WO2015185057A1 - Terminierung eines bussystems, vorzugsweise für einen einsatz in einem doppelkupplungsgetriebe - Google Patents

Terminierung eines bussystems, vorzugsweise für einen einsatz in einem doppelkupplungsgetriebe Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a termination of a bus system, preferably for use in a dual-clutch transmission, in which the existing at least two individual cores bus system interconnects at least three control units for communication purposes, each controller associated with a bus resistor with a predetermined resistance value for adapting a control unit resistor to a bus system resistance is, with the bus terminating resistors are connected in parallel.
  • actuators are used, for example, to actuate an automated transmission or to actuate an automated friction clutch.
  • a hydrostatically operated actuator HCA - Hydrostatic Clutch Actuator
  • An actuator is understood to be a system which converts electronic signals, for example, from a controller into a mechanical movement.
  • a method for starting up a vehicle transmission and / or a vehicle clutch is known, in which such a hydrostatically operated clutch actuator (HCA) is used.
  • the clutch actuator (HCA) is connected via a local CAN bus with a higher-level control unit, preferably a transmission control unit, which is connected to a central CAN bus in the motor vehicle.
  • a higher-level control unit preferably a transmission control unit, which is connected to a central CAN bus in the motor vehicle.
  • the transmission control unit communicates with two local control units contained in the electrostatic actuator, each of these local control units actuating a clutch of the dual-clutch transmission.
  • the CAN bus used for communication between these various controllers includes twisted pair cables (two twisted single insulated wires, with a given characteristic impedance of 120 ohms at both ends of the line) as bus medium, resulting in a 60 ohm total connection in parallel. Since the cables used are much lower impedance than recommended by ISO standard 1 1898-2. With a characteristic impedance of twice 120 ohms, additional bus terminating resistors must be installed. By means of such bus terminating resistors, the control unit resistance is adapted to the bus system resistance.
  • the bus terminating resistor of the gearbox control unit has a high-impedance design and can, for example, be 2.6 kOhm, while the terminating resistors of the local control units with 120 ohms are low-impedance. If the impedance is misadjusted, the transmitted signal is not completely picked up by the controller and then reflected back into the bus system, thereby changing the signal levels present on the bus system at that time, which is an undesirable effect and communication disturbances leads.
  • the invention is therefore based on the object to provide a termination of a bus system, in which even with disturbed bus system, a virtually error-free communication between the remaining control units is possible.
  • a total resistance of the parallel-connected bus terminating resistors in a faulty state of the bus system is approximately equal to the total resistance of the bus terminating resistors in an undisturbed bus system.
  • Termination is to be understood below as meaning that the physical end of a data line, in this case the two individual wires of the bus system, are each equipped with a bus termination resistor in order to prevent reflections.
  • the bus termination resistor forms the input resistance of the control unit.
  • the first control device is designed as a higher-level control device, which controls the second and the third local control device via the local bus system.
  • the communication between the participants with undisturbed individual wires can easily continue.
  • the local bus system continues to operate without disturbing the overall traffic of the motor vehicle.
  • the first higher-level control unit is assigned a low-impedance bus termination resistor, while the second and third local control unit are each preceded by a high-resistance bus termination resistor. Due to the physical determinations of the total resistance in an electrical parallel connection, a high-resistance bus terminating resistor of the local control devices only insignificantly influences the total resistance. Therefore, in the proposed manner, the traffic between the controllers between which there is no interference of the individual wires can be maintained.
  • a line length of the bus system is ⁇ 1 m.
  • the first control device for controlling a motor vehicle transmission and the second and the third control device for controlling each of a motor vehicle clutch are formed.
  • the described termination of the bus system is particularly applicable to structurally complex units with multiple control units, which are spatially installed in this mechanical unit.
  • the second and the third local control unit are part of a hydrostatic clutch actuator, wherein each local control unit controls a clutch of the clutch transmission.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a dual-clutch transmission system in a motor vehicle
  • FIG. 2 is a schematic representation of the connection of the control units of the dual-clutch transmission system according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 3 is a schematic representation of a faulty bus system of the dual-clutch transmission system according to FIG. 1.
  • FIG. 1 schematic diagram of a transmission system of a motor vehicle with a dual-clutch transmission shows a transmission control unit 1, which is a parent of a clutch system.
  • the clutch system is designed as a double-clutch system and has two clutch actuators 2, 3, each clutch actuator 2, 3 having an automated clutch 4, 5, to which a clutch control unit 6, 7 for controlling the clutch 4, 5 is positioned locally.
  • a bus terminating resistor 1.1, 6.1, 7.1 is arranged in each of the control units 1, 6, 7, a bus terminating resistor 1.1, 6.1, 7.1 is arranged.
  • a transmission 8 is installed together with the two clutch actuators 2, 3 as a component 9 in the motor vehicle.
  • the transmission control unit 1 is connected via a connecting line 10 with a gear actuator 1 1.
  • the gear actuator 1 1 is also firmly installed in the transmission 8.
  • the transmission control unit 1 is connected to a general vehicle CAN bus 12, to which further control devices of the motor vehicle, such as a motor control unit 13, are connected.
  • Fig. 2 shows the connection of the transmission control unit 1 with the clutch control units 6, 7.
  • The, the transmission control unit 1 with the clutch control units 6, 7 connecting local bus system 14 consists of two mutually insulated individual wires CAN low and CAN high.
  • the bus terminating resistor 1 .1 of the gearbox control unit 1 comprises a low-resistance value of, for example, 60 ⁇ .
  • the bus terminating resistors 6.1, 7.1 of the clutch control units 6, 7 have a high resistance and each comprise a resistance value of approximately 2.6 kQ.
  • bus terminating resistors 6.1, 7.1 of 2.6 kQ used in the figures shown are only examples and stand for high-impedance values. Also, the specification of the resistance value of 60 ⁇ for the bus terminating resistor 1 .1 of the control unit 1 is a flat rate.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Terminierung eines Bussystems, vorzugsweise für einen Einsatz in einem Doppelkupplungsgetriebe, bei welchem das aus wenigstens zwei Einzeladern bestehende Bussystem mindestens drei Steuergeräte zu Kommunikationszwecken miteinander verbindet, wobei jedem Steuergerät ein Busabschlusswiderstand mit einem vorgegebenen Widerstandswert zur Anpassung eines Steuergerätewiderstandes an einen Bussystemwiderstand zugeordnet ist, wobei die Busabschlusswiderstände parallel zueinander verschaltet sind. Bei einer Terminierung eines Bussystems, bei welchem eine Kommunikation der Teilnehmer am Bussystem auch bei einem Kabelbruch weitgehend möglich ist, ist ein Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Busabschlusswiderstände in einem gestörten Zustand des Bussystems annähernd gleich dem Gesamtwiderstand der Busabschlusswiderstände bei einem ungestörten Bussystem.

Description

Terminierung eines Bussvstems, vorzugsweise für einen Einsatz in einem Doppelkupplungsgetriebe
Die Erfindung betrifft eine Terminierung eines Bussystems, vorzugsweise für einen Einsatz in einem Doppelkupplungsgetriebe, bei welchem das aus wenigstens zwei Einzeladern bestehende Bussystem mindestens drei Steuergeräte zu Kommunikationszwecken miteinander verbindet, wobei jedem Steuergerät ein Busabschlusswiderstand mit einem vorgegebenen Widerstandswert zur Anpassung eines Steuergerätewiderstandes an einem Bussystemwiderstand zugeordnet ist, wobei die Busabschlusswiderstände parallel zueinander verschaltet sind.
In Kraftfahrzeugen werden Aktoren beispielsweise zur Betätigung eines automatisierten Getriebes oder zur Betätigung einer automatisierten Reibungskupplung verwendet. So wird für die Betätigung einer automatisierten Reibungskupplung ein hydrostatisch betriebener Aktor (HCA - Hydrostatic Clutch Actuator), wie er beispielsweise in der DE 10 2010 047 801 A1 offenbart ist, verwendet. Unter einem Aktor wird dabei ein System verstanden, welches elektronische Signale, beispielsweise von einer Steuerung in eine mechanische Bewegung umwandelt.
Aus der DE 10 2012 218 252 A1 ist ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Fahrzeuggetriebes und/oder einer Fahrzeugkupplung bekannt, bei welchem ein solcher hydrostatisch betriebener Kupplungsaktor (HCA) eingesetzt wird. Der Kupplungsaktor (HCA) ist dabei über einen lokalen CAN-Bus mit einem übergeordneten Steuergerät, vorzugsweise einem Getriebesteuergerät, verbunden, welches an einen zentralen CAN-Bus im Kraftfahrzeug angeschlossen ist. Über den lokalen CAN-Bus erfolgt eine Kommunikation des Getriebesteuergerätes mit zwei, in dem elektrostatischen Aktor enthaltenen lokalen Steuergeräten, wobei jedes dieser lokalen Steuergeräte eine Kupplung des Doppelkupplungsgetriebes ansteuert.
Der zur Kommunikation zwischen diesen verschiedenen Steuergeräten verwendete CAN-Bus umfasst als Busmedium Twisted-Pair-Kabel (zwei ineinander verdrehte isolierte Einzeladern, mit einem vorgegeben Wellenwiderstand von 120 Ohm an beiden Leitungsenden), wodurch sich eine Parallelschaltung mit einem Gesamtwiderstand von 60 Ohm ergibt. Da die verwendeten Leitungen sehr viel niederohmiger sind als der nach ISO-Vorschrift 1 1898-2 empföhle- nen Wellenwiderstand von zweimal 120 Ohm müssen zusätzliche Busabschlusswiderstände eingebaut werden. Mittels solcher Busabschlusswiderstände wird der Steuergerätewiderstand an den Bussystemwiderstand angepasst. Der Busabschlusswiderstand des Getriebesteuergerätes ist hochohmig ausgeführt und kann beispielsweise 2,6 kOhm betragen, während die Abschlusswiderstände der lokalen Steuergeräte mit 120 Ohm niederohmig sind. Ist die Impedanz falsch angepasst, so wird das gesendete Signal nicht vollständig von dem Steuergerät aufgenommen und daraufhin in das Bussystem zurück reflektiert, wodurch die Signalpegel, welche sich zu diesem Zeitpunkt auf dem Bussystem befinden, verändert werden, was ein unerwünschter Effekt ist und zu Kommunikationsstörungen führt.
Kommt es nun zu einer Unterbrechung einer der Einzeladern des CAN-Busses ist der gesamte Busverkehr gestört, da sich der Gesamtwiderstand in dem verbleibenden Bussystem erhöht, wodurch es zu unerwünschten Reflexionen kommt, die den Pegel der CAN-Signale verändern. Dies führt dazu, dass eine Interpretation solcher Signale nicht mehr möglich ist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Terminierung eines Bussystems anzugeben, bei welchem auch bei gestörtem Bussystem eine nahezu fehlerfreie Kommunikation zwischen den verbleibenden Steuergeräten möglich ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Busabschlusswiderstände in einem gestörten Zustand des Bussystems annähernd gleich dem Gesamtwiderstand der Busabschlusswiderstände bei einem ungestörten Bussystem ist. Unter einer Terminierung soll im Weiteren verstanden werden, dass das physische Ende einer Datenleitung, in diesem Fall der beiden Einzeladern des Bussystems, mit jeweils einem Busabschlusswiderstand ausgerüstet sind, um Reflexionen zu verhindern. Der Busabschlusswiderstand bildet dabei den Eingangswiderstand des Steuergerätes. Die vorgeschlagene Lösung hat den Vorteil, dass trotz Störung des Bussystems zwischen den verbleibenden Teilnehmern eine ausreichende Kommunikation auf dem Bussystem gewährleistet ist, auch wenn die Verfügbarkeit der Teilnehmer reduziert ist.
Vorteilhafterweise liegt ein gestörter Zustand des Bussystems bei einer Unterbrechung einer der Einzeladern vor. Bei einer solchen Unterbrechung würde lediglich ein Steuergerät, welches an das Bussystem angeschlossen ist, nicht an der Kommunikation teilnehmen können, während alle anderen Steuergeräte weiter miteinander kommunizieren können. ln einer Ausgestaltung ist das erste Steuergerät als übergeordnetes Steuergerät ausgebildet, welches über das lokale Bussystem das zweite und das dritte lokale Steuergerät ansteuert. Insbesondere bei solchen kleinen CAN-Bussystemen mit nur wenigen Teilnehmern lässt sich die Kommunikation zwischen den Teilnehmern mit ungestörten Einzeladern einfach weiterführen. Somit bleibt auch das lokale Bussystem weiter in Betrieb ohne den Gesamtdatenverkehr des Kraftfahrzeuges zu stören.
In einer Variante ist dem ersten übergeordneten Steuergerät ein niederohmiger Busabschlusswiderstand zugeordnet, während dem zweiten und dritten lokalen Steuergerät jeweils ein hochohmiger Busabschlusswiderstand vorgeschaltet ist. Aufgrund der physikalischen Bestimmungen des Gesamtwiderstandes bei einer elektrischen Parallelschaltung beeinflusst ein hochohmiger Busabschlusswiderstand der lokalen Steuergeräte den Gesamtwiderstand nur unwesentlich. Daher kann auf die vorgeschlagene Art und Weise der Datenverkehr zwischen den Steuergeräten aufrechterhalten werden, zwischen welchen keine Störung der Einzeladern vorliegt.
In einer Ausführungsform beträgt eine Leitungslänge des Bussystems < 1 m. Durch die Verwendung sehr kurzer Datenleitungen im Bussystem wird das Aufbringen von Reflexionen durch andere Busteilnehmer zuverlässig unterbunden, so dass die Kommunikation zwischen den Busteilnehmern zuverlässig gewährleistet ist.
In einer Weiterbildung sind das erste Steuergerät zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes und das zweite und das dritte Steuergerät zur Steuerung je einer Kraftfahrzeugkupplung ausgebildet. Somit ist die beschriebene Terminierung des Bussystems insbesondere für baulich komplexe Einheiten mit mehreren Steuergeräten, die räumlich in dieser mechanischen Einheit verbaut sind, anwendbar.
In einer Ausgestaltung sind das zweite und das dritte lokale Steuergerät Bestandteil eines hydrostatischen Kupplungsaktors, wobei jedes lokale Steuergerät eine Kupplung des Kupplungsgetriebes ansteuert. Durch diese Ausgestaltung bleibt eine Kupplung des Doppelkupplungsgetriebes auch bei gestörtem Bussystem weiter in Betrieb.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebesystems in einem Kraftfahrzeug,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Verbindung der Steuergeräte des Doppelkupplungsgetriebesystems gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines gestörten Bussystems des Doppelkupplungsgetriebesystems nach Fig. 1.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die in Fig. 1 dargestellte Prinzipdarstellung eines Getriebesystems eines Kraftfahrzeuges mit einem Doppelkupplungsgetriebe zeigt eine Getriebesteuergerät 1 , das einem Kupplungssystem übergeordnet ist. Das Kupplungssystem ist dabei als Doppelkupplungssystem ausgebildet und besitzt zwei Kupplungsaktoren 2, 3, wobei jeder Kupplungsaktor 2, 3 eine automatisierte Kupplung 4, 5 aufweist, an welcher lokal ein Kupplungssteuergerät 6, 7 zur Ansteue- rung der Kupplung 4, 5 positioniert ist. In jedem der Steuergeräte 1 , 6, 7 ist ein Busabschlusswiderstand 1.1 , 6.1 , 7.1 angeordnet. Ein Getriebe 8 ist zusammen mit den beiden Kupplungsaktoren 2, 3 als ein Bauteil 9 in das Kraftfahrzeug eingebaut. Dabei ist das Getriebesteuergerät 1 über eine Verbindungsleitung 10 mit einem Getriebeaktor 1 1 verbunden. Der Getriebeaktor 1 1 ist ebenfalls fest in dem Getriebe 8 verbaut. Darüber hinaus ist das Getriebesteuergerät 1 mit einem allgemeinen Fahrzeug-CAN-Bus 12 verbunden, an welchem noch weitere Steuergeräte des Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise eine Motorsteuereinheit 13, angeschlossen sind.
Fig. 2 zeigt die Verbindung des Getriebesteuergerätes 1 mit den Kupplungssteuergeräten 6, 7. Das, das Getriebesteuergerät 1 mit den Kupplungsteuergeräten 6, 7 verbindende lokale Bussystem 14 besteht aus zwei zueinander isolierten Einzeladern CAN low und CAN high. Der Busabschlusswiderstand 1 .1 des Getriebesteuergerätes 1 umfasst dabei einen niederohmigen Widerstandswert von beispielsweise 60 Ω. Die Busabschlusswiderstände 6.1 , 7.1 der Kupplungssteuergeräte 6, 7 sind hochohmig ausgebildet und umfassen je einen Widerstandswert von ungefähr 2,6 kQ. Infolge eines Leitungsbruches, wie beispielsweise bei der Einzelader CAN high in der Verbindung zum zweiten Kupplungssteuergerät 7 bleibt nun der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung bei 60 Ω, da die Busabschlusswiderstände 6.1 , 7.1 der Kupplungssteuergeräte 6, 7 aufgrund ihrer Hochohmigkeit den Gesamtwiderstand nur geringfügig beeinflussen. Aufgrund der annähernden Konstanthaltung dieses Gesamtwiderstandes ist eine Kommunikation zumindest zwischen dem Getriebesteuergerät 1 und dem Kupplungssteuergerät 6 weiterhin ungestört möglich.
Die in den gezeigten Figuren verwendeten Werte der Busabschlusswiderstände 6.1 , 7.1 von 2,6 kQ sind nur beispielhaft und stehen für hochohmige Werte. Auch die Angabe des Widerstandswertes von 60 Ω für den Busabschlusswiderstand 1 .1 des Steuergerätes 1 stellt eine pauschale Angabe dar.
Bezugszeichenliste Getriebesteuergerät
Busabschlusswiderstand
Kupplungsaktor
Kupplungsaktor
Kupplung
Kupplung
Kupplungssteuergerät
Busabschlusswiderstand
Kupplungssteuergerät
Busabschlusswiderstand
Getriebe
Bauteil
Verbindungsleitung
Getriebeaktor
Fahrzeug-CAN-Bus
Motorsteuereinheit
Lokaler CAN-BUs

Claims

Patentansprüche
1 . Terminierung eines Bussystems, vorzugsweise für einen Einsatz in einem Doppelkupplungsgetriebe, bei welchem das aus wenigstens zwei Einzeladern (CAN low; CAN high) bestehende Bussystems (14) mindestens drei Steuergeräte (1 , 6, 7) zu Kommunikationszwecken miteinander verbindet, wobei jedem Steuergerät (1 , 6, 7) ein Busabschlusswiderstand (1 .1 , 6.1 , 7.1 ) mit einem vorgegebenen Widerstandswert zur Anpassung eines Steuergerätewiderstandes an einen Bussystemwiderstand zugeordnet ist, wobei die Busabschlusswiderstände parallel zueinander verschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Busabschlusswiderstände (1 .1 , 6.1 , 7.1 ) in einem gestörten Zustand des Bussystems (14) annähernd gleich dem Gesamtwiderstand der Busabschlusswiderstände (1 .1 , 6.1 , 7.1 ) bei einem ungestörten Bussystem (14) ist.
2. Terminierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein gestörter Zustand des Bussystems (14) bei einer Unterbrechung einer der Einzeladern (CAN low; CAN high) vorliegt.
3. Terminierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuergerät (1 ) als übergeordnetes Steuergerät ausgebildet ist, welches über das lokale Bussystem (14) das zweite und das dritte lokale Steuergerät (6, 7) ansteuert.
4. Terminierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten übergeordneten Steuergerät (1 ) ein niederohmiger Busabschlusswiderstand (1 .1 ) zugeordnet ist, während dem zweiten und dritten lokalen Steuergerät (6, 7) jeweils ein hochohmiger Busabschlusswiderstand (6.1 , 7.1 ) vorgeschaltet ist.
5. Terminierung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitungslänge des Bussystems (14) < 1 m ist.
6. Terminierung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuergerät (1 ) zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes (8) und das zweite und das dritte Steuergerät (6; 7) zur Steuerung je einer Kraftfahrzeugkupplung (4, 5) ausgebildet sind.
7. Terminierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite und das dritte lokale Steuergerät (6, 7) Bestandteil eines hydrostatischen Kupplungsaktors sind, wobei jedes lokale Steuergerät (6, 7) eine Kupplung (4, 5) des Doppelkupplungsgetriebes ansteuert.
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