W EP2007063044 W EP 2007063044W WO 2008071560 A1 WO2008071560 A1 WO 2008071560A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
interface unit
computer network
unit
description file
control units
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/063044
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Laichinger
Burkhard Triess
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2008071560A1 publication Critical patent/WO2008071560A1/de

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • G01R31/007—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks using microprocessors or computers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/23—Pc programming
    • G05B2219/23451—Software in the loop, bypass function, execute new program parts on external device

Definitions

  • the present invention relates to an interface unit for communication management in a computer network according to the preamble of claim 1, a computer network comprising such a unit according to the preamble of claim 7, and a method for communication management in a computer network with a corresponding unit according to claim 13.
  • Computer networks of said type are u. A. formed in the test bench technology for vehicle applications (applications).
  • test benches for adapting the parameters in a control device and thus the functions e.g. used for optimum control of engines. This is e.g. necessary in order to adapt the control unit functions to the specific engine at various operating points so that the prescribed exhaust gas values are complied with.
  • a complex, networked measuring technique measures both ECU-internal measured variables and
  • Measured variables from external sensors With an elaborate system, the measurement results are prepared and optimized optimization algorithms are used to optimize the adaptation parameters (adjustment variables) contained in a (motor) control unit. These optimized parameters are converted into the resource-optimized display format of the control unit and written to its memory via an application interface and activated there. This process runs cyclically until an optimum is reached.
  • FIG. 1 shows such a system in which the test stand of an integrated test bench and automation system TAS (test and automation system) causes different load profiles, for example on the engine E (engine) of a vehicle V (vehicle), and measured variables via a standardized interface received from the application tool of an application and measurement tool AMT (Application and Measuring Tool).
  • TAS test and automation system
  • AMT Application and Measuring Tool
  • tax device-specific measured values are converted into a form which can be processed by the test stand using an automation system TAS, typically a physical representation.
  • the adjustment variables obtained on the basis of the optimization algorithms running on the automation system are converted by the application tool into the corresponding control device-specific representation and transmitted as application parameters to a control unit Cx (Control).
  • control unit-internal measured variables as well as measured variables from external sensors Sx are transmitted to the measuring tool.
  • the interface between the application tool and the automation system is standardized and summarized in ASAM (Association for Standardization of Automation and Measuring Systems) as ASAM-MCD3 (Measure, Calibrate, Diagnosis).
  • ASAM-MCD3 Measure, Calibrate, Diagnosis
  • the interfaces between the application tool and the Cx control unit are also standardized in ASAM.
  • the ECU description file is used as the common basis between the application tool and the automation system. In this file is not only the communication, but also the adjustment and measured variables of the control unit CX and their conversion rules are defined by an internal ECU (Hex) representation in a general physical representation.
  • FIG. 2 shows the communication hierarchy of the system described above.
  • the controller Cx shown on the lowest level and the sensors Sx are integrated into the system via an interface II (interface I) via interface hardware IH (interface hardware).
  • interface II interface II
  • IH interface hardware
  • the hardware IH shows - from left to right - the units ES690, CAN-Card (CAN-Link II) and USB2CAN.
  • Information between the sensors Sx and the respective hardware IH is transmitted on the basis of an address-based ECU (Electronic Control Unit) protocol (ETK, XCP, CCP, UDP).
  • ECU Electronic Control Unit
  • a next higher interface 12 the application and measuring tool AMT, here as an MCD tool (Measure, Calibrate, diagnostic tool), based on an Etherne1 / PC interface protocol, eg the Simple Transport Protocol provided.
  • MCD tool Measure, Calibrate, diagnostic tool
  • Etherne1 / PC interface protocol eg the Simple Transport Protocol provided.
  • Etherne1 / PC interface protocol eg the Simple Transport Protocol provided.
  • Etherne1 / PC interface protocol eg the Simple Transport Protocol provided.
  • Etherne1 / PC interface protocol eg the Simple Transport Protocol provided.
  • a description file A2L which converts the conversion formulas of this HEX data into a physical representation, eg a speed or includes a torque of the engine E.
  • Standard drivers such as ASAPIb, IXXAT or Vector API are used.
  • test tools in particular of the application and optimization tools
  • control unit another aims at the complete removal of the application tool from the communication chain and the shifting of its functionality into the test bench and into the further optimization tools.
  • German Patent Application DE 102 37 715 also discloses a gateway control unit which assumes a radio connection and thus facilitates the exchange and modification of protocols in a computer network (of a vehicle).
  • the functionality of the application interfaces is also adapted to the available resources of the ECU and can vary greatly from project to project.
  • the standardized application interfaces are designed for single-master operation only. Due to this complexity, so far only the application and measuring tool INCA (Integrated Calibration and Application Tool) of the present applicant has been able to assert itself in such an application.
  • This object is achieved, on the one hand, by an interface unit which is designed to store a respective description file of the control devices and to coordinate the communication between the test tools and the control devices on the basis of this description file.
  • An essential point of the interface unit according to the invention consists in the fact that the specified description file specifies a master gateway which is able to coordinate the optimization and measurement data acquisition tools with one another.
  • the gateway Through the interposition of the gateway between the application tool and the control unit, both the single-master capability of the control unit in the gateway can be resolved, and all in-vehicle measured variables from control units and the vehicle bus can be made available to the other applications.
  • different applications can access quasi simultaneously and with high performance, which enables efficient communication between the network components.
  • the latter components also do not have to be modified, which makes the solution according to the invention particularly simple and cost-effective.
  • the description file of the control units also includes information on their measurement and adjustment behavior, d. h also records properties and behavior of the adaptation parameters. This allows a configuration of the ECUs that goes beyond just specifying and converting the parameters, and a better quality fit, ie. h Optimization of the devices in the specific application allows. It may also be advantageous if the description file also includes information on the interface design of the control units. As a result, control devices with the same measurement and adjustment behavior but different interfaces can be integrated, e.g. Devices of different versions or newer or even older series.
  • the application interfaces allow only single-master accesses.
  • state machines are provided in the interface unit, which decouple multiple accesses to a control unit from each other.
  • two applications can simultaneously access a control unit for adjusting the application parameters.
  • the cycle time is not sufficient, for example for high-performance dynamic adaptations of ECU parameters, the optimization of a limited range of functions can also be transferred to the interface unit.
  • the unit may also use signals and metrics from other network components, such as measurement systems located on the same bus. As a result, the computing load is shifted into the unit, as a result of which the reaction time of the connected components drops and / or correspondingly additional hardware could be completely saved.
  • a further reduction of the cycle time can also be achieved by shifting particularly simple simulations, optimization algorithms and bypass applications into the interface unit.
  • a simulation, optimization and / or bypass system can be implemented in the unit.
  • the object mentioned at the outset is also achieved by a computer network according to claim 7, in which the interface unit is connected on the one hand to at least one of the test tools, and on the other hand to at least one of the control units.
  • An essential point of the computer network according to the invention consists in the efficient communication between all network components due to the MultiMaster capability of the interface unit, which in turn is based on the stored there description file for the control units.
  • this description file such a defined gateway can communicate for measuring and adjusting the e.g. Initialize control units contained in a vehicle. All measured values are then made available both to the applications for processing and to the measuring tool for recording. In this case, the gateway requests the sum of all measured variables required by the tools and makes them available to the tools according to the description file.
  • the test tools comprise at least one application and measurement tool. This enables particularly efficient communication between these tools and the other components. borrowed. Even more so, as the test tools may further comprise a test bench and automation system, a simulation system and / or a calibration system. This allows the network to display a complete test environment.
  • a particularly simple decoupling of the multiple access to a control unit in the computer network according to the invention is ensured by the fact that the adjustment interface of a control unit has a shorter reaction time than the execution time of a sum of requirements for this control unit, for. with ETK (emulation probe) interface.
  • ETK emulator probe
  • a configuration tool for storing a respective description file of the control devices. This description file is then distributed to the participating test tools. A particularly good usability of the configuration tool is achieved if this is integrated into one of the test tools.
  • An essential point of the method according to the invention consists in its simple structure, which allows a cost-effective implementation in hardware and / or software, but at the same time is the basis for the already described efficient communication between the network components.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention is specified in claim 14 and relates to the processing of individual actions in the interface unit, in which the execution of individual requirements and / or the provision of the acquired measured variables can be executed prioritized. This can speed up the processing and delivery of particularly relevant information and improve communication efficiency. Due to the efficient communication between network components via the interface unit according to the invention, in particular the cycle time of optimization processes can be reduced. Therefore, preferably, the interface unit, the
  • Control device to the engine of a vehicle
  • FIG. 2 shows the communication hierarchy of the system of Figure 1 based on the individual levels associated network components
  • FIG. 3 shows a system for adapting parameters of several control devices to the engine of a vehicle, with an interface unit according to the invention.
  • FIG. 1 shows a known system for adapting parameters of a control unit Cx to the engine E of a vehicle V, with an application and measurement tool AMT, the application tool communicates on the one hand with a test bench and automation system and on the other hand measured variables and Verstellan Kunststoffen to the control unit Cx passes.
  • the acquired measured variables are returned by the control unit Cx and sensors Sx to the measuring tool.
  • Such a system is, as already described in the introduction, limited on the one hand by its single-master capability, on the other hand by its complexity, which is expressed inter alia in the lack of processability of a larger number of application parameters.
  • FIG. 2 shows the communication hierarchy of the system of FIG.
  • FIG. 3 shows a system for adapting parameters of a plurality of control units C1... Cx to the engine of a vehicle, with an interface unit G according to the invention, which interfaces with the controllers C1... Cx via interfaces X2E and the XCP protocol Test bench and automation system TAS, and an application and measuring tool AMT.
  • the unit G is connected via the XCP protocol to a bus interface Bl (Bus Interface) to a Flexray or CAN (Controller Area Network) bus.
  • Bus interface Bl Bus Interface
  • Flexray or CAN Controller Area Network
  • the unit G acts much like a filter, which also has a bus B with a measuring system MS (Measuring System), comprising e.g.
  • a knocker Ansaug Kunststoff- and / or particle detection, with an actuator system AS (Actuator System), comprising a gas, clutch and / or gear recognition, and a load device LU (Load Unit) is connected.
  • AS Actuator System
  • the data provided on the bus B can be processed directly to the test bench and automation system TAS (and vice versa) and / or via the unit G - as needed - to the system TAS, to the application and measuring tool AMT and / or. or passed on to the simulation and bypass system SBS.
  • the inventive communication management of the interface unit G in the computer network N consisting essentially of the control units Cl ... C3, the application and measurement tool AMT, the simulation and bypass system SBS and the test bench and automation system TAS, on the one hand, the multi-master capability of the system is justified, d. h several ECUs Cl ... Cx such as test tools AMT, TAS and / or SBS can be managed simultaneously. As a result, a larger volume of communication, even in the dynamic range and with a greater number of parameters than before, can be handled.
  • the functionality of the unit G which is increased beyond the usual functionality of a gateway, allows the top two communication levels still visible in FIG. 2 to merge into a single level. This reduces the complexity of the overall system with the need for additional interfaces.
  • the central position of the unit G enables the recording and needs-based, d. h targeted distribution of the data to the respectively requesting network component, eg AMT, TAS or SBS. Since the solution according to the invention also requires no modification of the latter components for the use of the unit G according to the invention, a particularly simple, efficient and cost-effective adaptation of the parameters of control units is possible with this.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnittstelleneinheit (G) zur Kommunikationsverwaltung in einem Rechnernetzwerk (N), die einerseits mit wenigstens einem Testwerkzeug (TAS, AMT, SBS) für Steuergeräte (C1... Cx), und andererseits mit wenigstens einem der Steuergeräte (C1... Cx) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (G) zum Hinterlegen einer jeweiligen Beschreibungsdatei der Steuergeräte (C1... Cx), und zum Koordinieren der Kommunikation zwischen den Testwerkzeugen (TAS, AMT, SBS) und den Steuergeräten (C1... Cx) auf Basis dieser Beschreibungsdatei ausgestaltet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Schnittstelleneinheit und Verfahren zur Kommunikationsverwaltung in einem Rechnernetzwerk
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnittstelleneinheit zur Kommunikationsverwaltung in einem Rechnernetzwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Rech- nernetzwerk umfassend eine solche Einheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7, sowie ein Verfahren zur Kommunikationsverwaltung in einem Rechnernetzwerk mit einer entsprechenden Einheit nach Anspruch 13.
Rechnernetzwerke der besagten Art werden u. A. in der Prüfstandstechnik für Fahrzeug- anwendungen (Applikationen) gebildet. In diesem Bereich werden Prüfstände zur Anpassung der Parameter in einem Steuergerät und damit der Funktionen z.B. für die optimale Steuerung von Motoren eingesetzt. Dies ist z.B. notwendig, um in verschiedenen Betriebspunkten die Steuergerätefunktionen auf den spezifischen Motor so anzupassen, dass die vorgeschriebenen Abgaswerte eingehalten werden. Hierbei misst eine komplexe, untereinander vernetzte Messtechnik sowohl steuergeräteinterne Messgrößen als auch
Messgrößen von externen Sensoren. Mit einem aufwändigen System werden die Messergebnisse aufbereitet und anhand von Optimierungsalgorithmen die in einem (Motor) Steuergerät enthaltenen Anpassungsparameter (Verstellgrößen) optimiert. Diese op- timierten Parameter werden in das ressourcenoptimierte Darstellungsformat des Steuer- geräts gewandelt und über eine Applikationsschnittstelle in dessen Speicher geschrieben und dort aktiviert. Dieser Vorgang läuft solange zyklisch ab, bis ein Optimum erreicht ist.
Die Figur 1 zeigt ein derartiges System, bei dem der Prüfstand eines integrierten Prüfstands- und Automationssystems TAS (Test and Automation System) verschiedene Last- profile z.B. an dem Motor E (Engine) eines Fahrzeugs V (Vehicle) verursacht und Messgrößen über eine standardisierte Schnittstelle von dem Applikationstool eines Applikations- und Messtools AMT (Application- and Measuring Tool) erhält. Hierbei werden steu- ergerätespezifische Messwerte in eine von dem Prüfstand mit Automatisierungssystem TAS verarbeitbare Form typischerweise physikalischer Darstellung umgewandelt. Die anhand der auf dem Automatisierungssystem laufenden Optimierungsalgorithmen gewonnenen Verstellgrößen werden von dem Applikationstool in die entsprechende steuer- gerätespezifische Darstellung gewandelt und als Applikationsparameter an ein Steuergerät Cx (Control) übertragen. Umgekehrt werden steuergeräteinterne Messgrößen genauso wie Messgrößen externer Sensoren Sx an das Messtool übermittelt. Die Schnittstelle zwischen dem Applikationstool und dem Automatisierungssystem ist dabei standardisiert und in ASAM (Association for Standardization of Automation and Measuring Systems) als ASAM-MCD3 (Measure, Calibrate, Diagnose) zusammengefasst. Auch die Schnittstellen zwischen dem Applikationstool und dem Steuergerät Cx ist in ASAM standardisiert. Als gemeinsame Basis zwischen Applikationstool und Automatisierungssystem wird die Steuergerätebeschreibungsdatei verwendet. In dieser Datei ist nicht nur die Kommunikation, sondern sind auch die Verstell- und Messgrößen des Steuergeräts CX sowie deren Um- rechnungsregeln von einer steuergeräteinternen (Hex)-Darstellung in eine allgemeingültige physikalische Darstellung definiert.
Die Figur 2 zeigt die Kommunikationshierarchie des vorstehend beschriebenen Systems. Das auf der untersten Ebene dargestellte Steuergerät Cx und die Sensoren Sx sind dabei über eine Schnittstelle Il (Interface I) über Schnittstellenhardware IH (Interface Hardware) in das System eingebunden. Die Hardware IH zeigt dabei - von links nach rechts - die Einheiten ES690, CAN-Card (CAN-Link II) und USB2CAN. Informationen zwischen den Sensoren Sx und der jeweiligen Hardware IH werden auf Basis eines adressbasierten ECU(Electronic Control Unit)-Protokolls (ETK, XCP, CCP, UDP) übertragen. Diese Infor- mationen der Sensoren Sx werden über eine nächst höhere Schnittstelle 12 (Interface 2) dem Applikations- und Messwerkzeug AMT, hier als MCD-Werkzeug (Measure, Calibrate, Diagnose-Tool) bezeichnet, auf Basis eines Etherne1/PC-Schnittstellenprotokolls, z.B. dem Simple Transport Protocol zur Verfügung gestellt. Um für das MCD-Werkzeug interpretierbar zu sein, sind sowohl die HEX-Daten des Steuergeräts Cx als auch der Senso- ren Sx, als auch eine Beschreibungsdatei A2L erforderlich, welche die Umrechnungsformeln dieser HEX-Daten in eine physikalische Darstellung, z.B. eine Drehzahl oder ein Drehmoment des Motors E umfasst. Dabei kommen Standartreiber wie z.B. ASAPIb, IXXAT oder Vector API zum Einsatz. Die physikalischen Messgrößen werden schließlich dem Prüfstands- und Automatisierungssystem TAS über eine weitere Schnittstelle 13 (In- terface 3) auf Basis des PC-Schnittstellenprotokolls ASAM3 bereitgestellt, wobei die Signalnamen mit Hilfe des MCD3-Protokolls übertragen werden. Die bedarfsgerechte An- Steuerung des Prüfstands selbst geschieht schließlich wieder unter Verwendung der Beschreibungsdatei A2L
Grundsätzlich erfordert der komplexe Aufbau des herkömmlichen Systems der Figuren 1 und 2 erhebliche Ressourcen zur Übertragung und entsprechenden Wandlung/Bereitstellung der Daten, womit dessen Leistungsfähigkeit schnell an Grenzen stößt. Hinzu tritt, dass die Anzahl der Applikationsparameter als auch die Komplexität der Optimierungsalgorithmen in den letzten Jahren dramatisch angestiegen ist. In der Folge dauert ein Optimierungszyklus mit den Schritten Messen- Verstellen- Messen zu lange; zudem ist mit dieser Strategie keine Optimierung im dynamischen Bereich möglich. Aus diesem Grund wurden schon unterschiedlichste Ansätze zur Leistungssteigerung und Optimierung der Schleife verfolgt.
Eine Überlegung sieht den parallelen Zugriff der Testwerkzeuge, insbesondere der Appli- kations- und Optimierungswerkzeuge auf das Steuergerät vor, eine andere zielt auf das gänzliche Entfernen des Applikationswerkzeugs aus der Kommunikationskette und das Verlagern seiner Funktionalität in den Prüfstand und in die weiteren Optimierungswerkzeuge.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 37 715 ist auch eine Gateway- Steuereinheit bekannt, die eine Funkanbindung übernimmt und somit den Austausch und die Änderung von Protokollen in einem Rechnernetzwerk (eines Fahrzeugs) erleichtert.
All diesen Ansätzen steht allerdings entgegen, dass bei den Steuergeräten die Daten und Messgrößen in laufzeit- und ressourcenoptimierter Weise auf unterschiedlichste Art und
Weise abgelegt sind. Auch die Funktionalität der Applikationsschnittstellen ist auf die vorhandenen Ressourcen des Steuergeräts angepasst und kann sich von Projekt zu Projekt stark unterscheiden. Zudem sind die standardisierten Applikationsschnittstellen nur für den Single- Master- Betrieb ausgelegt. Aufgrund dieser Komplexität konnte sich bislang auch nur das Applikations- und Messwerkzeug INCA (Integrated Calibration and Application Tool) der hier tätigen Anmelderin in einer solchen Anwendung behaupten.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kommunikation in einem Rechnernetzwerk, insbesondere in einem Netzwerk zur fahrzeugspezifischen Anpassung der Parameter von Steuergeräten, einfach, effizient und kostengünstig zu gestalten. Diese Aufgabe wird zum einen durch eine Schnittstelleneinheit gelöst, die zum Hinterlegen einer jeweiligen Beschreibungsdatei der Steuergeräte, und zum Koordinieren der Kommunikation zwischen den Testwerkzeugen und den Steuergeräten auf Basis dieser Beschreibungsdatei ausgestaltet ist.
Ein wesentlicher Punkt der erfindungsgemäßen Schnittstelleneinheit besteht dabei darin, dass durch die hinterlegte Beschreibungsdatei ein M ulti- Master- Gateway spezifiziert wird, das in der Lage ist, die Optimierungs- und Messdatenerfassungswerkzeuge miteinander zu koordinieren. Durch die Zwischenschaltung des Gateways zwischen Applikationswerkzeug und Steuergerät kann sowohl die Single- Masterfähigkeit des Steuergeräts in dem Gateway aufgelöst, als auch sämtliche fahrzeuginterne Messgrößen aus Steuergeräten und dem Fahrzeugbus den anderen Anwendungen zur Verfügung gestellt werden. Somit können verschiedene Applikationen quasi gleichzeitig und performant zugreifen, womit eine effiziente Kommunikation zwischen den Netzwerkkomponenten möglich ist. Letztgenannte Komponenten müssen auch nicht modifiziert werden, was die erfindungsgemäße Lösung besonders einfach und kostengünstig macht.
Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schnittstelleneinheit sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben.
Danach ist es in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die Beschreibungsdatei der Steuergeräte auch Angaben zu deren Mess- und Verstellverhalten um- fasst, d. h auch Eigenschaften und Verhalten der Anpassungsparameter aufnimmt. Damit ist eine Konfiguration der Steuergeräte möglich, die über die reine Angabe und Umrechnung der Parameter hinausgeht, und eine qualitativ bessere Anpassung, d. h Optimierung der Geräte in der spezifischen Applikation zulässt. Dabei kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn die Beschreibungsdatei auch Angaben zur Schnittstellenauslegung der Steuergeräte umfasst. Dadurch werden auch Steuergeräte mit an sich gleichem Mess- und Verstellverhalten, aber unterschiedlichen Schnittstellen integrierbar, z.B. Geräte unterschiedlicher Versionen oder neuerer oder auch älterer Baureihen.
Typischerweise lassen die Applikationsschnittstellen nur Single- Master-Zugriffe zu. Ein weiterer Vorteil entsteht deshalb, wenn bei der Schnittstelleneinheit Zustandsautomaten vorgesehen sind, welche Mehrfachzugriffe auf ein Steuergerät voneinander entkoppeln. Damit können z.B. zum Verstellen der Applikationsparameter zwei Anwendungen gleichzeitig auf ein Steuergerät zugreifen. Sollte die Zykluszeit z.B. für performante dynamische Anpassungen von Steuergeräteparametern nicht ausreichen, so kann die Optimierung eines begrenzten Funktionsumfangs auch in die Schnittstelleneinheit verlagert werden. Es ist deshalb von Vorteil, wenn in der Schnittstelleneinheit Funktionen der Steuergeräte zur Verarbeitung von Mess- und Verstellgrößen verwirklicht sind. Grundsätzlich kann für diese Anwendung die Einheit auch Signale und Messgrößen von anderen Netzwerkkomponenten, wie z.B. Messsystemen verwenden, die an dem gleichen Bus liegen. Dadurch wird Rechenlast in die Einheit verlagert, wodurch die Reaktionszeit der angeschlossenen Komponenten sinkt und/oder ent- sprechend zusätzliche Hardware ganz eingespart werden könnte.
Eine weitere Reduktion der Zykluszeit kann zudem durch Verlagerung insbesondere einfacher Simulationen, Optimierungsalgorithmen und Bypassanwendungen in die Schnittstelleneinheit erzielt werden. Bevorzugt kann deshalb ein Simulations-, Optimierungs- und/oder Bypasssystem in der Einheit verwirklicht sein.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Rechnernetzwerk nach Anspruch 7 gelöst, bei dem die Schnittstelleneinheit einerseits mit wenigstens einem der Testwerkzeuge, und andererseits mit wenigstens einem der Steuergeräte verbunden ist.
Ein wesentlicher Punkt des erfindungsgemäßen Rechnernetzwerks besteht dabei in der effizienten Kommunikation zwischen allen Netzwerkkomponenten auf Grund der MultiMaster-Fähigkeit der Schnittstelleneinheit, die wiederum auf der dort hinterlegten Beschreibungsdatei für die Steuergeräte beruht. Mit dieser Beschreibungsdatei kann ein derart definiertes Gateway die Kommunikation zum Messen und Verstellen der z.B. in einem Fahrzeug enthaltenen Steuergeräte initialisieren. Sämtliche Messwerte werden danach sowohl den Anwendungen zur Verarbeitung als auch dem Messtool zur Aufzeichnung zur Verfügung gestellt. Hierbei fordert das Gateway die Summe aller von den Tools benötigten Messgrößen an und stellt diese entsprechend der Beschreibungsdatei den Tools zur Verfügung.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Rechnernetzwerks sind in den Unteransprüchen 8 bis 12 angegeben.
Danach ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die Testwerkzeuge wenigstens ein Applikations- und Messtool umfassen. Damit wird eine besonders effiziente Kommunikation zwischen diesen Werkzeugen und den weiteren Komponenten mög- lieh. Dies umso mehr, als die Testwerkzeuge weiterhin ein Prüfstands- und Automatisierungssystem, ein Simulationssystem und/oder ein Kalibrierungssystem umfassen können. Damit kann mit dem Netzwerk eine vollständige Testumgebung abgebildet werden.
Eine besonders einfache Entkopplung des Mehrfachzugriffs auf ein Steuergerät in dem erfindungsgemäßen Rechnernetzwerk wird dadurch gewährleistet, dass die Verstellschnittstelle eines Steuergeräts eine kürzere Reaktionszeit aufweist, als die Abarbeitungszeit einer Summe von Anforderungen an dieses Steuergerät z.B. mit ETK(Emulationstastkopf)-Schnittstelle beträgt. Eine Entkopplung durch die schon be- schriebenen Zustandautomaten in der Schnittstelleneinheit kann ergänzend oder auch alternativ vorgesehen sein.
Zur einfachen Konfiguration der Schnittstelleneinheit ist es bevorzugt, wenn ein Konfigurationswerkzeug zum Hinterlegen einer jeweiligen Beschreibungsdatei der Steuergeräte vorgesehen ist. Diese Beschreibungsdatei wird dann an die beteiligten Testwerkzeuge verteilt. Eine besonders gute Bedienbarkeit des Konfigurationswerkzeugs wird dadurch erreicht, wenn dieses in eines der Testwerkzeuge integriert ist.
Die eingangs genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur Kommunikations- Verwaltung in einem Rechnernetzwerk nach Anspruch 13 gelöst, mit den Schritten:
Hinterlegen einer jeweiligen Beschreibungsdatei der Steuergeräte an der Schnittstelleneinheit; Ausführen einer werkzeugseitigen Anforderung von Mess- oder Verstellgrößen der Steuergeräte durch die Schnittstelleneinheit auf Basis dieser Beschreibungsdatei, und Bereitstellen der erfassten Messgrößen für die Werkzeuge an der Schnittstelleneinheit.
Ein wesentlicher Punkt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht dabei in dessen einfacher Struktur, die eine kostengünstige Umsetzung in Hard- und/oder Software ermöglicht, gleichzeitig aber Grundlage für die schon beschriebene effiziente Kommunikation zwischen den Netzwerkkomponenten ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Anspruch 14 angegeben und betrifft die Bearbeitung einzelner Aktionen in der Schnittstelleneinheit, in der das Ausführen einzelner Anforderungen und/oder das Bereitstellen der erfassten Messgrößen priorisiert ausführbar ist. Dadurch lässt sich die Verarbeitung und Bereitstellung von besonders relevanten Informationen beschleunigen und die Effizienz der Kommunikation verbessern. Durch die effiziente Kommunikation zwischen Netzwerkkomponenten über die erfindungsgemäße Schnittstelleneinheit kann insbesondere die Zykluszeit von Optimierungs- Vorgängen reduziert werden. Bevorzugt findet deshalb die Schnittstelleneinheit, das
Rechnernetzwerk und das Verfahren in der fahrzeugspezifischen Anpassung der Parameter von Steuergeräten Verwendung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Das erfindungsgemäße System und Verfahren werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Figur 1 ein bekanntes System zum Anpassen von Parametern eines
Steuergeräts an den Motor eines Fahrzeugs;
Figur 2 die Kommunikationshierarchie des Systems der Figur 1 anhand der einzelnen Ebenen zugeordneten Netzwerkkomponenten, und
Figur 3 ein System zum Anpassen von Parametern mehrerer Steuergeräte an den Motor eines Fahrzeugs, mit einer erfindungsgemäßen Schnittstelleneinheit.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein bekanntes System zum Anpassen von Parametern eines Steuergeräts Cx an den Motor E eines Fahrzeugs V, mit einem Applikations- und Messtool AMT, dessen Applikationstool einerseits mit einem Prüfstands- und Automatisierungssystem kommuniziert und andererseits Messgrößen- und Verstellanforderungen an das Steuergerät Cx weitergibt. Die erfassten Messgrößen werden von dem Steuergerät Cx und Sensoren Sx an das Messtool zurückgegeben. Ein solches System ist, wie bereits einleitend beschrieben, einerseits durch seine Single- Master- Fähigkeit, andererseits durch sine Komplexität eingeschränkt, was sich unter anderem in der mangelnden Verarbeitbarkeit einer größeren Anzahl von Applikationsparametern ausdrückt. Die Figur 2 zeigt die ebenfalls schon einleitend beschriebene Kommunikationshierarchie des Systems der Figur 1 anhand der einzelnen Ebenen zugeordneten Netzwerk- komponenten, nämlich eines Steuergeräts Cx, Sensoren Sx, Schnittstellenhardware ICH, dem Applikations- und Messwerkzeug AMT hier MCD-Werkzeug, und einem Prüfstands- und Automatisierungssystem TAS. Diese Darstellung verdeutlicht in erster Linie die Komplexität der Kommunikation über die Schnittstellen Il ... 13 und die erforderliche Datenwandlung und Bereitstellung von HEX-Daten über eine Beschreibungsdatei A2L auf den obersten Ebenen. Diese Komplexität verhindert eine akzeptable Performanz des Systems, insbesondere im dynamischen Bereich.
Die Figur 3 zeigt ein System zum Anpassen von Parametern mehrerer Steuergeräte Cl ... Cx an den Motor eines Fahrzeugs, mit einer erfindungsgemäßen Schnittstelleneinheit G, die - über Schnittstellen X2E und das XCP-Protokoll - zwischen die Steuergeräte Cl ... Cx, ein Prüfstands- und Automatisierungssystem TAS, und ein Applikations- und Mess- tool AMT geschaltet ist. Zusätzlich ist die Einheit G über das XCP-Protokoll mit einer Bus- Schnittstelle Bl (Bus Interface) zu einem Flexray- bzw. CAN(Controller Area Network)-Bus verbunden. Durch die an der Einheit G hinterlegte Beschreibungsdatei der Steuergeräte Cl ... Cx ist dabei eine rasche Datenwandlung zwischen physikalischen Daten und Signaldaten in Richtung der Steuergeräte, und umgekehrt in Richtung des Prüfstands- und Automatisierungssystems TAS und dem Applikations- und Messtool AMT zu. Entscheidend ist dabei, das die geforderten Daten nicht nur aufbereitet, sondern auch jeweils bedarfsgerecht verteilt werden, so in diesem Beispiel auch an ein Simulations- und Bypass- system SBS (Simulation and Bypass System), das über einen Gbit Switch SW (SWitch) direkt mit einer Messmimik verbunden ist, welche die (A/D, D/A, I/O)-Wandler Tl ... T6 (Transducer) umfasst. Damit wirkt die Einheit G ähnlich wie ein Filter, der zudem über eine Bus B mit einem Messsystem MS (Measuring System), umfassend z.B. eine Klopfer- , Ansaugluft- und/oder Partikelerkennung, mit einem Aktuatorensystem AS (Actuator System), umfassend eine Gas-, Kupplungs- und/oder Gangerkennung, sowie einer Belastungseinrichtung LU (Load Unit) verbunden ist. Die auf dem Bus B zur Verfügung gestell- ten Daten können dabei direkt an das Prüfstands- und Automatisierungssystem TAS (und umgekehrt) und/oder über die Einheit G - bedarfsgerecht aufgearbeitet - an das System TAS, an das Applikations- und Messtool AMT und/oder an das Simulations- und Bypass- system SBS weitergegeben werden.
Durch das erfindungsgemäße Kommunikationsmanagement der Schnittstelleneinheit G in dem Rechnernetzwerk N, im wesentlichen bestehend aus den Steuergeräten Cl ... C3, dem Applikations- und Messtool AMT, dem Simulations- und Bypasssystem SBS und dem Prüfstands- und Automatisierungssystem TAS, wird zum einen die Multi- Master- Fähigkeit des Systems begründet, d. h mehrere Steuergeräte Cl ... Cx wie Testwerkzeuge AMT, TAS und/oder SBS können gleichzeitig verwaltet werden. Dadurch kann ein größeres Kommunikationsaufkommen, auch im dynamischen Bereich und mit einer größeren Anzahl von Parametern als bislang, bewältigt werden. Die über den üblichen Funktionsumfang eines Gateways hinaus gesteigerte Funktionalität der Einheit G lässt die noch in Figur 2 sichtbaren obersten zwei Kommunikationsebenen zu einer einzigen Ebene verschmelzen. Dadurch verringert sich die Komplexität des Gesamtsystems mit der Notwendigkeit zusätzlicher Schnittstellen. Die zentrale Position der Einheit G schließlich ermög- licht die Aufnahme und bedarfsgerechte, d. h gezielte Verteilung der Daten an die jeweils anfordernde Netzkomponente, z.B. AMT, TAS oder SBS. Da die erfindungsgemäße Lösung auch keine Modifikation der letztgenannten Komponenten für die Verwendung der erfindungsgemäßen Einheit G erfordert, ist mit dieser eine besonders einfache, effiziente und kostengünstige Anpassung der Parameter von Steuergeräten möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Schnittstelleneinheit (G) zur Kommunikationsverwaltung in einem Rechnernetzwerk (N), die einerseits mit wenigstens einem Testwerkzeug für Steuergeräte (Cl ... Cx), und andererseits mit wenigstens einem der Steuergeräte (Cl ... Cx) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (G) zum Hinterlegen einer jeweiligen
Beschreibungsdatei der Steuergeräte (Cl ... Cx), und zum Koordinieren der Kommunikation zwischen den Testwerkzeugen und den Steuergeräten (Cl ... Cx) auf Basis dieser Beschreibungsdatei ausgestaltet ist.
2. Schnittstelleneinheit (G) nach Anspruch 1, bei der die Beschreibungsdatei der Steuergeräte (Cl ... Cx) Angaben zu deren Mess- und Verstellverhalten umfasst.
3. Schnittstelleneinheit (G) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Beschreibungsdatei der Steuergeräte (Cl ... Cx) Angaben zu deren Schnittstellenauslegung umfasst.
4. Schnittstelleneinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der Zustandsautomaten vorgesehen sind, welche Mehrfachzugriffe auf ein Steuergerät voneinander entkoppeln.
5. Schnittstelleneinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, in der Funktionen der Steuergeräte (Cl ... Cx) zur Verarbeitung von Mess- und Verstellgrößen verwirklicht sind.
6. Schnittstelleneinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, in der ein Simulati- ons-, Optimierungs- und/oder Bypasssystem (SBS) verwirklicht ist.
7. Rechnernetzwerk (N), umfassend Steuergeräte (Cl ... Cx), Testwerkzeuge für diese Steuergeräte (Cl ... Cx) und eine Schnittstelleneinheit (G) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (G) einerseits mit wenigstens einem der Testwerkzeuge, und andererseits mit wenigstens einem der Steuergeräte (Cl ... Cx) verbunden ist.
8. Rechnernetzwerk (N) nach Anspruch 7, bei dem die Testwerkzeuge wenigstens ein Applikations- und Messtool (AMT) umfassen.
9. Rechnernetzwerk (N) nach Anspruch 8, bei dem die Testwerkzeuge weiterhin ein Prüfstands- und Automatisierungssystem (TAS), ein Simulationssystem (SBS) und/oder ein Kalibrierungssystem umfassen.
10. Rechnernetzwerk (N) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Verstellschnittstelle eines Steuergeräts (Cl ... Cx) eine kürzere Reaktionszeit aufweist, als die Abarbeitungszeit einer Summe von Anforderungen an dieses Steuergerät (Cl ...
Cx) beträgt.
11. Rechnernetzwerk (N) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem ein Konfigurationswerkzeug zum Hinterlegen einer jeweiligen Beschreibungsdatei der Steuergerä- te (Cl ... Cx) in der Schnittstelleneinheit (G) vorgesehen ist.
12. Rechnernetzwerk (N) nach Anspruch 11, bei dem das Konfigurationswerkzeug in eines der Testwerkzeuge integriert ist.
13. Verfahren zur Kommunikationsverwaltung in einem Rechnernetzwerk (N), mit einer Schnittstelleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die einerseits mit wenigstens einem Testwerkzeug für Steuergeräte (Cl ... Cx), und andererseits mit wenigstens einem der Steuergeräte (Cl ... Cx) verbunden ist, mit den Schritten:
Hinterlegen einer jeweiligen Beschreibungsdatei der Steuergeräte (Cl ... Cx) an der Schnittstelleneinheit (G);
Ausführen einer werkzeugseitigen Anforderung von Mess- oder Verstellgrößen der Steuergeräte (Cl ... Cx) durch die Schnittstelleneinheit (G) auf Basis dieser Beschreibungsdatei, und
Bereitstellen der erfassten Messgrößen für die Werkzeuge an der Schnittstel- leneinheit (G).
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Ausführen einzelner Anforderungen und/oder das Bereitstellen der erfassten Messgrößen priorisiert ausführbar ist.
15. Verwendung einer Schnittstelleneinheit (G), eines Rechnernetzwerkes (N) und eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche zur fahrzeugspezifischen Anpassung der Parameter von Steuergeräten (Cl ... Cx).
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