WO2013153151A1 - Vorrichtung, verfahren und computerprogramm zum betreiben eines datenbussystems eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung, verfahren und computerprogramm zum betreiben eines datenbussystems eines kraftfahrzeugs Download PDF

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Christoph Hoffmann
Mirko Vujasinovic
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14—Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Definitions

  • Embodiments of the present invention generally relate to bus systems, and more particularly to devices, methods and computer programs for operating data bus systems in automobiles (automotive).
  • a data bus system is to be understood as meaning a system for data transmission between a plurality of control devices via a common transmission path, in which the control devices (subscribers) are not involved in the data transmission between other subscribers.
  • Such data bus systems are known, for example, from DE 10 2009 029 541 A1, EP 0870 648 A2, DE 10 2006 0040 442 A1, WO 00/30898 A1, DE 199 47 407 A1, EP 2 151 737 A1, US 201 1/0046844 A1, DE 10 2006 023 274 A1, DE 102 10 664 C1, DE 10 2006 040 442 A1 or EP 2 408 141 A1.
  • FIG. 1 Such a data bus system for motor vehicles known in the prior art is shown by way of example in FIG.
  • Each data bus segment 2, 3, 4, 5 represents a self-contained data bus.
  • a data exchange between the different data bus segments 2, 3, 4, 5 takes place typistically via so-called gateway control devices 7, 8, 9, 10, which by a data bus 1 are connected to each other.
  • gateway control devices 7, 8, 9, 10 which by a data bus 1 are connected to each other.
  • gateways German: protocol converter
  • CAN Controller Area Network
  • MOST Media Oriented Systems Transport
  • control unit 6 is connected to the data bus 1, which serves diagnostic purposes.
  • This control unit 6 may have a connection, not shown, for an external diagnostic unit. It can also serve as a gateway control unit for a (also not shown) further data bus segment.
  • the illustrated data bus system may be, for example, a CAN data bus system.
  • Modern motor vehicles are equipped with several separate CAN bus segments, which combine different functional groups.
  • the illustrated data bus segments 2, 3, 4, 5 can correspond to a drive CAN, a chassis CAN, a comfort CAN and an infotainment CAN, which are coupled to one another via one or more gateways.
  • the control unit 6 may, for example, correspond to a diagnostic CAN gateway.
  • individual or all data bus segments 2, 3, 4, 5 may also be implemented with other serial data bus technologies, e.g. Flexray, MOST or Local Interconnect Network (LIN).
  • the data bus 1 connecting the gateways 7, 8, 9, 10 of the individual data bus segments can be realized by means of various technologies.
  • Modern controllers are therefore equipped with the ability to switch to a power-saving sleep or sleep state when inactive. When the controllers are needed, they can be woken up from hibernation. This is necessary, for example, if there is a need for communication, ie if two or more control units want to exchange data with one another.
  • control units are usually not identical to the previously described data bus segments, but instead represent logical groups that may also contain control units from different data bus segments. If there is a need for communication with a control unit, all control units of the associated subnetwork are awakened.
  • This solution has the disadvantage that it is very complicated to implement. In particular, when changing the data bus system, for example when retrofitting or replacing a control unit, it must be laboriously ensured that the subnetworks continue to be correctly and comprehensively defined.
  • embodiments provide an apparatus for operating a data bus system of a motor vehicle, wherein the data bus system comprises a plurality of separate data bus segments or data bus subsystems. According to embodiments, these are at least three different data bus segments, which differ, for example, by different data rates, and which are coupled to one another, for example, by means of one or more gateways.
  • the data bus system e.g. be a field bus system, in particular a field bus system with data bus segments from the group, CAN bus, FlexRay bus, MOST bus and / or LIN bus.
  • Data bus segments are configured to change from a wake state to an idle state, and vice versa. This can be a hibernation of a Data bus segments are defined by the fact that one or more control devices (eg all) of the data bus segment are in an idle state with a reduced current consumption or electrical power consumption compared to a wake state. Preferably, all of the data bus segments can be brought from the idle / sleep state to the awake state, and vice versa, thus each having a so-called sleep mode (sleep mode) and an active mode (awake state).
  • sleep mode sleep mode
  • active mode active mode
  • the device for operating the data bus system comprises, according to exemplary embodiments, a device for determining a communication requirement of a first control device of a first data bus segment in the idle state.
  • a device for determining a communication requirement of a first control device of a first data bus segment in the idle state For example, all of the data bus segments of the vehicle may be at rest, e.g. during a resting state of the vehicle.
  • the device comprises a device for waking up the first data bus segment from the idle state to the awake state when the communication requirement of the first control device has been established.
  • the device for waking up is further configured to, in the case of established communication needs of the first control device with a second control unit outside the first data bus segment, additionally awakening all other idle data bus segments of the data bus system outside of the first data bus segment from the idle state.
  • a communication requirement may e.g.
  • wake-up events are input-side signal changes to control unit interfaces, which lead to local waking up of the control unit and can propagate via a message interface to the connected bus segment. Therefore, local (ECU-internal) and bus segment-related (ECU-external) wake-up events can be distinguished.
  • Wake-up events can lead to a local startup of a control unit by a signal at an interruptible input.
  • wake-up propagation takes place on the connected data bus segment and, if appropriate, in a second step on all other data bus segments of the data bus system. If a data bus segment is woken up, the control units connected to it are started up and enable data communication. If no control unit requests bus operation, bus rest can be taken again and the control units, which have been booted up before, return to the sleep state.
  • the idle state of a data bus segment is given when all the controllers of the data bus segment are in an idle state, however, the concept according to the invention can also be implemented if only a part of the control units of the data bus segment changes to an idle state, eg because some control units do not have the ability to go into hibernation.
  • the idle state of a controller may be different. It is possible that the control unit is in an idle state with respect to its communication interface, so that the control unit no longer communicates via a data bus.
  • the control unit itself can assume different states regardless of its outwardly visible idle state. It may, for example, be completely awake or completely deactivated or in a state of rest in which only limited functionality exists.
  • Some embodiments thus allow a waking only those data bus segments, which are required for the data communication between the first and the second controller, which in turn allows a tremendously power-saving operation. If, for example, both control units are part of the same data bus segment, only this data bus segment (or the control units present therein) is woken up. As a result, data communication between control units (microcontrollers) is already possible in most cases, since in most cases only control units of a single data bus segment communicate with one another.
  • the means for waking up may thus be arranged to respond only to communication needs within the first data bus segment, e.g. in response to a wake-up signal initiated by the first controller, to wake all idle-state controllers of the first data bus segment to then exchange data with the desired communication partner within the first data bus segment.
  • the first data bus segment is a diagnostic bus segment, such as a diagnostic CAN with a (vehicle) diagnostic control unit. At the instigation of the control device of the diagnostic CAN so all diagnostic separate data bus segments of the vehicle data bus system can be woken up.
  • a diagnostic command can be sent via the data bus 1 which contains as information at least one identifier or identification of the at least one second data bus segment to be woken up.
  • the thus awakened second data bus segment such as a drive CAN, a chassis CAN, a comfort CAN and / or an infotainment CAN, can thus be activated for a limited time or permanently. If all data bus segments are to be woken up, several license plates / identifications or a corresponding combination license plate can also be sent.
  • the first data bus segment may thus be a diagnostic bus segment, wherein the means for waking up may then be designed to additionally wake up at least the second data bus segment based on a diagnostic signal when the communication request of the diagnostic bus segment with the at least one second data bus segment is detected identified second data bus segment.
  • the device for waking up can thus be designed to be able to detect the communication needs of the first Control unit with a second control unit outside the first data bus segment flat rate in addition to wake all other idle data bus segments of the data bus system, so that all data bus segments of the data bus system are in the awake state.
  • a control unit eg ABS control unit
  • this control unit may be assigned to another data bus segment B (eg drive CAN) in another vehicle type.
  • the device for waking up can thus be designed to be able to detect the communication needs of the first Control unit with a second control unit outside the first data bus segment flat rate in addition to wake all other idle data bus segments of the data bus system, so that all data bus segments of the data bus system are in the awake state.
  • the other at least two data bus segments are also woken up after a first data bus segment in the second step.
  • the second control unit is located, because in this way it is in each case put into the awake state in order to be able to exchange data with the first control unit.
  • the waking of the first control unit associated with the first data bus segment takes place in that the first control unit sends a corresponding message to a gateway control unit of the first data bus segment.
  • This can evaluate the message and then wake up all ECUs in their own (first) data bus segment.
  • the device for waking up can therefore have at least one gateway control device, via which the first data bus segment can communicate with further data bus segments of the data bus system, and which is designed to respond to a determined communication need within the first data bus segment further (eg all) control devices of the first data bus segment to wake a wake-up signal received from the first controller.
  • wake-up may occur automatically when an arbitrary message is sent over the data bus due to a wake-up event, that is, when there is any data communication (“wake-up CAN") has in the previously described message or in a separate message to the gateway control unit of its data bus segment send an activation bit.
  • This activation bit may be sent by the gateway control unit in a suitable manner (eg in an already transmitted status message or in a separate message) over the data bus 1 to the other gateway control units, which thereupon wake up the control units of their respective data bus segments, so that the at least one gateway control unit can be designed to operate outside of the first data if communication needs have been established nbussegments the second control device of the at least one second data bus segment in response to the wake-up signal (activation bit) received from the first control unit directly or indirectly to wake.
  • individual, several or all data bus segments of the data bus system can be woken up at the instigation of the control unit 6 of the diagnostic CAN for diagnostic purposes.
  • a diagnostic command can be sent via the data bus 1 which contains as information at least one identifier or identification of the data bus segment to be woken up.
  • the data bus segment awakened in this way can be activated for a limited time or permanently. If several or all data bus segments are to be woken up, several identifiers or a corresponding combination identifier can also be sent.
  • the device for determining the communication requirement can be designed to determine the communication requirement of the first control device due to a predefined operating state and / or a change in operating state of the motor vehicle.
  • a driver of the motor vehicle can actuate a switch of an electric parking brake.
  • a brake control unit associated with the parking brake can then send a wake-up message to its gateway control unit and at the same time set the activation bit so that all other data bus segments are likewise awakened.
  • the brake control unit located for example, in the chassis CAN can exchange data with a control device of a display device located in the comfort CAN. In the display device, the symbol for the activated parking brake can now be shown. Many other scenarios are also conceivable.
  • the wake-up process can be triggered periodically. This can be done periodically, but also as a function of non-temporal recurring events. For example, in an electric vehicle charged by an external power source, it may be desired that the state of charge of the battery be e.g. every 10 load percentage points is transmitted to an external device.
  • the charging management e.g. in the drive CAN, periodically (at 10%, 20%, 30%, etc., the charge capacity) cause all other data bus segments (e.g., chassis CAN, comfort CAN, infotainment CAN) to wake up.
  • information about the state of charge can be transmitted to a transmission unit located in the comfort CAN, which subsequently transmits the information, e.g. transmitted over a wireless cellular connection.
  • a data bus segment may change from the active to the idle state when data communication is no longer present and / or meets conditions set for the idle state in each control device of the data bus segment are.
  • the device eg, a vehicle controller, may further include means for transferring awake data bus segments back to the idle state to avoid wasting unnecessary electrical energy.
  • the device for transferring can be designed, for example, to bring the first and / or the at least one second data bus segment back into the idle state after a predefined period of time after waking up.
  • the order in which the data bus segments are allowed to change from the wake to the idle state is subject to certain conditions.
  • the change to the idle state may depend on a particular data bus segment already being in idle state.
  • the means for transferring can thus be designed to transfer a data bus segment only under the condition in the idle state that previously a certain other data bus segment has already been brought to its idle state.
  • the other CAN data bus segments e.g. Drive CAN, comfort CAN, infotainment CAN, can now also go into hibernation. Such embodiments can in particular increase the safety of the motor vehicle.
  • some embodiments provide a method of operating a data bus system of a motor vehicle having a plurality of data bus segments, wherein a plurality of the data bus segments are configured to transition from a wake state to an idle state, and vice versa.
  • the method includes a step of determining a communication requirement of a first controller associated with a first data bus segment at rest. In the case of a determined communication requirement of the first control device, the method further comprises a further step of waking up the first data bus segment from the idle state to the wake state. If there is a need for communication of the first control device with a second control device outside the first data bus segment, the method additionally comprises a blanket waking up of all further idle data bus segments of the data bus system outside the first data bus segment.
  • the method comprises the following steps:
  • a computer program for performing the method when the computer program is run on a programmable hardware component, such as a computer.
  • a car control unit microcontroller, FPGA, etc.
  • a vehicle which is set up or adapted to implement the method according to the invention, i.
  • a vehicle which is set up or adapted to implement the method according to the invention, i.
  • a device for operating a data bus system i.
  • Embodiments of the present invention allow, as needed, two-stage waking of all data bus segments of a vehicle data bus system. If the awakening of a first data bus segment is not sufficient for a communication requirement of a control unit located therein, in a second step without complicated addressing and / or signaling mechanisms all the data bus segments of the motor vehicle data bus system that are in question can be awakened. After the awakening of all data bus segments and successful communication, all can be returned to their idle state.
  • Fig. 1 is a block diagram of a data bus system for motor vehicles
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of an apparatus for operating a data bus system according to an embodiment
  • FIG. 3 is a state diagram for a data bus system according to an embodiment.
  • FIG. 4 shows a flow chart for a method for operating a data bus system according to an exemplary embodiment.
  • like reference characters may designate the same or similar components.
  • summary reference numerals may be used for components and objects that occur multiple times in one embodiment or in a drawing but are described together in terms of one or more features.
  • Components or objects which are described by the same or by the same reference numerals may be the same, but possibly also different, in terms of individual, several or all features, for example their dimensions, unless otherwise explicitly or implicitly stated in the description.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a device 20 for operating a data bus system already described with reference to FIG. 1 in a motor vehicle.
  • the data bus system comprises a plurality of separate or physically separate data bus segments 2, 3, 4, 5, wherein at least one and preferably all of the data bus segments 2, 3, 4, 5 are adapted to transition from an energetic wake state to an energetic wake state Sleep mode (energy saving mode) to switch, and vice versa.
  • the device 20 comprises means 25 for detecting a communication need, i. a need for data exchange, of a first controller 21, 22, 23 or 24 of a first data bus segment 2, which is initially idle (i.e., one or more controllers 21, 22, 23, 24 of the first data bus segment 2 are in power saving mode).
  • the device 25 is assigned to the data bus segment 2 by way of example only. It goes without saying that in embodiments all data bus segments 2, 3, 4, 5 can have such a device 25 or be coupled to it.
  • the device 20 comprises a device 26 for waking the first data bus segment 2 from the idle state (energy-saving mode) to the awake state when a communication requirement of one of the control devices 21, 22, 23 or 24 has been established.
  • the device 26 for waking up is designed to, if a communication requirement has been established one of the control units 21, 22, 23 or 24 with a second control unit outside the first data bus segment 2, additionally waking up all further idle data bus segments 3, 4, 5 of the data bus system outside the first data bus segment 2. Also It goes without saying that in embodiments all data bus segments 2, 3, 4, 5 may have such a device 26 or be coupled to it.
  • the device 25 for determining the need for communication can be, for example, a specially designed control device of the first data bus segment 2.
  • each of the individual control devices 21, 22, 23, 24 of the first data bus segment 2 can have such a device in order to determine, for example, the communication requirement of a control device corresponding to the sensor on the basis of an output sensor signal.
  • the sensor signal may indicate a predefined operating state and / or an operating state change of the motor vehicle which should be communicated to a second control device of the first data bus segment 2 or to a second control device located outside of the first data bus segment 2 in one of the further data bus segments 3, 4, 5.
  • the device 26 for waking up is designed in accordance with exemplary embodiments to first wake up all control devices 21, 22, 23, 24 of the first data bus segment 2, for example in response to one of the first control device (in the first data bus segment 2) ) or a so-coupled sensor initiated wake-up signal. If the communication partner of the first control device having the communication requirement, which is located within the first data bus segment 2, also lies within the first data bus segment 2, then data communication is possible already after the first wake-up stage. After the exchange of information, the first data bus segment 2 can then be brought back into the energy-saving mode, for which purpose the device can have a device 27 for transferring awake data bus segments back into the idle state. For this purpose, for example, a current and / or voltage supply of the respective control units can be limited.
  • embodiments of the present invention provide, in a second Stage of the wake-up all other data bus segments 3, 4, 5 of the bus system or the control units therein to bring from idle state in the awake state.
  • all other data bus segments 3, 4, 5 can be flat-rate regardless of in which of the other data bus segments 3, 4, 5 the desired communication partner of the first controller is actually awakened.
  • means 26 for waking up can be located, for example, in the gateway control unit 7 of the first data bus segment 2, via which the first data bus segment 2 communicates with the further data bus segments 3, 4, 5 of the data bus system, and which is designed to be outside of a determined communication requirement of the first data bus segment 2 in addition to waking up all further data bus segments 3, 4, 5 of the data bus system which are in idle state, so that all the data bus segments of the data bus system are in the awake state.
  • the data bus segments 2, 3, 4, 5 may be, for example, a chassis CAN 2, a drive CAN 3, a comfort CAN 4 and an infotainment CAN 5 (including multifunction steering wheel LIN).
  • the data bus segment comprising the control unit 6 may be, for example, a diagnostic CAN. If a communication requirement of the diagnostic data bus segment or a diagnosis control unit 6 with at least one second data bus segment 2, 3, 4, 5 is established, according to embodiments, only that second data bus segment can be woken up based on a wake-up signal originating from the diagnostic data bus segment, which identifies the second data bus segment to be woken up.
  • the wake-up signal can also be used to wake up individual further data bus segments 2, 3, 4, 5 of the data bus system. If, however, the first data bus segment waking up the at least one further data bus segment is one of the data bus segments 2, 3, 4, 5, all other data bus segments (except for the diagnostic data bus segment) are woken up in the event of a communication requirement outside the first data bus segment to be woken up. In general, the awakening of the data bus segments via one or more gateways 7, 8, 9, 10 corresponding to the data bus segments involved can take place.
  • FIG. 3 A selection of possible system states of a vehicle implementing the wake-up concept according to the invention is shown in FIG. 3. Exemplary embodiments can be used, for example, when an ignition (terminal 15) of the vehicle is in the "off" position, ie the vehicle has been parked or parked, for example.
  • reference numerals 302, 303, 304 and 305 respectively designate those (operating) states in which the associated data bus segments 2, 3, 4 and 5 are each individually awake or active.
  • the state indicated by the reference number sequence, .302, 303, 304, 305 "is then assumed when all the data bus segments 2, 3, 4, 5 (eg chassis CAN, drive CAN, comfort, etc.
  • a change 310 (eg "chassis CAN sleep") is only in the state “303, 304 , 305 "possible, since the means 27 may be formed for transfer to a data bus segment 3. 4, 5 only under the condition in the idle state that previously necessary for this another data bus segment 2 (eg chassis CAN) already in his Hibernation was brought.
  • the transition 310 thus corresponds to the fact that the data bus segment 2 has changed to the idle state.
  • the data bus segment 2 may be, for example, the already mentioned chassis CAN.
  • each individual data bus segment 2, 3, 4, 5 (and the data bus segment with the control unit 6) can be individually awakened by a condition necessary for this purpose (wake-up event This may be an event of the type already described, eg a switch actuation or a specific operating state of the vehicle means 25 for determining the need for communication can thus be designed to determine the communication requirements of a control unit due to a predefined operating state and / or a change in operating state of the motor vehicle.
  • a condition necessary for this purpose This may be an event of the type already described, eg a switch actuation or a specific operating state of the vehicle means 25 for determining the need for communication can thus be designed to determine the communication requirements of a control unit due to a predefined operating state and / or a change in operating state of the motor vehicle.
  • the wake-up of the individual data bus segments 2, 3, 4, 5 is designated by the transition 308, with which it is possible to change from the state 300 to each of the states 302, 303, 304, 305, 306. If there is now a need for communication between control units of different data bus segments, the entire data bus system can be woken up at the same time, ie brought into the state "302, 303, 304, 305" using the states 302, 303, 304, 305 previously described activation bits are set and by the respective gateway control units 7, 8, 9, 10 are evaluated.
  • the state transition triggered thereby is indicated by reference numeral 307.
  • the state "302, 303" is also shown in Fig. 3. This is assumed in the present example, if the data bus segments 2 and 3 (which may correspond to the drive CAN and the chassis CAN, for example) are activated independently of each other (transitions 308) This can happen completely randomly, but it is also conceivable that a certain operating state of the vehicle has triggered the awakening of both data bus segments Since, according to some embodiments, the drive CAN 3 only switches to the idle state after the landing gear CAN 2, as already mentioned may initially, the transition 310 from state "302, 303" in the state 303 done (drive CAN 3 still active, chassis CAN 2 already in idle state) and then the transition 309 in the state 300th
  • FIG. 4 shows schematically a method 400 for operating a data bus system of a motor vehicle according to an exemplary embodiment.
  • the method includes a step 410 of determining a communication requirement of a first controller of a first data bus segment that is idle.
  • a further step 420 when the communication requirement of the first control device has been established, the entire first data bus segment is brought from the idle state into the awake state.
  • a third step 430 it is determined whether communication needs of the awakened data bus segment with a second data bus segment outside the first data bus segment. If not, then after the communication within the first data bus segment has been completed, the method 400 can be terminated and the first data bus segment can be returned to the idle state.
  • step 440 all other data bus segments in the idle state of the data bus system are additionally woken up outside the first data bus segment. That is, in step 440 all the data bus segments of the bus system are simultaneously woken up at the same time, in order to then allow the desired data communication to take place.
  • exemplary embodiments suggest that subnetworks or data bus segments initially only need to be locally awakened in the event of a communication need and only to wake up the entire vehicle or the entire data bus system if there is a need for communication outside the own subnetwork.
  • active functions can be the local or the Whole vehicle network for a short period periodically or event-based awaken. For example, waking a vehicle CAN initially activates only the local vehicle CAN network. Only in the presence of a few special events, a control unit can activate all other wake-up subnetworks via a cross-bus wake-up mechanism (eg setting a wake-up bit). Controllers with gateway function can evaluate this activation bit and wake up the other (physically separate) networks.
  • the CAN networks 2, 3, 4, 5 can be activated by setting a diagnostic command for a limited time or permanently locally. Active functions can periodically or event-based wake the local or entire vehicle network for a short duration. For functions with temporary communication requirements, a wake-up bit can be set periodically or event-based in order to activate a local network 2, 3, 4, 5 or the entire vehicle network for a short time, starting from the diagnostic CAN. During this time, the data necessary for the function can be exchanged. After the data exchange unneeded CAN segments can be deactivated again.
  • a Media Oriented Systems Transport (MOST) data bus segment or sub-bus may be enabled and disabled in any system state in some embodiments.
  • a sleeping MOST may be activated via a wake-up signal from a gateway controller, for example, when diagnostics or component protection require the MOST.
  • aspects have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device. Depending on particular implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software.
  • the implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-Ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetic disk or optical memory are stored on the electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable hardware component or cooperate such that the respective method is performed.
  • a digital storage medium such as a floppy disk, a DVD, a Blu-Ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetic disk or optical memory are stored on the electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable hardware component or cooperate such that the respective method is performed.
  • CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • AS IC Application-Specific Integrated Circuit
  • IC Application-Specific Integrated Circuit
  • SOC system on chip
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the digital storage medium may therefore be machine or computer readable.
  • some embodiments include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system or programmable hardware component such that one of the methods described herein is performed.
  • One embodiment is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer readable medium) on which the program is recorded for performing any of the methods described herein.
  • embodiments of the present invention may be implemented as a program, firmware, computer program, or computer program product having program code or data, the program code or data operative to perform one of the methods when the program resides on a processor or a computer programmable hardware component expires.
  • the program code or the data can also be stored, for example, on a machine-readable carrier or data carrier.
  • the program code or the data may be present, inter alia, as source code, machine code or bytecode as well as other intermediate code.
  • Another embodiment is further a data stream, a burst, or a sequence of signals that the program for performing one of the described herein Represents or represent process.
  • the data stream, the signal sequence or the sequence of signals can be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet or another network.
  • Embodiments are also data representing signal sequences that are suitable for transmission over a network or a data communication connection, the data representing the program.
  • a program can implement one of the methods during its execution, for example, by reading out of these memory locations or writing one or more data into them, as a result of which switching operations or other processes in transistor structures, in amplifier structures or in other electrical systems , optical, magnetic or operating according to another operating principle components are caused. Accordingly, by reading a memory location, data, values, sensor values or other information can be detected, determined or measured by a program. A program can therefore acquire, determine or measure quantities, values, measured variables and other information by reading from one or more storage locations, as well as effect, initiate or execute an action by writing to one or more storage locations and control other devices, machines and components ,

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Abstract

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Konzept zum Betreiben eines Datenbussystems eines Kraftfahrzeugs, das eine Mehrzahl von Datenbussegmenten (2; 3; 4; 5) aufweist, wobei wenigstens eines der Datenbussegmente ausgebildet ist, um von einem Wachzustand in einen Ruhezustand zu wechseln, und umgekehrt. In einem ersten Schritt wird ein Kommunikationsbedarf eines ersten Steuergeräts eines ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5) im Ruhezustand festgestellt. Daraufhin wird, bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts, das erste Datenbussegment (2; 3; 4; 5; 6) aus dem Ruhezustand in den Wachzustand gebracht. Bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts mit einem zweiten Steuergerät außerhalb des ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5), werden pauschal zusätzlich alle weiteren im Ruhezustand befindlichen Datenbussegmente (2; 3; 4; 5) des Datenbussystems außerhalb des ersten Datenbussegments aufgeweckt.

Description

Beschreibung
Vorrichtung, Verfahren und Computerprogramm zum Betreiben eines Datenbussystems eines Kraftfahrzeugs
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich im Allgemeinen auf Bussysteme und insbesondere auf Vorrichtungen, Verfahren und Computerprogramme zum Betreiben von Datenbussystemen in Kraftfahrzeugen (Kfz).
Heutige Kraftfahrzeuge, wie z.B. Personenkraftwagen (PKWs) oder Lastkraftwagen (LKWs), weisen typischerweise eine Vielzahl von elektrischen bzw. elektronischen Steuergeräten auf, um sowohl Sensoren als auch Aktuatoren auszulesen bzw. zu steuern. Derartige Steuergeräte, deren Zahl ständig wächst, sind üblicherweise über ein Datenbussystem, insbesondere ein Feldbussystem, welches mehrere Datenbusteilsysteme oder Datenbussegmente aufweisen kann, miteinander vernetzt. Dabei ist vorliegend unter einem Datenbussystem ein System zur Datenübertragung zwischen mehreren Steuergeräten über einen gemeinsamen Übertragungsweg zu verstehen, bei dem die Steuergeräte (Teilnehmer) nicht an der Datenübertragung zwischen anderen Teilnehmern beteiligt sind. Derartige Datenbussysteme sind beispielsweise aus DE 10 2009 029 541 A1 , EP 0870 648 A2, DE 10 2006 0040 442 A1 , WO 00/30898 A1 , DE 199 47 407 A1 , EP 2 151 737 A1 , US 201 1/0046844 A1 , DE 10 2006 023 274 A1 , DE 102 10 664 C1 , DE 10 2006 040 442 A1 oder EP 2 408 141 A1 bekannt.
Ein solches im Stand der Technik bekanntes Datenbussystem für Kraftfahrzeuge ist exemplarisch in der Fig. 1 dargestellt.
An unterschiedliche, voneinander separate Datenbussegmente 2, 3, 4, 5 sind jeweils Steuergeräte (ohne Bezugszeichen) angeschlossen, die im Fahrzeug unterschiedliche Funktionen wahrnehmen. Jedes Datenbussegment 2, 3, 4, 5 stellt dabei einen in sich abgeschlossenen Datenbus dar. Ein Datenaustausch zwischen den unterschiedlichen Datenbussegmenten 2, 3, 4, 5 erfolgt typsicherweise über sogenannte Gateway-Steuergeräte 7, 8, 9, 10, welche durch einen Datenbus 1 miteinander verbunden sind. Anstelle dieser Ausführungsform ist es ebenso denkbar, die einzelnen Datenbussegmente 2, 3, 4, 5 an ein zentrales Gateway-Steuergerät anzuschließen, welches dann die Funktionen der Gateway- Steuergeräte 7, 8, 9, 10 sowie des Datenbusses 1 in sich vereinen würde. In der Automobiltechnik finden sich Gateways (deutsch: Protokollumsetzer) oft zwischen verschiedenen Datenbussen, wie z.B. Controller Area Network (CAN) in verschiedenen Geschwindigkeitsversionen, Media Oriented Systems Transport (MOST-) Bus, usw. Eine typische Konfiguration in einem Fahrzeug besteht aus einem ..schnellen" CAN-Bussegment für Motorsteuerung und ähnliche Echtzeit-Steuergeräte und einem„langsamen" CAN-Bussegment für Steuergeräte mit wenigen und selten anfallenden Daten (z.B.„Komfort-Bus", beispielsweise für Reifendruckkontrolle oder Tankgeber). Für bestimmte Zwecke (Diagnose) müssen manche Daten auch auf dem jeweils anderen Bus zur Verfügung gestellt werden. Für diesen Zweck kann der Gateway die Daten von einem Bus auf den anderen kopieren. Der Gateway kann als eigenes Steuergerät auftreten oder Teil eines vorhandenen, größeren Steuergeräts sein.
Weiterhin ist an den Datenbus 1 ein Steuergerät 6 angeschlossen, welches Diagnosezwecken dient. Dieses Steuergerät 6 kann einen nicht dargestellten Anschluss für eine externe Diagnoseeinheit aufweisen. Es kann weiterhin als Gateway-Steuergerät für ein (ebenfalls nicht dargestelltes) weiteres Datenbussegment dienen.
Bei dem dargestellten Datenbussystem kann es sich beispielsweise um ein CAN- Datenbussystem handeln. Moderne Kraftfahrzeuge sind mit mehreren separaten CAN- Bussegmenten ausgestattet, die unterschiedliche Funktionsgruppen zusammenfassen. So können die dargestellten Datenbussegmente 2, 3, 4, 5 beispielsweise einem Antriebs-CAN, einem Fahrwerks-CAN, einem Komfort-CAN und einem Infotainment-CAN entsprechen, die über ein oder mehrere Gateways miteinander gekoppelt sind. Das Steuergerät 6 kann beispielsweise einem Diagnose-CAN-Gateway entsprechen. Einzelne oder alle Datenbussegmente 2, 3, 4, 5 können jedoch ebenso mit anderen seriellen Datenbustechnologien realisiert sein, z.B. Flexray, MOST oder Local Interconnect Network (LIN). Auch der die Gateways 7, 8, 9, 10 der einzelnen Datenbussegmente verbindende Datenbus 1 kann mittels verschiedener Technologien realisiert werden.
Die große Zahl von Steuergeräten in einem modernen Kraftfahrzeug erzeugt einen hohen Stromverbrauch. Moderne Steuergeräte werden daher mit der Möglichkeit ausgestattet, bei Inaktivität in einen stromsparenden Ruhe- oder Schlafzustand zu wechseln. Wenn die Steuergeräte benötigt werden, können sie aus dem Ruhezustand geweckt werden. Dies ist beispielsweise notwendig, wenn Kommunikationsbedarf besteht, wenn also zwei oder mehr Steuergeräte miteinander Daten austauschen wollen.
Im Stand der Technik (z.B. DE 601 26 373 T2) sind Lösungen bekannt, bei denen alle Datenbussegmente und somit alle Steuergeräte geweckt werden, wenn Kommunikationsbedarf besteht. Diese Lösung weist allerdings einen unnötig hohen Energieverbrauch auf, da im Regelfall die Datenkommunikation nur zwischen wenigen Steuergeräten stattfinden soll und die Mehrheit der Steuergeräte somit unnötigerweise geweckt wird. Ein weiterer Nachteil besteht in der hohen Belastung der Steuergeräte, wenn diese für sehr lange Zeit unnötig betriebsbereit gehalten werden. Dies kann z.B. bei Elektrofahrzeugen der Fall sein, wenn alle Steuergeräte nicht nur im Fahrbetrieb, sondern auch während eines gesamten Ladevorgangs aktiv sind.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Steuergeräte sogenannten Teilnetzwerken oder Clustern zuzuordnen. Diese Teilnetzwerke sind dabei aber zumeist nicht mit den zuvor beschriebenen Datenbussegmenten identisch, sondern stellen vielmehr logische Gruppen dar, die auch Steuergeräte aus unterschiedlichen Datenbussegmenten enthalten können. Besteht bei einem Steuergerät Kommunikationsbedarf, so werden alle Steuergeräte des zugehörigen Teilnetzwerks geweckt. Diese Lösung hat den Nachteil, dass sie sehr aufwändig zu realisieren ist. Insbesondere muss bei einer Änderung am Datenbussystem, beispielsweise beim nachträglichen Einbau oder Austausch eines Steuergeräts, aufwändig sichergestellt werden, dass die Teilnetzwerke weiterhin korrekt und umfassend definiert sind.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Konzept zum Betreiben eines Datenbussystems eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, das zugleich einen stromsparenden Betrieb ermöglicht und einfach umzusetzen ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Computerprogramm jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt sehen Ausführungsbeispiele eine Vorrichtung zum Betreiben eines Datenbussystems eines Kraftfahrzeugs vor, wobei das Datenbussystem eine Mehrzahl von separaten Datenbussegmenten bzw. Datenbus-Subsystemen aufweist. Gemäß Ausführungsbeispielen handelt es sich dabei um wenigstens drei verschiedene Datenbussegmente, die sich beispielsweise durch unterschiedliche Datenraten unterscheiden, und die beispielsweise mittels eines oder mehrerer Gateways miteinander gekoppelt sind. Bei dem Datenbussystem kann es z.B. sich um ein Feldbussystem handeln, insbesondere um ein Feldbussystem mit Datenbussegmenten aus der Gruppe, CAN-Bus, FlexRay-Bus, MOST-Bus und/oder LIN-Bus.
Mehrere der Datenbussegmente sind dabei ausgebildet, um von einem Wachzustand in einen Ruhezustand zu wechseln, und umgekehrt. Dabei kann ein Ruhezustand eines Datenbussegments dadurch definiert werden, dass sich ein oder mehrere Steuergeräte (z.B. alle) des Datenbussegments in einem Ruhezustand mit gegenüber einem Wachzustand verminderter Stromaufnahme bzw. elektrischer Leistungsaufnahme befinden. Vorzugsweise können sämtliche der Datenbussegmente vom Ruhe-/Schlafzustand in den Wachzustand, und umgekehrt, gebracht werden, weisen also jeweils einen sogenannten Sleep-Modus (Ruhezustand) und einen Active-Modus (Wachzustand) auf.
Die Vorrichtung zum Betreiben des Datenbussystems umfasst gemäß Ausführungsbeispielen eine Einrichtung zum Feststellen eines Kommunikationsbedarfs eines ersten Steuergeräts eines ersten Datenbussegments im Ruhezustand. Dabei können sich beispielsweise sämtliche Datenbussegmente des Fahrzeugs im Ruhezustand befinden, z.B. während eines Ruhezustands des Fahrzeugs. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zum Aufwecken des ersten Datenbussegments aus dem Ruhezustand in den Wachzustand bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts. Dabei ist die Einrichtung zum Aufwecken ferner ausgebildet, um, bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts mit einem zweiten Steuergerät außerhalb des ersten Datenbussegments, pauschal zusätzlich alle weiteren im Ruhezustand befindlichen Datenbussegmente des Datenbussystems außerhalb des ersten Datenbussegments aus dem Ruhezustand aufzuwecken. Ein Kommunikationsbedarf kann z.B. bei Vorliegen eines Weck-Ereignissees bestehen. Dabei sind Weck-Ereignisse eingangsseitige Signalwechsel an Steuergerät-Schnittstellen, die zu lokalem Aufwachen des Steuergerätes führen und sich über eine Nachrichtenschnittstelle auf das angeschlossene Bussegment fortpflanzen können. Deshalb können lokale (steuergerätinterne) und bussegmentbezogene (steuergerätexterne) Weck-Ereignisse unterschieden werden.
Diese Weckfähigkeit ist bei einigen Funktionen heutiger Kraftfahrzeuge erforderlich, um beispielsweise auch bei ruhendem Kraftfahrzeug eine Kommunikation zwischen verschiedenen Steuergeräten zu ermöglichen. Weck-Ereignisse können durch ein Signal an einem interruptfähigen Eingang zu einem lokalen Hochfahren eines Steuergerätes führen. In Abhängigkeit von der Signalrelevanz für die restlichen Systeme erfolgt bei Ausführungsbeispielen eine Weckfortpflanzung auf das angeschlossene Datenbussegment und gegebenenfalls in einem zweiten Schritt auf sämtliche weiteren Datenbussegmente des Datenbussystems. Wird ein Datenbussegment geweckt, werden die daran angeschlossenen Steuergeräte hochgefahren und ermöglichen eine Datenkommunikation. Fordert kein Steuergerät den Busbetrieb, kann wieder Busruhe eingenommen werden und die vorher hochgefahrenen Steuergeräte kehren in den Schlafzustand zurück. Obwohl bei manchen Ausführungsbeispielen der Ruhezustand eines Datenbussegments dann gegeben ist, wenn sich sämtliche Steuergeräte des Datenbussegments in einem Ruhezustand befinden, lässt sich das erfindungsgemäße Konzept jedoch auch umsetzen, wenn nur ein Teil der Steuergeräte des Datenbussegments in einen Ruhezustand wechselt, z.B. weil einige Steuergeräte nicht über die Fähigkeit verfügen, in einen Ruhezustand zu wechseln. Der Ruhezustand eines Steuergeräts kann unterschiedlich ausgeprägt sein. Es ist möglich, dass sich das Steuergerät bezüglich seiner Kommunikationsschnittstelle in einem Ruhezustand befindet, dass das Steuergerät also nicht mehr über einen Datenbus kommuniziert. Das Steuergerät selbst kann unabhängig von seinem nach außen sichtbaren Ruhezustand unterschiedliche Zustände annehmen. Es kann z.B. komplett wach oder komplett deaktiviert sein oder sich in einem Ruhezustand befinden, in dem nur eine eingeschränkte Funktionalität besteht.
Manche Ausführungsbeispiele erlauben also ein Aufwecken lediglich derjenigen Datenbussegmente, welche für die Datenkommunikation zwischen dem erstem und dem zweiten Steuergerät benötigt werden, was wiederum einen enorm stromsparenden Betrieb ermöglicht. Sind beispielsweise beide Steuergeräte Teil ein und desselben Datenbussegments, so wird lediglich dieses Datenbussegment (bzw. die darin vorhandenen Steuergeräte) aufgeweckt. Dadurch wird in den meisten Fällen bereits eine Datenkommunikation zwischen Steuergeräten (MikroControllern) ermöglicht, da in den meisten Fällen lediglich Steuergeräte eines einzigen Datenbussegments miteinander kommunizieren. Die Einrichtung zum Aufwecken kann also ausgebildet sein, um bei festgestelltem Kommunikationsbedarf lediglich innerhalb des ersten Datenbussegments, z.B. ansprechend auf ein von dem ersten Steuergerät initiiertes Wecksignal, sämtliche im Ruhezustand befindlichen Steuergeräte des ersten Datenbussegments zu wecken, um daraufhin mit dem gewünschten Kommunikationspartner innerhalb des ersten Datenbussegments Daten austauschen zu können.
Erst dann, wenn der Kommunikationsbedarf auf ein Steuergerät eines anderen, vom ersten Segment separaten Datenbussegments gerichtet ist, werden zusätzlich alle weiteren im Ruhezustand befindlichen Datenbussegmente außerhalb des ersten Datenbussegments geweckt. Liegt also der Kommunikationspartner des ersten Steuergeräts, d.h. das zweite Steuergerät, außerhalb des ersten Datenbussegments in einem unterschiedlichen zweiten Datenbussegment, so wird dadurch auch letzteres zusätzlich zu dem ersten aktiviert, d.h. in den Wachzustand gebracht. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es sich bei dem ersten Datenbussegment um ein Diagnosebussegment, wie z.B. einen Diagnose-CAN mit einem (Fahrzeug-) Diagnosesteuergerät, handelt. Auf Veranlassung des Steuergeräts des Diagnose-CAN können also zu Diagnosezwecken alle separaten Datenbussegmente des Kfz-Datenbussystems aufgeweckt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Diagnosebefehl über den Datenbus 1 gesendet werden, der als Information zumindest ein Kennzeichen bzw. eine Identifikation des aufzuweckenden wenigstens einen zweiten Datenbussegments enthält. Das auf diese Weise geweckte zweite Datenbussegment, wie z.B. ein Antriebs-CAN, ein Fahrwerks-CAN, ein Komfort-CAN und/oder ein Infotainment-CAN, kann somit für eine begrenzte Zeit oder auch dauerhaft aktiviert werden. Sollen alle Datenbussegmente geweckt werden, können auch mehrere Kennzeichen/Identifikationen oder ein entsprechendes Kombinations-Kennzeichen gesendet werden. In anderen Worten ausgedrückt, kann das erste Datenbussegment also ein Diagnosebussegment sein, wobei die Einrichtung zum Aufwecken dann ausgebildet sein kann, um bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des Diagnosebussegments mit dem wenigstens einen zweiten Datenbussegment zusätzlich wenigstens das zweite Datenbussegment basierend auf einem Diagnosesignal aufzuwecken, welches das aufzuweckende zweite Datenbussegment identifiziert.
Es handelt sich somit um ein zweistufiges Weckverfahren, bei dem bei Kommunikationsbedarf neben dem ersten bevorzugt alle weiteren Datenbussegmente des Datenbussystems geweckt werden. Dieses Merkmal dient der weiteren Vereinfachung, da weder das erste Steuergerät noch ein am Datenaustausch beteiligter Gateway wissen muss, welches andere (zweite) Datenbussegment neben dem ersten zur Befriedigung des Kommunikationsbedarfs geweckt werden muss. Bei diesen zweistufigen Weckverfahren kann das zweite Datenbussegment also auch derart geweckt werden, indem nach dem Aufwecken des ersten Datenbussegments als zweite Stufe des Weckverfahrens pauschal sämtliche weiteren Datenbussegmente des Datenbussystems aufgeweckt, d.h. aktiviert, werden. Dies hat den Vorteil, dass keine komplizierte und aufwändige Adressierung bzw. Identifikation des gewünschten Kommunikationspartners des ersten Steuergeräts notwendig ist. Eine derartige Adressierung ist außerdem oft kaum möglich, da das erste Steuergerät bzw. das erste Datenbussegment keine Kenntnis über eine Zuordnung der einzelnen Steuergeräte zu den verschiedenen Datenbussegmenten hat. Während in bei einem Fahrzeugtyp ein Steuergerät (z.B. ABS- Steuergerät) einem Datenbussegment A (z.B. Fahrwerks-CAN) zugeordnet sein kann, kann dieses Steuergerät bei einem anderen Fahrzeugtyp einem anderen Datenbussegment B (z.B. Antriebs-CAN) zugeordnet sein. Gemäß solchen Ausführungsbeispielen kann die Einrichtung zum Aufwecken also ausgebildet sein, um bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts mit einem zweiten Steuergerät außerhalb des ersten Datenbussegments pauschal zusätzlich alle weiteren im Ruhezustand befindlichen Datenbussegmente des Datenbussystems aufzuwecken, so dass sich sämtliche Datenbussegmente des Datenbussystems im Wachzustand befinden. Bei wenigstens drei unterschiedlichen Datenbussegmenten werden im zweiten Schritt nach einem ersten Datenbussegment also auch die anderen wenigstens zwei Datenbussegmente aufgeweckt. Auf diese Weise ist es egal, in welchem Datenbussegment sich das zweite Steuergerät befindet, denn es wird auf diese Weise in jedem Fall in den Wachzustand gebracht, um Daten mit dem ersten Steuergerät austauschen zu können.
Das Wecken des dem ersten Steuergerät zugeordneten ersten Datenbussegments kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das erste Steuergerät eine entsprechende Botschaft an ein Gateway-Steuergerät des ersten Datenbussegments sendet. Dieses kann die Botschaft auswerten und anschließend alle Steuergeräte im eigenen (ersten) Datenbussegment aufwecken. Die Einrichtung zum Aufwecken kann also wenigstens ein Gateway-Steuergerät aufweisen, über welches das erste Datenbussegment mit weiteren Datenbussegmenten des Datenbussystems kommunizieren kann, und welches ausgebildet ist, um bei festgestelltem Kommunikationsbedarf innerhalb des ersten Datenbussegments weitere (z.B. alle) Steuergeräte des ersten Datenbussegments ansprechend auf ein von dem ersten Steuergerät empfangenen Wecksignal zu wecken.
In einer alternativen Ausgestaltung kann das Wecken automatisch dann erfolgen, wenn aufgrund eines Weckereignisses eine beliebige Botschaft über den Datenbus gesendet wird, wenn also irgendeine Datenkommunikation vorliegt („weckfähiger CAN"). Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das erste Steuergerät, welches außerhalb seines eigenen Datenbussegments Kommunikationsbedarf hat, in der zuvor beschriebenen Botschaft oder in einer gesonderten Botschaft an das Gateway-Steuergerät seines Datenbussegments ein Aktivierungsbit senden. Dieses Aktivierungsbit kann von dem Gateway-Steuergerät in geeigneter Weise (z.B. in einer ohnehin übermittelten Statusbotschaft oder in einer gesonderten Nachricht) über den Datenbus 1 an die anderen Gateway-Steuergeräte übertragen werden, welche daraufhin die Steuergeräte ihrer jeweiligen Datenbussegmente wecken. Das wenigstens eine Gateway-Steuergerät kann also ausgebildet sein, um bei festgestelltem Kommunikationsbedarf außerhalb des ersten Datenbussegments das zweite Steuergerät des wenigstens einen zweiten Datenbussegments ansprechend auf das von dem ersten Steuergerät empfangenen Wecksignal (Aktivierungsbit) direkt oder indirekt zu wecken. Zusätzlich oder alternativ können auf Veranlassung des Steuergeräts 6 des Diagnose-CAN zu Diagnosezwecken einzelne, mehrere oder alle Datenbussegmente des Datenbussystems aufgeweckt werden. Hierzu kann ein Diagnosebefehl über den Datenbus 1 gesendet werden, der als Information zumindest ein Kennzeichen bzw. eine Identifikation des aufzuweckenden Datenbussegments enthält. Das auf diese Weise geweckte Datenbussegment kann für eine begrenzte Zeit oder auch dauerhaft aktiviert werden. Sollen mehrere oder alle Datenbussegmente geweckt werden, können auch mehrere Kennzeichen oder ein entsprechendes Kombinations-Kennzeichen gesendet werden.
Es ist vorgesehen, dass der zweistufige Weckvorgang von einem Ereignis ausgelöst wird, d.h., die Einrichtung zum Feststellen des Kommunikationsbedarfs kann ausgebildet sein, um den Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts aufgrund eines vordefinierten Betriebszustands und/oder eines Betriebszustandswechsels des Kraftfahrzeugs festzustellen. Beispielsweise kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs einen Schalter einer elektrischen Parkbremse betätigen. Ein der Parkbremse zugeordnetes Bremsensteuergerät kann daraufhin eine Weckbotschaft an sein Gateway-Steuergerät senden und zugleich das Aktivierungsbit setzen, damit alle anderen Datenbussegmente ebenfalls geweckt werden. Sobald der folgende Weckvorgang abgeschlossen ist, kann das beispielsweise im Fahrwerks-CAN angesiedelte Bremsensteuergerät mit einem im Komfort-CAN befindlichen Steuergerät einer Anzeigevorrichtung Daten austauschen. In der Anzeigevorrichtung kann nun das Symbol für die aktivierte Feststellbremse gezeigt werden. Viele weitere Szenarien sind ebenso denkbar.
Mit weiterem Vorteil kann der Weckvorgang periodisch ausgelöst werden. Dies kann zeitlich periodisch erfolgen, aber auch in Abhängigkeit nicht-zeitlicher wiederkehrender Ereignisse. So kann etwa bei einem Elektrofahrzeug, das durch eine externe Stromquelle geladen wird, gewünscht sein, dass der Ladezustand der Batterie z.B. alle 10 Ladeprozentpunkte an eine externe Einrichtung übermittelt wird. Hierzu kann das Lademanagement, das z.B. im Antriebs- CAN verortet sein kann, periodisch (bei 10 %, 20 %, 30 %, usw., der Ladekapazität) ein Wecken aller anderen Datenbussegmente (z.B. Fahrwerks-CAN, Komfort-CAN, Infotainment- CAN) veranlassen. Nach Abschluss des Weckvorgangs können Informationen über den Ladezustand an eine im Komfort-CAN befindliche Sendeeinheit übermittelt werden, welche die Information anschließend z.B. über eine drahtlose Mobilfunkverbindung übermittelt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein Datenbussegment vom aktiven in den Ruhezustand wechseln, wenn keine Datenkommunikation mehr vorliegt und/oder für den Ruhezustand in jedem Steuergerät des Datenbussegments festgelegte Bedingungen erfüllt sind. Die Vorrichtung, z.B. ein Kfz-Steuergerät, kann also ferner eine Einrichtung zum Überführen von im Wachzustand befindlichen Datenbussegmenten zurück in den Ruhezustand umfassen, um keine unnötige elektrische Energie zu verschwenden. Dabei kann die Einrichtung zum Überführen beispielsweise ausgebildet sein, um das erste und/oder das wenigstens eine zweite Datenbussegment nach einer vordefinierten Zeitspanne nach dem Aufwecken jeweils wieder in den Ruhezustand zu bringen.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Reihenfolge, in der die Datenbussegmente vom Wach- in den Ruhezustand wechseln dürfen, bestimmten Bedingungen unterliegt. Insbesondere kann der Wechsel in den Ruhezustand davon abhängen, dass sich ein bestimmtes Datenbussegment bereits im Ruhezustand befindet. Die Einrichtung zum Überführen kann also ausgebildet sein, um ein Datenbussegment nur unter der Bedingung in den Ruhezustand zu überführen, dass vorher ein bestimmtes anderes Datenbussegment bereits in seinen Ruhezustand gebracht wurde. In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass alle CAN-Datenbussegmente so lange aktiv bleiben, bis der Fahrwerks-CAN in den Ruhezustand wechselt. Ist dies der Fall, so ist der Stillstand des Fahrzeugs sichergestellt. Die anderen CAN-Datenbussegmente, wie z.B. Antriebs-CAN, Komfort-CAN, Infotainment-CAN, können nun ebenfalls in den Ruhezustand wechseln. Derartige Ausführungsbeispiele können insbesondere die Sicherheit des Kraftfahrzeugs erhöhen.
Gemäß einem weiteren Aspekt schaffen manche Ausführungsbeispiele ein Verfahren zum Betreiben eines Datenbussystems eines Kraftfahrzeugs, das eine Mehrzahl von Datenbussegmenten aufweist, wobei mehrere der Datenbussegmente ausgebildet sind, um von einem Wachzustand in einen Ruhezustand zu wechseln, und umgekehrt. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Feststellens eines Kommunikationsbedarfs eines ersten Steuergeräts, das einem ersten Datenbussegment im Ruhezustand zugeordnet ist. Ferner umfasst das Verfahren bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts einen weiteren Schritt des Aufweckens des ersten Datenbussegments aus dem Ruhezustand in den Wachzustand. Sollte Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts mit einem zweiten Steuergerät außerhalb des ersten Datenbussegments bestehen, umfasst das Verfahren zusätzlich ein pauschales Aufwecken aller weiteren im Ruhezustand befindlichen Datenbussegmente des Datenbussystems außerhalb des ersten Datenbussegments.
In anderen Worten umfasst das Verfahren folgende Schritte:
• Feststellen eines Kommunikationsbedarfs eines Steuergeräts • Wecken des Datenbussegments des Steuergeräts
• Nur bei Kommunikationsbedarf mit mindestens einem Steuergerät außerhalb des geweckten Datenbussegments: Aufwecken aller weiteren im Ruhezustand befindlichen Datenbussegmente des Datenbussystems.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Hardwarekomponente, wie z.B. einem Kfz-Steuergerät (MikroController, FPGA, etc.). abläuft.
Es ist weiterhin ein Fahrzeug vorgesehen, welches zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet oder angepasst ist, d.h. also beispielsweise eine Vorrichtung zum Betreiben eines Datenbussystems aufweist.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen, bei Bedarf, ein zweistufiges Wecken von sämtlichen Datenbussegmenten eines Kfz-Datenbussystems. Sollte das Wecken eines ersten Datenbussegments für einen Kommunikationsbedarf eines darin befindlichen Steuergeräts nicht ausreichend sein, so können in einem zweiten Schritt ohne komplizierte Adressierungs- und/oder Signalisierungsmechanismen sämtliche zur Kommunikation infrage kommenden Datenbussegmente des Kfz-Datenbussystems geweckt werden. Nach dem Wecken sämtlicher Datenbussegmente und erfolgter Kommunikation können alle wieder in ihren Ruhezustand gebracht werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Datenbussystems für Kraftfahrzeuge;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Betreiben eines Datenbussystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 ein Zustandsdiagramm für ein Datenbussystem gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Fig. 4 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben eines Datenbussystems gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die lediglich einige exemplarische Ausführungsbeispiele zeigen, können gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten bezeichnen. Ferner können zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet werden, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
Die Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung 20 zum Betreiben eines anhand der Fig. 1 bereits beschriebenen Datenbussystems in einem Kraftfahrzeug.
Das Datenbussystem weist eine Mehrzahl von separaten bzw. physikalisch getrennten Datenbussegmenten 2, 3, 4, 5 auf, wobei wenigstens eines und vorzugsweise alle der Datenbussegmente 2, 3, 4, 5 ausgebildet bzw. angepasst sind, um von einem energetischen Wachzustand in einen energetischen Ruhezustand (Energiesparmodus) zu wechseln, und umgekehrt.
Die Vorrichtung 20 umfasst eine Einrichtung 25 zum Feststellen eines Kommunikationsbedarfs, d.h. eines Bedarfs zum Datenaustausch, eines ersten Steuergeräts 21 , 22, 23 oder 24 eines ersten Datenbussegments 2, welches sich zunächst im Ruhezustand befindet (d.h. ein oder mehrere Steuergeräte 21 , 22, 23, 24 des ersten Datenbussegments 2 befinden sich im Energiesparmodus). In Fig. 2 ist die Einrichtung 25 lediglich beispielhaft dem Datenbussegment 2 zugeordnet. Es versteht sich von selbst, dass in Ausführungsbeispielen sämtliche Datenbussegmente 2, 3, 4, 5 eine derartige Einrichtung 25 aufweisen oder mit dieser gekoppelt sein können.
Ferner umfasst die Vorrichtung 20 eine Einrichtung 26 zum Aufwecken des ersten Datenbussegments 2 aus dem Ruhezustand (Energiesparmodus) in den Wachzustand bei festgestelltem Kommunikationsbedarf eines der Steuergeräte 21 , 22, 23 oder 24. Die Einrichtung 26 zum Aufwecken ist ausgebildet, um, bei festgestelltem Kommunikationsbedarf eines der Steuergeräte 21 , 22, 23 oder 24 mit einem zweiten Steuergerät außerhalb des ersten Datenbussegments 2, zusätzlich alle weiteren im Ruhezustand befindlichen Datenbussegmente 3, 4, 5 des Datenbussystems außerhalb des ersten Datenbussegments 2 aufzuwecken. Auch hier versteht sich von selbst, dass in Ausführungsbeispielen sämtliche Datenbussegmente 2, 3, 4, 5 eine derartige Einrichtung 26 aufweisen oder mit dieser gekoppelt sein können.
Die Einrichtung 25 zum Feststellen des Kommunikationsbedarfs kann beispielsweise ein dazu speziell ausgebildetes Steuergerät des ersten Datenbussegments 2 sein. Ebenso kann jedes der einzelnen Steuergeräte 21 , 22, 23, 24 des ersten Datenbussegments 2 eine derartige Einrichtung aufweisen, um beispielsweise anhand eines ausgegebenen Sensorsignals den Kommunikationsbedarf eines zu dem Sensor korrespondierenden Steuergeräts festzustellen. Dabei kann das Sensorsignal einen vordefinierten Betriebszustand und/oder einen Betriebszustandswechsel des Kraftfahrzeugs anzeigen, welcher einem zweiten Steuergerät des ersten Datenbussegments 2 oder einem außerhalb des ersten Datenbussegments 2 befindlichen zweiten Steuergerät in einem der weiteren Datenbussegmente 3, 4, 5 mitgeteilt werden sollte.
Bei einem rein zweistufigen Weckverfahren ist die Einrichtung 26 zum Aufwecken gemäß Ausführungsbeispielen ausgebildet, um bei dem festgestellten Kommunikationsbedarf zunächst sämtliche Steuergeräte 21 , 22, 23, 24 des ersten Datenbussegments 2 aufzuwecken, beispielsweise ansprechend auf ein von dem ersten Steuergerät (in dem ersten Datenbussegment 2) oder einem damit gekoppelten Sensor initiierten Wecksignal. Liegt der Kommunikationspartner des den Kommunikationsbedarf aufweisenden ersten Steuergeräts, welches sich innerhalb des ersten Datenbussegments 2 befindet, ebenfalls innerhalb des ersten Datenbussegments 2, so ist bereits nach der ersten Weckstufe eine Datenkommunikation möglich. Nach erfolgtem Informationsaustausch kann dann das erste Datenbussegment 2 wieder in den Energiesparmodus gebracht werden, wozu die Vorrichtung eine Einrichtung 27 zum Überführen von im Wachzustand befindlichen Datenbussegmenten zurück in den Ruhezustand aufweisen kann. Dazu kann beispielsweise eine Strom- und/oder Spannungszufuhr der jeweiligen Steuergeräte begrenzt werden.
Liegt der Kommunikationspartner des den Kommunikationsbedarf aufweisenden ersten Steuergeräts, welches sich hier lediglich exemplarisch innerhalb des ersten Datenbussegments 2 befindet, jedoch außerhalb des ersten Datenbussegments 2 in einem der weiteren Datenbussegmente 3, 4, 5, so sehen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vor, in einer zweiten Stufe des Weckverfahrens sämtliche weiteren Datenbussegmente 3, 4, 5 des Bussystems bzw. die darin befindlichen Steuergeräte, vom Ruhezustand in den Wachzustand zu bringen. In anderen Worten ausgedrückt können ausgehend von dem ersten Datenbussegment 2 in dem zweiten Schritt alle anderen Datenbussegmente 3, 4, 5 pauschal geweckt werden, unabhängig davon in welchem der weiteren Datenbussegmente 3, 4, 5 der gewünschte Kommunikationspartner des ersten Steuergeräts tatsächlich liegt. Dazu kann sich die Einrichtung 26 zum Aufwecken beispielsweise in dem Gateway-Steuergerät 7 des ersten Datenbussegments 2 befinden, über welches das erste Datenbussegment 2 mit dem weiteren Datenbussegmenten 3, 4, 5 des Datenbussystems kommuniziert, und welches ausgebildet ist, um bei festgestelltem Kommunikationsbedarf außerhalb des ersten Datenbussegments 2 pauschal zusätzlich alle weiteren im Ruhezustand befindlichen Datenbussegmente 3, 4, 5 des Datenbussystems aufzuwecken, so dass sich sämtliche Datenbussegmente des Datenbussystems im Wachzustand befinden.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann es sich bei den Datenbussegmenten 2, 3, 4, 5 beispielsweise um einen Fahrwerk-CAN 2, einen Antriebs-CAN 3, einen Komfort-CAN 4 und einen Infotainment-CAN 5 (inklusive Multifunktionslenkrad-LIN) handeln. Wie es bereits beschrieben wurde, kann es sich bei dem Datenbussegment, welches das Steuergerät 6 aufweist, beispielsweise um einen Diagnose-CAN handeln. Bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des Diagnosedatenbussegments bzw. eines darin befindlichen Diagnose-Steuergeräts 6 mit wenigstens einem zweiten Datenbussegment 2, 3, 4, 5 kann gemäß Ausführungsbeispielen lediglich dasjenige zweite Datenbussegment basierend auf einem vom Diagnosedatenbussegment ausgehenden Wecksignal aufgeweckt werden, welches das aufzuweckende zweite Datenbussegment identifiziert. Handelt es sich also bei dem das Wecksignal auslösenden Datenbussegment um ein Diagnosedatenbussegment, so können mit dem Wecksignal gemäß Ausführungsbeispielen auch einzelne weitere Datenbussegmente 2, 3, 4, 5 des Datenbussystems aufgeweckt werden. Handelt es sich hingegen bei dem das wenigstens eine weitere Datenbussegment aufweckenden ersten Datenbussegment um eines der Datenbussegmente 2, 3, 4, 5, so werden bei einem Kommunikationsbedarf außerhalb des ersten aufzuweckenden Datenbussegments sämtliche weiteren Datenbussegmente (außer das Diagnosedatenbussegments) aufgeweckt. Generell kann das Aufwecken der Datenbussegmente über ein oder mehrere zu den beteiligten Datenbussegmenten korrespondierenden Gateways 7, 8. 9, 10 geschehen.
Eine Auswahl möglicher Systemzustände eines das erfindungsgemäße Weckkonzept umsetzenden Fahrzeugs ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei können Ausführungsbeispiele beispielsweise dann zum Einsatz kommen, wenn sich eine Zündung (Klemme 15) des Fahrzeugs in„Aus"-Stellung befindet, das Fahrzeug also beispielsweise abgestellt bzw. geparkt wurde. In Fig. 3 werden mit Bezugszeichen 302, 303, 304 bzw. 305 jeweils diejenigen (Betriebs-) Zustände bezeichnet, in denen die zugehörigen Datenbussegmente 2, 3, 4 bzw. 5 jeweils einzeln wach bzw. aktiv sind. Der mit der Bezugszeichenfolge ,.302, 303, 304, 305" bezeichnete Zustand wird dann eingenommen, wenn alle in Fig. 1 oder 2 dargestellten Datenbussegmente 2, 3, 4, 5 (z.B. Fahrwerks-CAN, einen Antriebs-CAN, einen Komfort-CAN und einen Infotainment-CAN) gleichzeitig wach/aktiv sind. Von diesem Zustand„302, 303, 304, 305" ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Wechsel 310 (z.B.„Fahrwerks-CAN sleep") nur in den Zustand„303, 304, 305" möglich, da die Einrichtung 27 zum Überführen ausgebildet sein kann, um ein Datenbussegment 3. 4 , 5 nur unter der Bedingung in den Ruhezustand zu überführen, dass vorher ein dafür notwendiges anderes Datenbussegment 2 (z.B. Fahrwerks-CAN) bereits in seinen Ruhezustand gebracht wurde. Dem Übergang 310 entspricht also die Tatsache, dass das Datenbussegment 2 in den Ruhezustand gewechselt hat. Bei dem Datenbussegment 2 kann es sich beispielsweise um den bereits erwähnten Fahrwerks-CAN handeln. Von dem Zustand„303, 304, 305", d.h. die Datenbussegmente 3, 4 und 5 sind gleichzeitig aktiv, können die noch aktiven Datenbussegmente 3, 4 und 5 bei Vorliegen aller dafür nötigen Bedingungen (z.B. Zeitablauf, vorbestimmter Betriebszustand, etc.) selbstständig und unabhängig voneinander in den Ruhezustand wechseln, was in Fig. 3 durch Übergänge 309 in die Zustände 303 304 und 305 und anschließend in den Zustand 300 (alle Datenbussegmente im Energiesparmodus) dargestellt wird. In dem Zustand 300 befinden sich jeweils alle Datenbussegmente 2, 3, 4, 5 (und das Datenbussegment mit dem Steuergerät 6) im Ruhezustand. Aus diesem Zustand kann jedes einzelne Datenbussegment 2, 3, 4, 5 (und das Datenbussegment mit dem Steuergerät 6) individuell geweckt werden, indem eine hierfür notwendige Bedingung (Weckereignis) eintritt. Dabei kann es sich um ein Ereignis der bereits beschriebenen Art handeln, also z.B. eine Schalterbetätigung oder ein bestimmter Betriebszustand des Fahrzeugs. Die Einrichtung 25 zum Feststellen des Kommunikationsbedarfs kann also ausgebildet sein, um den Kommunikationsbedarf des eines Steuergeräts aufgrund eines vordefinierten Betriebszustands und/oder eines Betriebszustandswechsels des Kraftfahrzeugs festzustellen.
Das Wecken der einzelnen Datenbussegmente 2, 3, 4, 5 ist mit dem Übergang 308 bezeichnet, mit dem vom Zustand 300 in jeden der Zustände 302, 303, 304, 305, 306 gewechselt werden kann. Besteht nun Kommunikationsbedarf zwischen Steuergeräten unterschiedlicher Datenbussegmente, so kann mit Ausführungsbeispielen ausgehend von den Zuständen 302, 303, 304, 305 das gesamte Datenbussystem gleichzeitig aufgeweckt werden, d.h. in den Zustand „302, 303, 304, 305" gebracht werden. Hierzu kann beispielsweise das zuvor beschriebene Aktivierungsbit gesetzt werden und von den jeweiligen Gateway-Steuergeräten 7, 8, 9, 10 ausgewertet werden. Der hierdurch ausgelöste Zustandsübergang ist mit Bezugszeichen 307 gekennzeichnet.
In Fig. 3 ist weiterhin der Zustand„302, 303" dargestellt. Dieser wird im vorliegenden Beispiel eingenommen, wenn die Datenbussegmente 2 und 3 (die z.B. dem Antriebs-CAN und dem Fahrwerks-CAN entsprechen können) unabhängig voneinander aktiviert werden (Übergänge 308). Dies kann völlig zufällig geschehen, es ist aber ebenso denkbar, dass ein bestimmter Betriebszustand des Fahrzeugs das Aufwecken beider Datenbussegmente ausgelöst hat. Da gemäß manchen Ausführungsbeispielen der Antriebs-CAN 3 wie bereits erwähnt erst nach dem Fahrwerks-CAN 2 in den Ruhezustand wechseln darf, kann zunächst der Übergang 310 vom Zustand„302, 303" in den Zustand 303 erfolgen (Antriebs-CAN 3 noch aktiv, Fahrwerks-CAN 2 bereits im Ruhezustand) und anschließend der Übergang 309 in den Zustand 300.
Die Fig. 4 zeigt schematisch ein Verfahren 400 zum Betreiben eines Datenbussystems eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Das Verfahren umfasst einen Schritt 410 des Feststellens eines Kommunikationsbedarfs eines ersten Steuergeräts eines ersten Datenbussegments, welches sich im Ruhezustand befindet. In einem weiteren Schritt 420 wird bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts das gesamte erste Datenbussegment aus dem Ruhezustand in den Wachzustand gebracht. In einem dritten Schritt 430 wird festgestellt, ob Kommunikationsbedarf des aufgeweckten Datenbussegments mit einem zweiten Datenbussegment außerhalb des ersten Datenbussegments besteht. Wenn nein, dann kann nach erfolgter Kommunikation innerhalb des ersten Datenbussegments das Verfahren 400 beendet und das erste Datenbussegment wieder in den Ruhezustand gebracht werden. Jedoch bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts mit einem zweiten Steuergerät außerhalb des ersten Datenbussegments, werden in einem weiteren Schritt 440 zusätzlich alle weiteren im Ruhezustand befindlichen Datenbussegmente des Datenbussystems außerhalb des ersten Datenbussegments aufgeweckt. D.h., im Schritt 440 werden pauschal sämtliche Datenbussegmente des Bussystems gleichzeitig aufgeweckt, um danach die gewünschte Datenkommunikation stattfinden zu lassen.
Zusammenfassend schlagen Ausführungsbeispiele also vor, Teilnetzwerke bzw. Datenbussegmente bei Kommunikationsbedarf zunächst lediglich lokal zu wecken und nur bei Kommunikationsbedarf außerhalb des eigenen Teilnetzwerks das gesamte Fahrzeug bzw. das gesamte Datenbussystem zu wecken. Dazu können aktive Funktionen das lokale oder das gesamte Fahrzeugnetzwerk für eine kurze Dauer periodisch oder ereignisbasiert wecken. Ein Wecken eines Fahrzeug-CANs aktiviert beispielsweise zunächst nur das lokale Fahrzeug-CAN- N etzwerk. Nur bei Vorliegen weniger spezieller Ereignisse kann ein Steuergerät über einen busübergreifenden Weckmechanismus (z.B. Setzen eines WakeUp-Bits) alle anderen weckfähigen Teilnetzwerke aktivieren. Steuergeräte mit Gateway-Funktion können dieses Aktvierungsbit auswerten und die anderen (physikalisch getrennten) Netzwerke wecken.
Über einen Diagnose-CAN mit dem Steuergerät 6 können die CAN-Netzwerke 2, 3, 4, 5 durch Setzen eines Diagnosebefehls für eine begrenzte Zeit oder dauerhaft lokal aktiviert werden. Aktive Funktionen können periodisch oder ereignis-basiert das lokale oder das gesamte Fahrzeugnetzwerk für eine kurze Dauer wecken. Bei Funktionen mit temporärem Kommunikationsbedarf kann periodisch oder ereignisbasiert ein Wakeup-Bit gesetzt werden, um, ausgehend vom Diagnose-CAN, gezielt ein lokales Netzwerk 2, 3, 4, 5 oder das gesamte Fahrzeugnetzwerk für eine kurze Zeit zu aktivieren. Während dieser Zeit können die für die Funktion notwendigen Daten ausgetauscht werden. Nach dem Datenaustausch können nicht benötigte CAN Segmente wieder deaktiviert werden.
Ein Media Oriented Systems Transport (MOST) Datenbussegment bzw. Subbus kann bei manchen Ausführungsbeispielen in jedem Systemzustand aktiviert und deaktiviert werden. Bei einem Zustand„Klemme 15 ein'" (Zündung ein) kann ein schlafender MOST über ein WakeUp- Signal eines Gateway-Steuergeräts aktiviert werden, beispielsweise wenn die Diagnose oder der Komponentenschutz den MOST benötigen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird.
Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (AS IC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.
Das digitale Speichermedium kann daher maschinen- oder computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem oder einer programmierbare Hardwarekomponente derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ferner ein Datenstrom, eine Signalfolge oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom, die Signalfolge oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, um über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet oder ein anderes Netzwerk, transferiert zu werden. Ausführungsbeispiele sind so auch Daten repräsentierende Signalfolgen, die für eine Übersendung über ein Netzwerk oder eine Datenkommunikationsverbindung geeignet sind, wobei die Daten das Programm darstellen.
Ein Programm gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eines der Verfahren während seiner Durchführung beispielsweise dadurch umsetzen, dass dieses Speicherstellen ausliest oder in diese ein Datum oder mehrere Daten hinein schreibt, wodurch gegebenenfalls Schaltvorgänge oder andere Vorgänge in Transistorstrukturen, in Verstä rkerstru ktu re n oder in anderen elektrischen, optischen, magnetischen oder nach einem anderen Funktionsprinzip arbeitenden Bauteile hervorgerufen werden. Entsprechend können durch ein Auslesen einer Speicherstelle Daten, Werte, Sensorwerte oder andere Informationen von einem Programm erfasst, bestimmt oder gemessen werden. Ein Programm kann daher durch ein Auslesen von einer oder mehreren Speicherstellen Größen, Werte, Messgrößen und andere Informationen erfassen, bestimmen oder messen, sowie durch ein Schreiben in eine oder mehrere Speicherstellen eine Aktion bewirken, veranlassen oder durchführen sowie andere Geräte, Maschinen und Komponenten ansteuern.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (20) zum Betreiben eines Datenbussystems eines Kraftfahrzeugs, das eine Mehrzahl von Datenbussegmenten (2; 3; 4; 5) aufweist, wobei mehrere der Datenbussegmente ausgebildet sind, um von einem Wachzustand in einen Ruhezustand zu wechseln, und umgekehrt, mit folgenden Merkmalen: einer Einrichtung (25) zum Feststellen eines Kommunikationsbedarfs eines ersten Steuergeräts eines ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5) im Ruhezustand; einer Einrichtung (26) zum Aufwecken des ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5) aus dem Ruhezustand in den Wachzustand bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts, wobei die Einrichtung (26) zum Aufwecken ausgebildet ist, um, bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts mit einem zweiten Steuergerät außerhalb des ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5), pauschal zusätzlich alle weiteren im Ruhezustand befindlichen Datenbussegmente (2; 3; 4; 5) des Datenbussystems außerhalb des ersten Datenbussegments aufzuwecken, so dass sich sämtliche Datenbussegmente (2; 3; 4; 5) des Datenbussystems im Wachzustand befinden.
2. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1 , wobei die Einrichtung (26) zum Aufwecken ausgebildet ist, um bei festgestelltem Kommunikationsbedarf innerhalb des ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5), ansprechend auf ein von dem ersten Steuergerät initiierten Wecksignal, sämtliche im Ruhezustand befindlichen Steuergeräte des ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5) zu wecken.
3. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Datenbussegment ein Diagnosebussegment ist, und wobei die Einrichtung (26) zum Aufwecken ausgebildet ist, um bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des Diagnosebussegments mit dem wenigstens einen zweiten Datenbussegment (2; 3; 4; 5) zusätzlich wenigstens das zweite Datenbussegment (2; 3; 4; 5) basierend auf einem Diagnosesignal aufzuwecken, welches das zweite Datenbussegment (2; 3; 4; 5) identifiziert.
4. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (26) zum Aufwecken wenigstens ein Gateway-Steuergerät (7; 8; 9; 10) aufweist, über welches das erste Datenbussegment (2; 3; 4; 5) mit weiteren Datenbussegmenten (2; 3; 4; 5) des Datenbussystems kommuniziert, und welches ausgebildet ist, um bei festgestelltem Kommunikationsbedarf innerhalb des ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5) weitere Steuergeräte des ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5) ansprechend auf ein von dem ersten Steuergerät empfangenen Wecksignal zu wecken.
5. Vorrichtung (20) nach Anspruch 4, wobei das wenigstens eine Gateway-Steuergerät (7; 8;
9; 10) ausgebildet ist, um bei festgestelltem Kommunikationsbedarf außerhalb des ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5) das zweite Steuergerät des wenigstens einen zweiten Datenbussegments (2; 3; 4; 5) ansprechend auf das von dem ersten Steuergerät empfangenen Wecksignal direkt oder indirekt zu wecken.
6. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (25) zum Feststellen des Kommunikationsbedarfs ausgebildet ist, um den Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts aufgrund eines vordefinierten Betriebszustands und/oder eines Betriebszustandswechsels des Kraftfahrzeugs festzustellen.
7. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: eine Einrichtung (27) zum Überführen von im Wachzustand befindlichen Datenbussegmenten (2; 3; 4; 5) zurück in den Ruhezustand.
8. Vorrichtung (20) nach Anspruch 7, wobei die Einrichtung (27) zum Überführen in den Ruhezustand ausgebildet ist, um das erste und/oder das wenigstens eine zweite Datenbussegment (2; 3; 4; 5) nach einer vordefinierten Zeitspanne nach dem Aufwecken jeweils wieder in den Ruhezustand zu bringen.
9. Vorrichtung (20) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Einrichtung (27) zum Überführen in den Ruhezustand ausgebildet ist, um ein Datenbussegment (2; 3; 4; 5) nur unter der Bedingung in den Ruhezustand zu überführen, dass vorher ein bestimmtes anderes Datenbussegment (2; 3; 4; 5) bereits in seinen Ruhezustand gebracht wurde.
10. Vorrichtung (20) nach Anspruch 9, wobei das notwendige andere Datenbussegment ein Fahrwerks-Datenbussegment (2) ist.
1 1. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich im Ruhezustand eines Datenbussegments (2; 3; 4; 5) wenigstens ein Steuergerät des Datenbussegments (2; 3; 4; 5) in einem Ruhezustand mit gegenüber einem Wachzustand verminderter elektrischer Leistungsaufnahme befindet.
12. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Datenbussystem ein Feldbussystem aus der Gruppe, CAN-Bus, FlexRay-Bus, MOST-Bus und/oder LIN- Bus, aufweist.
13. Verfahren (400) zum Betreiben eines Datenbussystems eines Kraftfahrzeugs, das eine Mehrzahl von Datenbussegmenten (2; 3; 4; 5) aufweist, wobei mehrere der Datenbussegmente (2; 3; 4; 5) ausgebildet sind, um von einem Wachzustand in einen Ruhezustand zu wechseln, und umgekehrt, mit folgenden Schritten:
Feststellen (410) eines Kommunikationsbedarfs eines ersten Steuergeräts eines ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5) im Ruhezustand;
Aufwecken (420) des ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5) aus dem Ruhezustand in den Wachzustand bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts; und bei festgestelltem Kommunikationsbedarf des ersten Steuergeräts mit einem zweiten Steuergerät außerhalb des ersten Datenbussegments (2; 3; 4; 5), pauschal zusätzlich Aufwecken (440) aller weiteren im Ruhezustand befindlichen Datenbussegmente (2; 3; 4; 5) des Datenbussystems außerhalb des ersten Datenbussegments, so dass sich sämtliche Datenbussegmente (2; 3; 4; 5) des Datenbussystems im Wachzustand befinden.
14. Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft.
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