WO2013167618A1 - Verfahren zur aktivierung von deaktivierten steuergeräten eines fahrzeugs und fahrzeugnetz sowie knoten des fahrzeugnetzes - Google Patents

Verfahren zur aktivierung von deaktivierten steuergeräten eines fahrzeugs und fahrzeugnetz sowie knoten des fahrzeugnetzes Download PDF

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WO2013167618A1
WO2013167618A1 PCT/EP2013/059532 EP2013059532W WO2013167618A1 WO 2013167618 A1 WO2013167618 A1 WO 2013167618A1 EP 2013059532 W EP2013059532 W EP 2013059532W WO 2013167618 A1 WO2013167618 A1 WO 2013167618A1
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network
vehicle
subnet
nodes
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PCT/EP2013/059532
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Norbert Balbierer
Josef Nöbauer
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Continental Automotive Gmbh
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    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
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    • H—ELECTRICITY
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/50—Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate

Definitions

  • the invention relates to a method for activating deactivated control units of a vehicle, in particular of a motor vehicle, in at least one, preferably wired, in particular Ethernet-based, vehicle network in which the vehicle network nodes forming the control units of the vehicle using at least one network protocol, in particular the Ethernet protocol, can communicate with each other.
  • a selected group of control units of the vehicle which are in communication relationship with one another, to form a subnetwork of the entire vehicle network to be activated.
  • the invention further relates to a node of a vehicle network set up for carrying out the method and to the vehicle network formed from a plurality of appropriately established nodes.
  • Ethernet In addition to the typical bus systems in the automotive sector, such as a CAN bus, a MOST bus, a FlexRay bus or a LIN bus, Ethernet, which is well-known from Internet applications, is increasingly finding its way into automotive and vehicle technology.
  • the Ethernet network has a high data rate, is highly flexible and standardized worldwide. Therefore, Ethernet offers itself as an important system interface within the vehicle and will increasingly be used as such.
  • the range is directly dependent on the capacity of the battery and the power requirements of the powered by the battery consumers, so that a high power consumption reduces the range of an electrically powered vehicle. In principle, this is also the case with an internal combustion engine, because with a high power requirement the alternator is more heavily loaded and this leads to a higher fuel consumption and thus to a shorter range.
  • One way to save energy is to turn on only those control units of the vehicle that are needed in the particular situation or in the respective vehicle state. This is referred to as a subnetwork operation, in which a group of mutually communicatively related control devices of the vehicle is combined to form an active or to be activated subnetwork.
  • ECUs In order to realize such a subnetwork, ECUs must be activated, ie awakened from a standby mode or turned on.
  • the information about which control units are needed in the network must be coordinated, so that in previous applications a central instance would have to perform the activation (wake-up) of the control units if necessary.
  • DE 10 2010 008 818 A1 proposes a method for activating a network component of a vehicle network system for Ethernet-based vehicle networks, which is based on a central network manager.
  • the information which control unit is located at which point under which network address in the network and in which case this control unit must be woken up, centrally managed, so that an activation or wake-up is performed if necessary by the central authority.
  • this is complex in administration and leads to increased energy consumption for the network manager.
  • AUTOSAR Automotive Open System Architecture, Release 3.2
  • a mechanism to implement a subnetwork operation in a vehicle network This is based on the cyclical sending of a network management message on the vehicle bus, in which a bit field indicates which subnetworks of the connected network participants (control units) are to be active.
  • the bus transceivers, ie the transceivers, of all subscribers are thus always active and able to evaluate these messages.
  • the receiving bus transceiver wakes up the rest of the controller, where subnet is a grouping of signals or messages received or sent by controllers associated with that grouping. This procedure is standardized for today's bus systems in automobiles, but can be do not use the Ethernet standards for Ethernet protocols.
  • WO 2003/061175 A2 describes a hierarchically structured radio network with a plurality of cluster heads for organizing the network, with which simple network nodes can communicate on a first frequency. Further, direct communication between the cluster heads is provided on another, second frequency.
  • the provision of different cluster heads with an organizational function ensures that the failure of a central base does not lead to a complete failure of the wireless network. Targeted addressing of subnetworks is not possible.
  • a proprietary network protocol is used.
  • a Wake-on-LAN (WOL) technology for Local Area Networks (LAN) is known in which individual subscriber devices of the network can be turned on by special network packets. For this purpose, the network connection of an otherwise switched off subscriber device remains activated, wherein the network connection turns on the subscriber device after receiving a corresponding wake-up data packet.
  • the wake-up data packet contain a Media Access Control (MAC) address that is associated with exactly one of the user equipments managed by the multi-network connection.
  • the multiple network connection internally manages the MAC addresses of the subscriber devices connected via a separate connection, so that individual subscriber devices or a group of subscriber devices can be selectively switched on.
  • this is a hierarchical network structure insofar as the multiple network connection as a central control unit is necessary for the response and possibly switching on of individual subscriber devices. In case of failure This multiple network connection can not be accessed on these subscriber devices.
  • the object of the present invention is therefore to achieve an energy-efficient option for implementing a subnetwork operation in a vehicle network.
  • each node d. H. each connected to the vehicle network as a communication unit subscribers, at least one network interface to a directly addressable via this network interface adjacent nodes and a subnetwork management, which indicates which of several network interfaces the node of the vehicle network can communicate with which subnet.
  • each connectable to the vehicle network control unit forms a node of the vehicle network, without the nodes are inevitably limited to such control erilless.
  • a node is present in its subnet management in the presence of an activation command for the control units of a predefined subnetwork (be it as the activation of the subnetwork initiating node or activation of the subnetwork initiating control device or after receipt of an activation command for the subnetwork to be activated) identifies over which of its network interfaces the node can communicate with the subnetwork to be activated, the node then, via the identified network interface (s), activating the activation command to the neighboring node (s); and, wherein by sending out the activation command, the adjacent node is activated, provided that the node was deactivated before sending the activation command, which represents a wake-up mechanism in general form, ie, that the adjacent node may be off awaken a sleep state.
  • an activation command for the control units of a predefined subnetwork (be it as the activation of the subnetwork initiating node or activation of the subnetwork initiating control device or after receipt of an activation command for the sub
  • each participating in the communication via the vehicle network control unit also represents a node of the vehicle network, all the controllers of the subnet to be activated are activated so gradually, without a central network manager must be provided.
  • the nodes of the vehicle network necessary for the communication of the control units of the subnetwork to be activated are activated, even if they are not control units associated with the subnetwork to be activated, but are only necessary to mediate the communication for the control units of the subnetwork in the vehicle network.
  • each node in the vehicle network ie each network participant involved in the communication of the vehicle network, has a subnet management, also called an energy manager (EM), which manages the subnets and network interfaces of the own node and the network (vehicle network) with the subnet managements (energy managers) other knot can communicate.
  • EM energy manager
  • the invention relates to the vehicle networks, in particular on wired vehicle networks, by means of known wake-up mechanisms for wired networks in a simple manner each of the neighboring nodes directly adjacent to a node can be awakened in a simple manner.
  • the mechanisms for this such as the transmission of wake-up pulses, are known and therefore need not be described in detail.
  • each node or each controller, can initiate the activation process (wake-up) for a subnet.
  • a node receiving an activation command for the subnetwork control units identifies in its subnetwork administration via which of its possibly multiple network interfaces it can communicate with the subnetwork to be activated, and then the node transmits the activation command to the adjacent nodes of the vehicle network via the identified network interfaces.
  • the activation command propagates from the activation initiating controller or node through the entire vehicle network (network) until all nodes and controllers required for communication in the subnet are activated.
  • This decentralized procedure also has the advantage that, if necessary, different networks with different network protocols can be connected to one another via gateways, the gateways being a translation of the control commands from one network protocol to the other network protocol.
  • the method according to the invention thus consists in that, in the case of a subnetwork to be activated, the initiating node or the initiating control unit first activates or awakens all neighboring nodes which are connected (directly or directly) to such network interfaces (one or more) of the node the subnet to be activated can be reached. Subsequently, a wake-up request is forwarded to each of these neighboring nodes. Again, the same process described above runs on each of these neighboring nodes, as if the wakeup request came from itself. As a result, the wakeup process propagates recursively through the network until all members of the subnetwork are activated, without the provision of a central network manager have to be.
  • the subnet management of a node controls the power supply of the node.
  • the subnetwork management of the node can activate and switch on the entire node or the control unit without having to install an additional wake-up mechanism.
  • a concrete option for activation, d. H. a wake up, is a hardware module that addresses the concerns of
  • Such a hardware module may be part of the subnet management.
  • the subnet management of a node communicates with the subnet management of other nodes of the network, for example in order to change or reinstall subnetworks and / or to realize quality monitoring of the network connection.
  • a node for example, the subnetwork management of a node by a wakeup command, which may be identical to the activation command for control units of a subnet, may activate adjacent nodes, if they are disabled.
  • the mechanisms provided for this purpose are basically known in the case of wired or wireless communication networks.
  • the advantage of the application in the activation of subnetworks is that a very effective way of decentralized management of the subnetworks and the subscribers of the subnetworks can be achieved and the unused subscribers can be completely deactivated when they are not needed.
  • the decentralized subnet management according to the method proposed according to the invention also makes it possible for a node, preferably each node formed by a control unit, to initiate an activation command for activating a subnetwork, provided that the need for communication in this control device or in this node exists there Subnet is created.
  • a particularly fast activation of a subnetwork can be achieved as a result, since each node (controller) that adjusts the demand for such a subnetwork can immediately start the activation of the subnetwork.
  • the communication in the network takes place (at least in part) as Ethernet-based communication, ie. H. with an Ethernet network protocol (transport protocol).
  • Ethernet network protocol transport protocol
  • a node designed as a gateway facilitates switching between partial networks of different network structure, in particular an exchange between a subnetwork with Ethernet-based communication and a subnetwork with CAN-bus-based communication, without the invention being limited to exactly these combinations of different subnetworks.
  • the invention decentralized, non-hierarchical management of subnet activation is therefore particularly flexible.
  • the invention also relates to a node in a preferably wired, in particular Ethernet-based, vehicle network having at least one network interface and a subnetwork having a computing unit, which is also referred to as an energy manager of the node.
  • the node can in particular form a control unit of the vehicle network, but also be designed as a control unit without additional functions, for example, only as a relay station or gateway.
  • the arithmetic unit is set up to carry out the method or parts thereof described above.
  • the invention relates to a vehicle network with meh eral nodes, which are interconnected to the preferably wired, in particular special Ethernet-based vehicle network via network interfaces.
  • the nodes forming the vehicle network according to the invention are set up in accordance with the previously described nodes for carrying out the above-described method or parts thereof.
  • the device of the nodes is implemented by program code means for execution on a computing unit, which are designed in such a way that when executed on the computer unit they execute the proposed method.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of a vehicle network with network nodes set up for carrying out the method according to the invention for activating deactivated control devices.
  • the vehicle network 1 shown in FIG. 1 thus has nodes 2, which are shown as circles or quadrangles, wherein not all nodes are provided with the reference numeral 2 for the sake of clarity.
  • the nodes 2 shown as circles each have only one network interface.
  • the nodes 2 shown as squares have multiple network interfaces. With the network interfaces, the nodes 2 are connected to each other via a wired network by means of communication lines 3.
  • the communication lines 3 are also referred to as bus lines of the vehicle network 1. Again, not all communication lines 3 are provided with reference numerals for the sake of clarity.
  • a node 2 is designed in particular as a control unit or gateway and for identification in the drawing with
  • a subnet number TN1 to TN3 is provided in each node, which indicates which control unit A to M belongs to which subnetwork TN1 to TN3.
  • All control units A to M (respectively Koten 2), which belong to a subnet TN1 to TN3, are in communication relationship with each other and are therefore to be activated to an activating subnet TN1 to TN3, wherein in addition to the activating node 2, a subnet TNL belong to TN3, even the nodes 2 must be activated, which form only a communication interface for the nodes 2 of a subnet TN1 to TN3.
  • each node 2 has a subnetwork administration implemented in particular in its arithmetic unit, which is not shown in the drawing and which indicates via which network interface the node 2 of the vehicle network 1 can communicate with which node 2 which subnetwork TN1 to TN3.
  • the subnetwork management thus indicates that the control unit D (node) can communicate via its network interfaces to the control units A, B and E with node 2 of the subnetwork TN1.
  • the subnetwork management of the controller D indicates that can communicate via the network interfaces to the controllers B, C and E with the subnet TN2 (ie, the nodes or controllers 2 of this subnet), the control unit E as a node 2 itself the subnet TN2 not listened to, but communicates a communication, for example, to the control unit H.
  • the node D itself also belongs to the subnet TN3, which can communicate via the network interface to the node E with this subnet TN3. This is also noted in the subnet management.
  • control units A to J respectively form nodes (2) of an Ethernet network and the control units H, K, L, M each node (2) of a CAN bus network.
  • the control unit H node 2 represents a gateway which connects the two network technologies Ethernet and CAN bus.
  • the implementation of the method for activating deactivated control units A to M of the vehicle network 1 will be described below by way of example in the case where the control unit A wants to activate the subnetwork TN1.
  • the control unit A can reach the subnetwork TN1 via its single network interface and thus awakens the node 2 connected thereto via this network interface. ie the control unit D.
  • control pulse via the communication line 3, for example, which activates the control unit D via its network interface or the subnetwork management containing the energy manager, even if the control unit D was deactivated at the time of the reception of the activation pulse.
  • a control pulse instead of a control pulse, it is of course possible to use a suitable wake-up mechanism with which the control unit A activates the node (control unit D) connected to the communication line 3.
  • control unit D Even if the control unit D itself does not belong to the subnetwork TN1, this must be activated in order to enable the control unit A to communicate with other control units 2 of the subnetwork TN1.
  • the control unit A After activation, d. H. the transmission of the wake-up command, for example, as a control pulse, the control unit A forwards the activation command for activating the subnetwork TN1 to the control unit. This may possibly also be combined with the wake-up command.
  • the control unit D or its subnetwork management recognizes that it can reach the subnetwork TN1 via two of its four network interface parts, namely the network interfaces to the control unit B and the control unit E. Therefore, the control unit D sends a wake-up command or an activation command containing the wake-up command in each case to the control units B and E.
  • the node 2 forming the control unit B has only one network interface via which it is activated or addressed by the control unit d.
  • the control unit B is active and knows that its subnetwork TN1 has been requested. This node B therefore has nothing to do.
  • the behavior is analogous.
  • This control unit knows that only the control unit G still belongs to the subnetwork TN1 via one of its network interfaces. Therefore, a wake-up command is sent only to the controller G.
  • the control unit D sends the activation command for the subnet TNL to the control unit G, which behaves in the same way as the control unit B.
  • controllers A, B, E and G which belong to the subnet TN1, as well as the required for communication switching as node 2 controller D are activated so that these controllers 2 can communicate with each other.
  • the inventive method for activating the control units 2 of the subnetwork TN1 is thus completed.
  • a further embodiment of the activation method according to the invention shows how activating also works across network technologies, ie. H. even if different network technologies are used in the vehicle network, where a node 2, in the example of FIG. 1 the controller H, functions as a gateway, which is an Ethernet-based network and a CAN-bus-based network. connects together.
  • the control unit B requests an activation of the subnetwork TN2. Until it reaches the control unit H serving as node 2 in its function as a gateway, the method runs analogously to the above-described method concerning the activation of the subnetwork TN1, so that a corresponding detailed description can be dispensed with.
  • the control unit B thus activates the control unit D, which then activates the control units C and E.
  • the control unit E is activated because the control system forming a node 2 advises D in its subnetwork management has knowledge that on the network interface to the control unit E, which does not belong to the subnet TN2 itself, more control devices H, I, K and M of the subnet TN2 can be addressed.
  • the control unit E forwards a wake-up and activation command to the control unit H.
  • the control unit E activates its network interface to the control unit I, which belongs to the subnetwork TN2, in order to forward a wake-up command and an activation command or a combined wake-up and activation command to the control unit I forming a node 2.
  • the functioning as a gateway controller H now sets the activation command from the Ethernet-bound part of the vehicle network 1 on a the CAN bus-based network own wake-up mechanism, in which the bus transceiver detects a requested subnetwork and then wakes up the rest of the node.
  • the remaining control devices K and M are awakened via the known CAN bus own wake-up mechanism.
  • all control unit B, D, C, H, I, K and M, which belong to the subnet TN2, as well as the control unit E for communication switching enabled so that a communication of the subnet TN2 can take place and this is fully active.
  • the procedure for the awakening of control units of the subnetwork TN2 is thus completed.
  • the method according to the invention is therefore a completely distributed, non-hierarchical concept, so that the administration is generally simple. There are therefore no individual, decisive instances whose failure would lead to a failure of the communication system as a whole, in particular as long as diversion communication paths are possible even if these are in the simple example network; are not shown in FIG. 1.
  • the method proposed according to the invention also generates network communication only during the activation process of a subnetwork TN1 to TN3. No cyclic messages are necessary. Further, by allowing immediate neighbors to wake-up by means of suitable wake-up mechanisms known per se, it is not necessary for the network interfaces of disconnected nodes to remain active in order to evaluate network management messages. Unnecessary control devices 2 can thus be switched off completely, without consuming quiescent current, since they can be awakened by a wake-up pulse of an immediately adjacent node 2 in any case.
  • the method according to the invention can also be combined with the concepts standardized by AUTOSAR for vehicle bus systems already in use today, so that in an architecture that uses Ethernet-based and classic bus systems together, a network-wide coverage of the subnetwork operation results. Furthermore, it can also be applied directly to today's bus systems in the presence of suitable controller-selective wake-up mechanisms.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Aktivierung von deaktivierten Steuergeräten eines Fahrzeugs in einem Fahrzeugnetz (1) beschrieben, in dem die Knoten des Fahrzeugnetzes bildenden Steuergeräte (2) des Fahrzeugs miteinander kommunizieren können, wobei eine zu aktivierende Gruppe von untereinander in Kommunikationsbeziehung stehenden Steuergeräten (2) des Fahrzeugs in einem zu aktivierenden Teilnetz zusammengefasst ist. Es ist vorgesehen, dass jeder Knoten (2) mindestens eine Netzwerkschnittstelle zu einem über diese Netzwerkschnittstelle direkt ansprechbaren benachbarten Knoten (2) und eine Teilnetzverwaltung aufweist, welche angibt, über welche Netzwerkschnittstelle der Knoten (2) des Fahrzeugnetzes mit welchem Teilnetz kommunizieren kann, wobei ein Knoten (2) bei Vorliegen eines Aktivierungsbefehls für die Steuergeräte eines Teilnetzes in der Teilnetzverwaltung identifiziert, über welche seiner Netzwerkschnittstellen er mit dem zu aktivierenden Teilnetz kommunizieren kann, wobei der Knoten (2) anschließend über die identifizierten Netzwerkschnittstellen den Aktivierungsbefehl an die benachbarten Knoten (2) überträgt und wobei durch das Aussenden des Aktivierungsbefehls der benachbarte Knoten (2) aktiviert wird, sofern der Knoten (2) vor Aussenden des Aktivierungsbefehls deaktiviert war.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Aktivierung von deaktivierten Steuergeräten eines Fahrzeugs und Fahrzeugnetz sowie Knoten des Fahrzeugnetzes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktivierung von deaktivierten Steuergeräten eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, in mindestens einem, vorzugsweise drahtgebundenen, insbesondere Ethernet-basierten, Fahrzeugnetz, in dem die die Knoten des Fahrzeugnetzes bildenden Steuergeräte des Fahrzeugs unter Verwendung mindestens eines Netzwerk-Protokolls, insbesondere des Ethernet-Protokolls , miteinander kommunizieren können. Dabei ist es möglich, eine zu aktivierende, ausgewählte Gruppe von untereinander in Kommunikationsbeziehung stehenden Steuergeräten des Fahrzeugs zu einem zu aktivierenden Teilnetz des gesamten Fahrzeugnetzes zusammenzufassen .
Die Erfindung betrifft ferner einen zur Durchführung des Ver- fahrens eingerichteten Knoten eines Fahrzeugnetzes sowie das aus mehreren entsprechend eingerichteten Knoten ausgebildete Fahrzeugnetz .
Neben den typischen Bussystemen im Automobilbereich, beispielsweise einem CAN-Bus, einem MOST-Bus, einem FlexRay-Bus oder einem LIN-Bus, hält auch das aus Internetanwendungen bekannte Ethernet zunehmend Einzug in die Automobil- bzw. Fahrzeugtechnik. Das Ethernet-Netzwerk verfügt über eine hohe de- dizierte Datenrate, ist in hohem Maße flexibel und weltweit standardisiert. Daher bietet sich Ethernet als eine wichtige Systemschnittstelle innerhalb des Fahrzeugs an und wird zunehmend auch als solche eingesetzt werden.
Durch die zunehmende Elektrifizierung der Fahrzeuge steigt jedoch auch deren Strombedarf zunehmend an. Dies wiederum führt - bei konventionellen Fahrzeugen - zu einem erhöhten Kraftstoff erbrauch, was sich kostenmäßig direkt auf den Endverbraucher (Fahrzeughalter) umlegt. Weiterhin wird die heutige Besteuerung der Kraftfahrzeuge durch den Ausstoß von C02 (Kohlendioxid) errechnet, was aus dem Energieverbrauch
(Kraftstoffverbrauch von Benzin oder Diesel) abgeleitet wird.
Insbesondere bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen ist dagegen die Reichweite unmittelbar von der Kapazität der Batterie und dem Strombedarf der durch die Batterie versorgten Verbraucher abhängig, so dass ein hoher Strombedarf die Reichweite eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs vermindert. Dies ist bei einem Verbrennungsmotor zwar grundsätzlich auch der Fall, weil bei einem hohen Strombedarf die Lichtmaschine stärker belastet ist und dies zu einem höheren Treibstoffverbrauch und damit verbinden einer geringeren Reichweite führt. Bei einem elektrisch betriebenen Fahrzeug kommt aber die - bei den bisherigen Akkumulatorkapazitäten erreichbaren - geringen Reichweiten von etwa 100 km in Verbindung mit den langen Standzeiten beim Wiederaufladen der Akkumulatoren deutlicher zum Tragen.
Eine Möglichkeit zur Energieeinsparung besteht darin, nur diejenigen Steuergeräte des Fahrzeugs einzuschalten, die in der jeweiligen Situation bzw. in dem jeweiligen Fahrzeugzustand benötigt werden. Dies wird als Teilnetzbetrieb bezeichnet, in dem eine Gruppe von untereinander in Kommunikationsbeziehung stehenden Steuergeräten des Fahrzeugs zu einem aktiven bzw. zu aktivierenden Teilnetz zusammengefasst ist. Um einen solchen Teilnetzbetrieb zu realisieren, müssen Steuergeräte aktiviert, d. h. aus einem Standby-Modus geweckt bzw. eingeschaltet, werden. Die Information, welche Steuergeräte im Netzwerk benötigt werden, muss koordiniert werden, so dass in bisherigen Anwendungen eine zentrale Instanz die Aktivierung (Weckvorgang) der Steuergeräte bei Bedarf durchführen müsste . In den heute im Automobilbereich m Serie eingesetzten Fahrzeugnetzwerken, die auf den Bussystemen CAN, FlexRay, MOST oder LIN beruhen, gibt es noch keinen Teilnetzbetrieb. Dort wachen alle Teilnehmer, zu denen auch die Steuergeräte gehören, gleichzeitig auf, entweder durch die Zündung des Fahrzeugs gesteuert oder durch eine Aktivität auf dem Fahrzeugbus, d. h. in dem Fahrzeugnetz.
In der DE 10 2010 008 818 AI wird ein Verfahren zur Aktivierung einer Netzwerk-Komponente eines Fahrzeug-Netzwerksystems für Ethernet-basierte Fahrzeugnetze vorgeschlagen, welches entsprechend auf einem zentralen Netzwerkmanager basiert. Hierfür wird die Information, welches Steuergerät sich an welcher Stelle unter welcher Netzwerkadresse im Netz befindet und in welchem Falle dieses Steuergerät geweckt werden muss, zentral verwaltet, so dass ein Aktivierungs- bzw. Weckvorgang bei Bedarf durch die zentrale Instanz ausgeführt wird. Dies ist in der Verwaltung jedoch aufwendig und führt zu einem erhöhten Energieverbrauch für den Netzwerkmanager.
AUTOSAR (Automotive Open System Architecture, Release 3.2) spezifiziert in dem Dokument " Specification of Communication Manager", Version 2.2.0, einen Mechanismus, um ein Teilnetzbetrieb in einem Fahrzeugnetzwerk umzusetzen. Dieser beruht auf dem zyklischen Versenden einer Netzwerkmanagement-Botschaft auf dem Fahrzeugbus, in der mittels eines Bitfeldes angezeigt wird, welche Teilnetze der angeschlossenen Netzwerkteilnehmer (Steuergeräte) aktiv sein sollen. Die Bus- transceiver, d. h. die Sendeempfänger, aller Teilnehmer sind somit immer aktiv und in der Lage, diese Botschaften auszuwerten. Wenn ein Teilnetz in der Netzwerkmanagement-Botschaft als aktiv angezeigt wird, weckt der empfangende Busstranscei- ver den Rest des Steuergerätes, wobei als Teilnetz eine Gruppierung von Signalen oder Nachrichten verstanden wird, welche durch dieser Gruppierung zugehörige Steuergeräte empfangen oder gesendet werden. Dieses Verfahren ist für heutige Bussysteme im Automobil standardisiert, lässt sich aber in die- ser Weise nicht mit den Ethernet-Standards für Ethernet- Protokolle realisieren.
Die WO 2003/061175 A2 beschreibt ein hierarchisch geglieder- tes Funknetzwerk mit mehreren Clusterköpfen zur Organisation des Netzwerks, mit denen einfache Netzwerkknoten auf einer ersten Freguenz kommunizieren können. Ferner ist eine direkte Kommunikation zwischen den Clusterköpfen auf einer anderen, zweiten Freguenz vorgesehen. Durch das Vorsehen verschiedener Clusterköpfe mit Organisationsfunktion wird erreicht, dass der Ausfall einer zentralen Basis nicht zu einem Komplettausfall des Funknetzwerkes führt. Eine gezielte Adressierung von Teilnetzwerken ist allerdings nicht möglich. Außerdem wird ein proprietäres Netzwerkprotokoll verwendet.
Aus der US 2011/0138044 AI ist eine Wake-on-LAN (WOL) Technologie für Local Area Networks (LAN) bekannt, bei der einzelne Teilnehmergeräte des Netzwerks durch spezielle Netzwerkpakte angeschaltet werden können. Dazu bleibt der Netzwerkanschluss eines sonst ausgeschalteten Teilnehmergeräts aktiviert, wobei der Netzwerkanschluss das Teilnehmergerät nach Empfang eines entsprechenden Weck-Datenpakts anschaltet. Wenn ein Mehrfach- netzwerkanschluss mehrere Teilnehmergeräte gleichzeitig an das Netzwerk anschließt, wird vorgeschlagen, dass das Weck- Datenpaket eine MAC-Adresse (Media Access Control-Adresse ) enthält, die genau einem der durch den Mehrfachnetzwerkan- schluss verwalteten Teilnehmergeräten zugeordnet ist. Der Mehrfachnetzwerkanschluss verwaltet intern die MAC-Adressen der über einen separaten Anschluss angeschlossenen Teilneh- mergeräte, so dass einzelne Teilnehmergeräte oder eine Gruppe von Teilnehmergeräten selektiv eingeschaltet werden können.
Hierbei handelt es sich jedoch insofern um einen hierarchischen Netzwerkaufbau, als für das Ansprechen sowie ggf. Ein- schalten einzelner Teilnehmergeräte der Mehrfachnetzwerkanschluss als zentrales Steuergerät notwendig ist. Bei Ausfall dieses Mehrfachnetzwerkanschlusses kann auf diese Teilnehmergeräte nicht zugegriffen werden.
Die bisherigen Systeme zur Teilnetzverwaltung sind also ver- gleichsweise aufwändig in der Realisierung und erfordern für die Energieverwaltung einen signifikanten zusätzlichen Stromverbrauch .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine ener- gieeffiziente Möglichkeit zur Realisierung eines Teilnetzbetriebs in einem Fahrzeugnetz zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art insbesondere vorgesehen, dass jeder Knoten, d. h. jeder an das Fahrzeugnetz als Kommunikationseinheit angeschlossener Teilnehmer, mindestens eine Netzwerkschnittstelle zu einem über diese Netzwerkschnittstelle direkt ansprechbaren benachbarten Knoten und eine Teilnetzverwaltung aufweist, welche angibt, über welche der ggf. mehreren Netzwerkschnittstellen der Knoten des Fahrzeugnetzes mit welchem Teilnetz kommunizieren kann. Somit bildet jedes an das Fahrzeugnetz anschließbare Steuergerät einen Knoten des Fahrzeugnetzes, ohne dass die Knoten zwangsläufig auf derartige Steu- ergeräte beschränkt sind.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Knoten bei Vorliegen eines Aktivierungsbefehls für die Steuergeräte eines vorgegebenen Teilnetzes (sei es als die Aktivierung des Teilnetzes initiierender Knoten bzw. als die Aktivierung des Teilnetzes initiierendes Steuergerät oder nach Empfang eines Aktivierungsbefehls für das zu aktivierende Teilnetz) in seiner Teilnetzverwaltung identifiziert, über welche seiner Netzwerkschnittstellen der Knoten mit dem zu aktivierenden Teil- netz kommunizieren kann, wobei der Knoten anschließend über die identifizierten Netzwerkschnittstelle (n) den Aktivierungsbefehl an den/die benachbarten Knoten, d. h. die unmit- telbar an den Knoten angeschlossenen Knoten, überträgt und wobei durch das Aussenden des Aktivierungsbefehls der benachbarte Knoten aktiviert wird, sofern der Knoten vor dem Aussenden des Aktivierungsbefehls, der einen Weckmechanismus in allgemeiner Form darstellt, deaktiviert war, d. h., dass der benachbarte Knoten ggf. aus einem Schlafzustand geweckt wird.
Da jedes an der Kommunikation über das Fahrzeugnetz teilnehmende Steuergerät auch einen Knoten des Fahrzeugnetzes darstellt, werden so nach und nach alle Steuergeräte des zu aktivierenden Teilnetzes aktiviert, ohne dass ein zentraler Netzwerkmanager vorgesehen sein muss. Zusätzlich werden die für die Kommunikation der zu aktivierenden Steuergeräte des Teilnetzes notwendigen Knoten des Fahrzeugnetzes aktiviert, auch wenn diese keine dem zu aktivierenden Teilnetz zugehörigen Steuergeräte sind, sondern lediglich zur Vermittlung der Kommunikation für die Steuergeräte des Teilnetzes in dem Fahrzeugnetz notwendig sind.
In diesem Sinne wird als Teilnetz des Fahrzeugnetzes eine Gruppierung von an das Fahrzeugnetz angeschlossenen Steuergeräten verstanden, die untereinander in Kommunikationsbeziehung stehen. Somit wird durch die Erfindung ein dezentrales Verfahren vorgeschlagen, um Teilnetze in einem zumindest teilweise auch auf einem Ethernet-basierenden Fahrzeugnetz zu aktivieren und die entsprechenden, dem Teilnetz zugehörigen Steuergeräte zu aktivieren. Dazu verfügt jeder Knoten im Fahrzeugnetz, d. h. jeder an der Kommunikation des Fahrzeugnetzes beteiligte Netzwerkteilnehmer, eine auch als Energiemanager (EM) bezeichnete Teilnetzverwaltung, die die Teilnetze und Netzwerkschnittstellen des eigenen Knotens verwaltet und über das Netzwerk (Fahrzeugnetz) mit den Teilnetzverwaltungen (Energiemanager) der anderen Knote kommuniziert kann. Durch diese dezentrale Verwaltung muss keiner der Knoten über die gesamte Topologie des Fahrzeugnetzes Bescheid wissen, sondern lediglich darüber, welche der verfügbaren Teilnetze er über welche Netzwerkschnittstellen erreichen kann und wel- chem Teilnetz er selbst angehört. Dies kann beispielsweise als Parameterdatei in jedem Netzwerkknoten eingegeben werden.
Da sich die Erfindung bei den Fahrzeugnetzen insbesondere auf drahtgebundener Fahrzeugnetze bezieht, kann mittels bekannter Weckmechanismen für drahtgebundene Netze auf einfache Weise jeweils der unmittelbar an eine Knoten benachbart angeschlossene Nachbarknoten geweckt werden. Die Mechanismen hierfür, beispielsweise das Aussenden von Weckimpulsen, sind bekannt und müssen daher nicht näher beschrieben werden. Entsprechendes gilt natürlich auch bei Funk-Fahrzeugnetzwerken, bei denen unter benachbarten Knoten insbesondere solche Knoten versendet werden, die in der direkten Funkreichweite eines Knotens liegen.
Aufgrund der dezentralen Eigenschaft des vorgeschlagenen Verfahrens kann jeder Knoten, respektive jedes Steuergerät, den Aktivierungsvorgang (Weckvorgang) für ein Teilnetz initiieren .
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein einen Aktivierungsbefehl für die Steuergeräte eines Teilnetzes empfangender Knoten in seiner Teilnetzverwaltung identifiziert, über welche seiner ggf. mehreren Netzwerkschnittstellen er mit dem zu aktivierenden Teilnetz kommunizieren kann, und dass der Knoten anschließend über die identifizierten Netzwerkschnittstellen den Aktivierungsbefehl an die benachbarten Knoten des Fahrzeugnetzes überträgt. So pflanzt sich der Aktivierungsbefehl ausgehend von dem die Aktivierung initiierenden Steuergerät bzw. Knoten durch das gesamte Fahrzeugnetz (Netzwerk) fort, bis alle für die Kommunikation in dem Teilnetz benötigten Knoten und Steuergeräte aktiviert sind. Dieses dezentrale Vorgehen hat auch den Vorteil, dass ggf. verschiedene Netzwerke mit verschiedenen Netzwerkprotokollen über Gateways miteinander verbunden sein können, wobei die Gateways eine Übersetzung der Steuerbefehle aus dem einen Netzwerkprotokoll in das andere Netzwerkprotokoll leisten müssen.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht also darin, dass bei einem zu aktivierenden Teilnetz der initiierende Knoten bzw. das initiierende Steuergerät zunächst alle Nachbarknoten aktiviert bzw. weckt, die (direkt bzw. unmittelbar) an solche Netzwerkschnittstellen (eine oder mehrere) des Knotens angeschlossen sind, über die das zu aktivierende Teilnetz er- reichbar ist. Anschließend wird eine Weckanfrage an jeden dieser Nachbarknoten weitergeleitet. Auf jedem dieser Nachbarknoten läuft wiederum der gleiche, zuvor beschriebene Pro- zess ab, so als käme die Weckanfrage von ihm selbst. Dadurch pflanzt sich der Weckvorgang rekursiv durch das Netzwerk fort, bis alle Mitglieder des Teilnetzes aktiviert sind, ohne dass ein zentraler Netzwerkmanager vorgesehen sein muss.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Teilnetzverwaltung eines Knotens die Energieversorgung des Knotens steuert. Somit kann die Teilnetzverwaltung des Knotens bei Anliegen eines Aktivierungsbefehls den gesamten Knoten respektive das Steuergerät aktivieren und einschalten, ohne dass ein zusätzlicher Weckmechanismus installiert werden müsste. Eine konkrete Möglichkeit für eine Aktivierung, d. h. ein Wecken, ist ein Hardware-Modul, das das Anliegen von
Energie auf der Leitung feststellt und daraufhin die Energieversorgung für den Rest des Knotens (Steuergerät) aktiviert. Beispielsweise ein solches Hardware-Modul kann Bestandteil der Teilnetzverwaltung sein.
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Teilnetzverwaltung eines Knotens mit der Teilnetzverwaltung anderer Knoten des Netzwerkes kommuniziert, beispielsweise um Teilnetze zu ändern oder neu zu installieren und/oder eine Qualitätsüberwachung der Netzwerkverbindung zu realisieren. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass ein Knoten beispielsweise die Teilnetzverwaltung eines Knotens durch einen Weckbefehl, der ggf. mit dem Aktivierungsbefehl für Steuergeräte eines Teilnetzes identisch sein kann, benachbarte Knoten aktivieren kann, wenn diese deaktiviert sind. Die hierfür vorgesehenen Mechanismen sind bei drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsnetzwerken grundsätzlich bekannt. Der Vorteil der Anwendung bei der Aktivierung von Teilnetzen besteht darin, dass eine sehr effektive Möglichkeit zur dezentralen Verwaltung der Teilnetze und der Teilnehmer der Teilnetze erreicht werden kann und die nicht benötigten Teilnehmer vollständig deaktiviert werden können, wenn sie nicht gebraucht werden. Durch die dezentrale Teilnetzverwaltung gemäß dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren ist ferner möglich, dass ein Knoten, vorzugsweise jeder durch ein Steuergerät gebildete Knoten, einen Aktivierungsbefehl für das Aktivieren eines Teilnetzes initiieren kann, sofern in diesem Steuergerät bzw. in diesem Knoten der Bedarf zur Kommunikation in diesem Teilnetz entsteht. Neben einer besonders energieeffizienten Verwaltung der Teilnetze lässt sich hierdurch auch eine besonders schnelle Aktivierung eines Teilnetzes erreichen, da jeder den Bedarf für ein solches Teilnetz festeilende Knoten (Steuergerät) die Aktivierung des Teilnetzes unmittelbar beginnen kann .
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass die Kommunikation in dem Netzwerk (zumindest teilweise) als Ethernet-basierte Kommunikation erfolgt, d. h. mit einem Ethernet-Netzwerkprotokoll (Transportprotokoll) stattfindet. Hierdurch lassen sich die Vorzüge und die Flexibilität der Ethernet-Kommunikation auch in Fahrzeugnetzwerken einfach nutzen.
Zusätzlich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein als Gateway ausgebildeter Knoten eine Vermittlung zwischen Teil- netzen unterschiedlicher Netzwerkstruktur herstellt, insbesondere eine Vermittlung zwischen einem Teilnetzwerk mit Ethernet-basierter Kommunikation und einem Teilnetzwerk mit CAN-Bus-basierter Kommunikation, ohne dass die Erfindung auf genau diese Kombinationen unterschiedlicher Teilnetze beschränkt wäre. Die erfindungsgemäß dezentrale, nicht hierarchische Verwaltung der Teilnetzaktivierung ist daher besonders flexibel .
Entsprechend betrifft die Erfindung auch einen Knoten in einem vorzugsweise drahtgebundenen, insbesondere Ethernet-ba- sierten, Fahrzeugnetz mit mindestens einer Netzwerkschnittstelle und einer eine Recheneinheit aufweisenden Teilnetzver waltung, welche auch als Energiemanager des Knotens bezeichnet wird. Der Knoten kann insbesondere ein Steuergerät des Fahrzeugnetzes bilden, jedoch auch als Steuergerät ohne zusätzliche Funktionen beispielsweise nur als Relaisstation oder Gateway ausgebildet sein. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Recheneinheit zur Durchführung des vorbeschrie benen Verfahrens oder Teilen hiervon eingerichtet ist.
Entsprechend betrifft die Erfindung ein Fahrzeugnetz mit meh reren Knoten, die zu dem vorzugsweise drahtgebundenen, insbe sondere Ethernet-basierten, Fahrzeugnetz über Netzwerkschnittstellen zusammengeschaltet sind. Die das Fahrzeugnetz bildenden Knoten sind erfindungsgemäß entsprechend den zuvor beschriebenen Knoten zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens oder Teilen hiervon eingerichtet.
Die Einrichtung der Knoten er f i ilgt erfindungsgemäß durch Pro grammcodemittel zur Ausführung auf einer Recheneinheit, die derart ausgestaltet sind, dass sie bei Ausführung auf der Re cheneinheit das vorgeschlagene Verfahren ausführen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen und deren Rückbezügen.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Fahrzeugnetzwerkes mit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aktivierung von deaktivierten Steuergeräten eingerichteten Netzwerkknoten.
Das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeugnetz 1 weist also Knoten 2 auf, die als Kreise oder Vierecke dargestellt sind, wobei der Übersichtlichkeit halber nicht alle Knoten mit dem Bezugszeichen 2 versehen sind. Die als Kreise dargestellten Knoten 2 weisen jeweils nur eine Netzwerkschnittstelle auf. Die als Quadrate dargestellten Knoten 2 weisen mehrere Netzwerkschnittstellen auf. Mit den Netzwerkschnittstellen sind die Knoten 2 über ein drahtgebundenes Netzwerk mittels Kommunikationsleitungen 3 miteinander verbunden. Die Kommunikations- leitungen 3 werden auch als Busleitungen des Fahrzeugnetzes 1 bezeichnet. Auch hier sind der Übersichtlichkeit halber nicht alle Kommunikationsleitungen 3 mit Bezugszeichen versehen.
Ein Knoten 2 ist insbesondere als Steuergerät oder Gateway ausgebildet und zur Identifikation in der der Zeichnung mit
Buchstaben A bis M gekennzeichnet. Ferner ist in jedem Knoten eine Teilnetznummer TNl bis TN3 vorgesehen, welche angibt, welches Steuergerät A bis M zu welchem Teilnetz TNl bis TN3 gehört. Alle Steuergeräte A bis M (respektive Koten 2), die einem Teilnetz TNl bis TN3 angehören, stehen untereinander in Kommunikationsbeziehung und sind bei zu einem aktivierenden Teilnetz TNl bis TN3 daher zu aktivieren, wobei zusätzlich zu den zu aktivierenden Knoten 2, die einem Teilnetz TNl bis TN3 angehören, auch die Knoten 2 aktiviert werden müssen, die nur eine Kommunikationsschnittstelle für die Knoten 2 eines Teilnetzes TNl bis TN3 bilden. Dazu weist jeder Knoten 2 eine insbesondere in seiner Recheneinheit implementierte Teilnetzverwaltung auf, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist und welche angibt, über welche Netzwerkschnittstelle der Knoten 2 des Fahrzeugnetzes 1 mit welchen Knoten 2 welchen Teilnetzes TNl bis TN3 kommunizieren kann.
Im Falle des Knotens D gibt die Teilnetzverwaltung also an, dass das Steuergerät D (Knoten) über seine Netzwerkschnitt- stellen zu den Steuergeräten A, B und E mit Knoten 2 des Teilnetzes TNl kommunizieren kann. Entsprechend gibt die Teilnetzverwaltung des Steuergeräts D an, dass über die Netzwerkschnittstellen zu den Steuergeräten B, C und E mit dem Teilnetz TN2 (d. h. den Knoten oder Steuergeräten 2 dieses Teilnetzes) kommunizieren kann, wobei das Steuergerät E als Knoten 2 selbst dem Teilnetz TN2 nicht angehört, aber eine Kommunikation beispielsweise an das Steuergerät H vermittelt. Ferner gehört der Knoten D selbst auch dem Teilnetz TN3, wobei der über die Netzwerksschnittstelle zu dem Knoten E mit diesem Teilnetz TN3 kommunizieren kann. Auch dies ist in der Teilnetzverwaltung vermerkt.
In dem dargestellten Beispiel bilden die Steuergeräte A bis J jeweils Knoten (2) eines Ethernet-Netzwerks und die Steuerge- räte H, K, L, M jeweils Knoten (2) eines CAN-Bus-Netzwerks . Das Steuergerät H (Knoten 2) stellt dabei ein Gateway dar, welches die beiden Netzwerktechnologien Ethernet und CAN-Bus miteinander verbindet. Nachfolgend wird die Durchführung des Verfahrens zur Aktivierung von deaktivierten Steuergeräten A bis M des Fahrzeugnetzes 1 beispielhaft für den Fall beschrieben, dass das Steuergerät A das Teilnetz TNl aktivieren will. Das Steuergerät A kann das Teilnetz TNl über seine einzige Netzwerkschnittstelle erreichen und weckt somit über diese Netzwerkschnittstelle den daran angeschlossenen Knoten 2, d. h. das Steuergerät D. Hierzu gibt es über die Kommunikationsleitung 3 bspw. einen Steuerimpuls aus, der das Steuergerät D über seine Netzwerkschnittstelle bzw. die den Energiemanager enthaltene Teilnetzverwaltung aktiviert, auch wenn das Steuergerät D zum Zeitpunkt des Empfangs des Aktivierungspulses deaktiviert war. Grundsätzlich kommt anstelle eines Steuerimpulses natürlich ein geeigneter Weckmechanismus in Frage, mit dem das Steuergerät A den an der Kommunikationsleitung 3 angeschlossenen Knoten (Steuergerät D) akti- viert.
Auch wenn das Steuergerat D selbst dem Teilnetz TNl nicht angehört, muss dieses aktiviert werden, um dem Steuergerät A die Kommunikation mit anderen Steuergeräten 2 des Teilnetzes TNl zu ermöglichen.
Nach dem Aktivieren, d. h. dem Aussenden des Weckbefehls beispielsweise als Steuerimpuls, leitet das Steuergerät A den Aktivierungsbefehl zur Aktivierung des Teilnetzes TNl an das Steuergerät weiter. Dies kann ggf. auch zusammengefas st mit dem Weckbefehl erfolgen.
Das Steuergerät D bzw. dessen Teilnetzverwaltung erkennt, dass es das Teilnetz TNl über zwei seiner vier Netzwerk- schnittsteilen erreichen kann, nämlich die Netzwerkschnittstellen zu dem Steuergerät B und dem Steuergerät E. Daher sendet das Steuergerät D einen Weckbefehl bzw. einen den Weckbefehl enthaltenen Aktivierungsbefehl jeweils an die Steuergeräte B und E weiter.
Der das Steuergerät B bildende Knoten 2 verfügt nur über eine Netzwerkschnittstelle, über die er aktiviert bzw. von dem Steuergerät d angesprochen wurde. Damit ist das Steuergerät B aktiv und weiß, dass sein Teilnetz TNl angefordert wurde. Dieser Knoten B hat daher nichts weiter zu veranlassen. Bei dem Steuergerät E (Knoten 2) ist das Verhalten analog. Dieses Steuergerät weiß, dass nur das Steuergerät G über eine seiner Netzwerkschnittstellen noch dem Teilnetz TNl angehört. Daher wird ein Weckbefehl nur an das Steuergerät G gesendet. Nach dem Wecken des Steuergerätes G sendet das Steuergerät D den Aktivierungsbefehl für das Teilnetz TNl an das Steuergerät G weiter, das sich genauso verhält wie das Steuergerät B. Alternativ ist es immer möglich, den Weckbefehl und den Aktivierungsbefehl in einem Befehl zusammenzufassen.
Damit sind nun alle Steuergeräte A, B, E und G, die dem Teilnetz TNl angehören, sowie das zur Kommunikationsvermittlung als Knoten 2 benötigte Steuergerät D aktiviert, so dass diese Steuergeräte 2 untereinander kommunizieren können. Das erfin- dungsgemäße Verfahren zur Aktivierung der Steuergeräte 2 des Teilnetzes TNl ist damit abgeschlossen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aktivierungsverfahrens zeigt, wie das Aktivieren auch Netzwerk- technologie-übergreifend funktioniert, d. h. auch dann, wenn in dem Fahrzeugnetz verschiedene Netzwerktechniken zum Einsatz kommen, wobei ein Knoten 2, im Beispiel der Fig. 1 das Steuergerät H, als Gateway funktioniert, das ein Ethernet- basiertes Netzwerk und ein CAN-Bus-basiertes Netzwerk Netz- werktechnologie-übergreifend miteinander verbindet.
In diesem Beispiel, das auch anhand von Fig. 1 erläutert wird, fordert das Steuergerät B eine Aktivierung des Teilnetzes TN2 an. Bis zum Erreichen des als Knoten 2 dienenden Steuergeräts H in seiner Funktion als Gateway läuft das Verfahren analog zu dem vorbeschriebenen Verfahren betreffend die Aktivierung des Teilnetzes TNl ab, so dass auf eine entsprechende ausführliche Beschreibung verzichtet werden kann. Das Steuergerät B aktiviert also das Steuergerät D, welches daraufhin die Steuergeräte C und E aktiviert. Das Steuergerät E wird aktiviert, weil das einen Knoten 2 bildende Steuerge- rät D in seiner Teilnetzverwaltung Kenntnis darüber hat, dass über die Netzwerkschnittstelle zu dem Steuergerät E, welches dem Teilnetz TN2 selbst nicht angehört, weitere Steuergeräte H, I, K und M des Teilnetzes TN2 angesprochen werden können.
Das Steuergerät E leitet einen Weck- und Aktivierungsbefehl an das Steuergerät H weiter. Analog zu dem vorherigen Vorgehen aktiviert das Steuergerät E seine Netzwerkschnittstelle zu dem Steuergerät I, welches dem Teilnetz TN2 angehört, um einen Weckbefehl und einen Aktivierungsbefehl bzw. einen kombinierten Weck- und Aktivierungsbefehl an das einen Knoten 2 bildende Steuergerät I weiterzuleiten . Jetzt sind alle Steuergeräte B, D, C, H und I des nach dem Ethernet-Protokoll funktionierenden Netzwerkteils des Fahrzeugnetzes 1 akti- viert.
Das als Gateway funktionierende Steuergerät H setzt den Aktivierungsbefehl aus dem Ethernet-gebundenen Teil des Fahrzeugnetzes 1 nun auf einen dem CAN-Bus-basierten Netzwerk eigenen Weckmechanismus um, bei dem der Bustransceiver ein angefordertes Teilnetzwerk erkennt und daraufhin den Rest des Knotens weckt. Somit werden über den bekannten, CAN-Bus eigenen Weckmechanismus noch die verbleibenden Steuergeräte K und M geweckt. Damit sind alle Steuergerät B, D, C, H, I, K und M, die dem Teilnetz TN2 angehören, sowie das Steuergerät E zur Kommunikationsvermittlung aktiviert, so dass eine Kommunikation des Teilnetzes TN2 stattfinden kann und dieses vollständig aktiv ist. Das Verfahren zur Aufweckung von Steuergeräten des Teilnetzes TN2 ist damit abgeschlossen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich also um ein vollständig verteiltes, nicht hierarchisches Konzept, so dass die Verwaltung insgesamt einfach ist. Es gibt damit keine einzelnen, entscheidenden Instanzen, deren Ausfall zu ei- nem Ausfall des Kommunikationssystems insgesamt führen würde, insbesondere solange Umleitungskommunikationswege möglich sind, auch wenn diese in dem einfachen Beispielnetzwerk; gemäß Fig. 1 nicht dargestellt sind.
Damit wird die Sicherheit des Systems erhöht. Gleichzeitig wird die Komplexität auf alle Knoten 2 bzw. Steuergeräte A bis M verteilt. Der Aktivierungsbefehl bzw. der Weck- und Aktivierungsbefehl navigiert sich selbst durch das Netzwerk 1, ohne dass eine zentrale Steuerung dafür vorgesehen sein müss- te . Es wird also eine Möglichkeit vorgeschlagen, ein verteiltes Netzwerkmanagement zur Realisierung von Teilnetzbetrieb bei Ethernet-basierten Fahrzeugnetzen bzw. Ethernet-basierten Fahrzeugnetzen in Kombination mit weiteren, im Automobilbereich eingesetzten Bussystemen umzusetzen.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren wird zudem nur während des Aktivierungsvorganges eines Teilnetzes TNl bis TN3 Netzwerkkommunikation erzeugt. Es sind keine zyklischen Nachrichten notwendig. Ferner ist es durch die Möglichkeit des Weckens direkter Nachbarn mittels geeigneter, an sich bekannter Weckmechanismen nicht notwendig, dass die Netzwerkschnittstellen abgeschalteter Knoten aktiv bleiben müssen, um Netzwerkmanagementbotschaften auszuwerten. Nicht benötigte Steuergeräte 2 können somit komplett abgeschaltet werden, ohne Ruhestrom zu verbrauchen, da sie durch einen Weckimpuls eines unmittelbar benachbarten Knotens 2 in jedem Fall geweckt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch kombinierbar mit den durch AUTOSAR standardisierten Konzepten für heute bereits eingesetzte Fahrzeugbussysteme, so dass sich in einer Archi- tektur, die Ethernet-basierte und klassische Bussysteme gemeinsam verwendet, eine netzwelte Abdeckung des Teilnetzbe- triebs ergibt. Ferner kann es auch bei Vorhandensein geeigne- ter Steuergerät-selektiver Weckmechanismen direkt auf die heutigen Bussysteme angewendet werden .

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Aktivierung von deaktivierten Steuergeräten eines Fahrzeugs in einem Fahrzeugnetz (1), in dem die Knoten des Fahrzeugnetzes bildenden Steuergeräte (2) des Fahrzeugs miteinander kommunizieren können, wobei eine zu aktivierende Gruppe von untereinander in Kommunikationsbeziehung stehenden Steuergeräten ( 2 ) des Fahrzeugs in einem zu aktivierenden Teilnetz zusammengefasst ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jeder Knoten (2) mindestens eine Netzwerkschnittstelle zu einem über diese Netzwerkschnittstelle direkt ansprechbaren benachbarten Knoten (2) und eine Teilnetzverwaltung aufweist, welche angibt, über welche Netzwerkschnittstelle der Knoten (2) des Fahrzeugnetzes mit welchem Teilnetz kommunizieren kann, wobei ein Knoten (2) bei Vorliegen eines Aktivierungsbefehls für die Steuergeräte eines Teilnetzes in der Teilnetzverwaltung identifiziert, über welche seiner Netzwerkschnittstellen er mit dem zu aktivierenden Teilnetz kommunizieren kann, wobei der Knoten (2) anschließend über die identifizierten Netzwerkschnittstellen den Aktivierungsbefehl an die benachbarten Knoten (2) überträgt und wobei durch das Aussenden des Aktivierungsbefehls der benachbarte Knoten (2) aktiviert wird, sofern der Knoten (2) vor Aussenden des Aktivierungsbefehls deaktiviert war.
Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein einen Aktivierungsbefehl empfangender Knoten (2) in der Teilnetzverwaltung identifiziert, über welche seiner Netzwerkschnittstellen er mit dem zu aktivierenden Teilnetz kommunizieren kann, und dass der Knoten (2) anschließend über die identifizierten Netzwerkschnittstellen den Aktivierungsbefehl an die benachbarten Knoten (2) überträgt. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Teilnetzverwaltung eines Knotens (2) die Energieversorgung des Knotens (2) steuert .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Teilnetzverwaltung eines Knotens (2) mit der Teilnetzverwaltung anderer Knoten (2) des Netzwerkes kommuniziert .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jeder Knoten (2) durch einen Weckbefehl benachbarte Knoten (2) aktivieren kann, wenn diese deaktiviert sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Knoten (2) einen Aktivierungsbefehl für das Aktivieren eines Teilnetzes initiieren kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kommunikation in dem Fahrzeugnetz (1) als Ethernet-basierte Kommunikation erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein als Gateway ausgebildeter Knoten (2) eine Vermittlung zwischen Teilnetzen unterschiedlicher Netzwerkstruktur herstellt .
Knoten in einem Fahrzeugnetz (1) mit einer Netzwerkschnittstelle und einer eine Recheneinheit aufweisenden Teilnetzverwaltung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Recheneinheit zur Durchfüh- rung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist.
Fahrzeugnetz mit mehreren Knoten (2), die zu dem Fahr zeugnetz (1) über Netzwerkschnittstellen zusammengeschaltet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Knoten (2) als Knoten (2) nach Anspruch 9 ausgebildet sind.
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