專利名稱：在兩個汽車電子控制單元之間的通信方法和相關(guān)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在能夠應用于汽車領(lǐng)域的兩個電子控制單元之間的通信方法。
背景技術(shù)：
在兩個或更多個汽車電子控制單元之間的通信是例如通過使用CAN (控制器區(qū)域網(wǎng)絡)型通信協(xié)議的通信接口來實現(xiàn)的。消息從一個電子控制單元到另一個的發(fā)送是經(jīng)由 CAN總線來實現(xiàn)的，所述CAN總線包含在連結(jié)兩個電子控制單元的電纜(稱為CAN線路)中。該通信協(xié)議的主要優(yōu)點是，其使得若干個消息能夠經(jīng)由信號CAN線路發(fā)送到一個或多個電子控制單元并且所述消息包含例如用于系統(tǒng)(引擎、車輛)的致動器的參數(shù)或命令。實踐中，先前，需要若干個有線通信線路，也就是說，有線線路和待控制的致動器一樣
^^ ο已知該CAN協(xié)議的其他優(yōu)點(高消息傳輸速度、便于診斷等)，并且該CAN協(xié)議現(xiàn)在廣泛用于汽車世界中。但是，使用包含特定于許多致動器的消息或包含許多參數(shù)的單個CAN線路的主要缺點是，當該通信接口故障時，不能發(fā)送或接收消息。其操作依賴于該通信的系統(tǒng)(引擎、車輛)的致動器則變得無法操作。即使該種情況少見，CAN線路越來越可靠，但是這樣的故障的后果可能是顯著的并且可能導致例如車輛在運行時不當停止。從現(xiàn)有技術(shù)的EPl 359 057A2和WO 85/03825A1得知的、對于該問題的簡單解決方案是復制該通信接口，也就是說，在兩個汽車電子控制單元之間并行地使用兩條CAN線路。一條是冗余的且僅僅在另一條故障時操作，如在現(xiàn)有技術(shù)中的EPl 359 057A2中所描述的?？商鎿Q地，兩個通信接口能夠在永久切換模式下使用，也就是說，根據(jù)通信接口在給定瞬時的消息傳輸質(zhì)量水平來選擇一個或另一個通信接口，如在現(xiàn)有技術(shù)WO 85/03825A1 中描述的。由此，即便在兩條CAN線路中一條的消息傳輸質(zhì)量發(fā)生故障或下降的情況下，也能夠確保CAN線路的操作、在兩個電子控制單元之間的通信以及車輛的正常操作。不幸的是，鑒于CAN線路的高成本以及故障的低概率，不使用除了在兩條CAN線路中的一條發(fā)生故障的情況下之外不提供附加功能的該冗余的裝置。因此，本發(fā)明提出，通過在CAN線路發(fā)生故障的情況下確保在兩個電子控制單元之間的通信并且同時受益于由于第二 CAN線路的存在產(chǎn)生的附加功能來解決該問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標通過一種在至少兩個汽車電子控制單元之間的通信方法來實現(xiàn)，所述電子控制單元包括在所述電子控制單元之間的兩個通信接口，使得消息能夠經(jīng)由所述通信接口中的一個或另一個發(fā)送，所述電子控制單元每個包括連結(jié)到通信接口的微控制器， 該微控制器根據(jù)給定的優(yōu)先級、傳輸速度和重現(xiàn)率來管理消息經(jīng)由這些通信接口的發(fā)送和接收，并且所述電子控制單元包括
診斷系統(tǒng)，以便檢查通信接口的功能， 消息調(diào)度器，
所述方法的特征在于，其包括下述步驟
步驟1 將邏輯開關(guān)引入到每個微控制器中，所述邏輯開關(guān)由消息調(diào)度器控制并連接到通信接口，使得能夠選擇通信接口中的一個或另一個，
步驟2 通過微控制器的診斷系統(tǒng)檢查到兩個通信接口中沒有一個發(fā)生故障， 步驟3 通過消息調(diào)度器調(diào)度以大于單個通信接口傳輸速度的傳輸速度經(jīng)由兩個通信接口中的一個或另一個接連發(fā)送消息，
步驟4 利用兩個通信接口的一個或另一個的邏輯開關(guān)進行選擇，以便發(fā)送由消息調(diào)度器所調(diào)度的消息，
步驟5 通過兩個通信接口的一個或另一個接連地發(fā)送所調(diào)度的消息。在兩個電子控制單元之間的通信方法的情況下有利的是，在步驟3中建立的、在兩個電子控制單元之間的傳輸速度，是單個通信接口的傳輸速度的兩倍。本發(fā)明還提出，如果在步驟1期間微控制器的診斷系統(tǒng)將一通信接口診斷為故障，則在步驟3期間，通過消息調(diào)度器對消息發(fā)送的調(diào)度是經(jīng)由非故障的通信接口完成的。類似地，當接口故障時，步驟4包括利用邏輯開關(guān)選擇非故障通信接口以便發(fā)送由消息調(diào)度器所調(diào)度的消息。然后，在步驟5期間，消息被經(jīng)由該非故障通信接口發(fā)送。在一個實施例中，當一通信接口故障時，在步驟3中執(zhí)行的消息調(diào)度包括通過消息調(diào)度器為消息建立新的優(yōu)先級。在第二實施例中，當一通信接口故障時，在步驟3中執(zhí)行的消息調(diào)度包括通過消息調(diào)度器為消息建立新的減小的傳輸速度。在第三實施例中，經(jīng)由消息的重現(xiàn)來修改消息的優(yōu)先級。通常，通信接口由CAN型總線構(gòu)成。本發(fā)明還涉及實現(xiàn)呈現(xiàn)前述特征中的任何一個的方法的任何通信裝置。因此，本發(fā)明適用于包括根據(jù)本發(fā)明的通信裝置的任何電子控制單元。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點通過閱讀以下作為非限制性示例的說明以及通過研究附圖將變得顯而易見，在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的在兩個汽車電子控制單元之間的通信裝置的示意性圖示； 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的在兩個汽車電子控制單元之間的通信方法的示意圖； 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的消息的發(fā)送的示意性圖示； 圖如是示出根據(jù)本發(fā)明的消息的發(fā)送的第一示例的示意性圖示； 圖4b是示出根據(jù)本發(fā)明的消息的發(fā)送的第二示例的示意性圖示。
具體實施例方式圖1中示出了在兩個汽車電子控制單元之間的通信裝置。電子控制單元1經(jīng)由 CAN總線型的兩個通信接口 3、4連結(jié)到電子控制單元2。為了啟用通信，各個電子控制單元 1、2包括微控制器5，該微控制器5管理通過這些通信接口 3、4對消息的發(fā)送和接收。為此，每個微控制器5配備有消息調(diào)度器6 (參見圖1)，該消息調(diào)度器根據(jù)給定的優(yōu)先級、傳輸速度和重現(xiàn)率來調(diào)度經(jīng)由兩個通信接口 3、4的消息的發(fā)送。經(jīng)由兩個通信接口 3、4的傳輸速度是所有消息共有的并且利用CAN標準來設置(大約125到500k波特)。但是，每個消息具有給定的優(yōu)先級和重現(xiàn)率(10 ms、20ms、30ms等)。例如，診斷消息具有高于控制致動器的操作的消息的優(yōu)先級和重現(xiàn)率。每個微控制器5包括兩個發(fā)射器6a、6c，用于經(jīng)由每個通信接口 3、4發(fā)送消息； 以及兩個接收器6b、6d，用于接收消息。每個CAN總線型的通信接口 3、4由一對一條纏繞在另一條上的電纜構(gòu)成(參見圖1，電纜沒有示出)，一條電纜在第一端處連結(jié)到一個電子控制單元1、2的兩個發(fā)射器6a、6c之一，而在另一端處分別連結(jié)到另一電子控制單元1、2的兩個接收器6b、6d之一。顯然，發(fā)射器6a和6c也可以分別連接到接收器6d和6c，從而兩個纏繞的電纜交叉。因此，由一個電子控制單元1、2發(fā)送的消息被另一電子控制單元1、2經(jīng)由纏繞電纜之一所接收。每個微控制器5還設有診斷系統(tǒng)8 (參見圖1)，其持續(xù)地檢查通信接口 3、4的狀態(tài)以便盡可能快地檢測是否通信接口 3、4之一故障并由此警告微控制器5。所述微控制器然后可以觸發(fā)適當?shù)膭幼?，諸如警告驅(qū)動器或?qū)④囕v置于降級模式，也就是說，例如降低車輛的最大速度。根據(jù)本發(fā)明，每個微控制器5還包括邏輯開關(guān)(參見圖1)，所述邏輯開關(guān)連結(jié)到兩個通信接口 3、4以及由消息調(diào)度器6進行控制。該邏輯開關(guān)7根據(jù)來自消息調(diào)度器6的命令來啟用通信接口 3、4中的一個或另一個。邏輯開關(guān)以通信接口 3、4的各自的發(fā)射器6a、 6c的級別連結(jié)到通信接口 3、4。該邏輯開關(guān)由此能夠允許通過選擇適當?shù)陌l(fā)射器6a、6c經(jīng)由通信接口 3、4中的一個或另一個發(fā)送消息。在圖2中示出用于在兩個電子控制單元1、2之間的通信方法。首先，診斷系統(tǒng)8 檢查通信接口 3、4的狀態(tài)(參見圖2，步驟100)。如果沒有檢測到故障的通信接口 3、4，則消息調(diào)度器6調(diào)度經(jīng)由通信接口 3、4中的一個或另一個接連發(fā)送消息(參見圖2，步驟210)。該調(diào)度可以是任意的或者遵循精確的邏輯例如，可以調(diào)度消息以便不會偶爾使得通信接口 3、4超負荷。如圖如中所示，一連串不同重現(xiàn)率(分別是10ms、10ms、20ms以及 30ms)的消息I、II、III、IV必須被發(fā)送。消息調(diào)度器6通過根據(jù)以下次序交替消息來調(diào)度經(jīng)由兩個通信接口 3和4的消息發(fā)送I、III經(jīng)由第一接口 3，以及II、IV經(jīng)由第二接口 4。 這使得能夠以相對均勻的方式經(jīng)由兩個通信接口 3、4分發(fā)消息，而沒有偶爾超負荷的風險 (參見圖如)。可替換地，發(fā)送能夠通過消息組來完成。如在圖4b中示出，消息調(diào)度器6通過將通信接口 3和4如下分組來調(diào)度經(jīng)由這兩個通信接口 3和4的消息發(fā)送1、II、III、 IV接連經(jīng)由兩個通信接口 3和4中的每一個。因為在兩個連續(xù)的消息組之間留下的較大的時間延遲(t)(參見圖如和4b)，這具有使得通信接口 3、4偶爾超負荷的缺點，但使得可以更容易地增加消息的重現(xiàn)率。當調(diào)度完成時，由消息調(diào)度器6控制的邏輯開關(guān)7選擇通信接口 3、4中的一個或另一個(參見圖2，步驟220)，以便根據(jù)所執(zhí)行的調(diào)度來發(fā)送消息。然后，進行接著的發(fā)送 (參見圖2，步驟230)。如果診斷系統(tǒng)8檢測到通信接口 3、4為故障的，則將其通知消息調(diào)度器6。后者繼續(xù)進行消息的新調(diào)度(參見圖2，步驟110)，該新調(diào)度考慮到通信接口 3、4的故障，也就是
5說，消息調(diào)度器6調(diào)度僅僅經(jīng)由沒有故障的通信接口 3、4的所有消息的發(fā)送。本發(fā)明的變型包括設置新的消息傳輸速度(參見圖2，步驟110a)。在實踐中，先前地，當通信接口 3、4處于理想工作次序時，經(jīng)由每個通信接口 3、4以給定的固定速度來發(fā)送消息，所述給定的固定速度大于單條CAN線路的傳輸速度。兩個通信接口 3、4 一起能夠發(fā)送高達僅僅一個通信接口所能發(fā)送消息兩倍的消息，也就是說，兩倍于12 波特或兩倍于 500k波特。如圖3中所示，待發(fā)送的消息由消息調(diào)度器6利用邏輯開關(guān)7劃分為經(jīng)由兩個通信接口 3、4，然后發(fā)送。能夠增加經(jīng)由這兩個通信接口 3、4的消息的發(fā)送的重現(xiàn)率，而沒有使這些通信接口超負荷的風險。但是，在兩個通信接口之一故障的情況下，該相同量的消息無法經(jīng)由單個CAN通信接口發(fā)送，因為該通信接口會完全飽和。通過經(jīng)由單個通信接口 3、4發(fā)送消息，與經(jīng)由兩個通信接口發(fā)送消息相反，每單位時間的消息量由此必須除以2， 以便不使得該通信接口飽和。結(jié)果是，利用消息調(diào)度器的消息傳輸?shù)乃俣鹊靡越档?參見圖 2，步驟110a)，以適應經(jīng)由單個通信接口 3、4的可能的傳輸速度，以及如上解釋的減少發(fā)送的消息量。此外，先前以較高的傳輸速度發(fā)送的某些緊急或重要的消息，諸如診斷消息，必須繼續(xù)作為優(yōu)先項發(fā)送。傳輸速度的降低由此通過向該消息再分配新的優(yōu)先級進行補償(參見圖2，步驟110b)。該優(yōu)先權(quán)能夠通過消息的重現(xiàn)率進行修改。實際上，消息重現(xiàn)越多，也就是說，消息的重現(xiàn)率越高，該消息就越重要。一旦執(zhí)行了該調(diào)度，由消息調(diào)度器6控制的邏輯開關(guān)7選擇沒有故障的通信接口 3、4 (參見圖2，步驟120)，并且消息被利用新的傳輸速度和它們的新優(yōu)先級來發(fā)送(參見圖 2，步驟 130)。在兩個電子控制單元之間的通信方法由此包括以下步驟
步驟1 將邏輯開關(guān)7引入到每個微控制器5中，該邏輯開關(guān)7由消息調(diào)度器6控制， 并連接到通信接口 3、4，使得能夠選擇通信接口 3、4中的一個或另一個，
步驟2 通過微控制器5中的任何一個的診斷系統(tǒng)8檢查出兩個通信接口 3、4中沒有一個是故障的，
步驟3 通過消息調(diào)度器6根據(jù)大于單個通信接口 3、4的傳輸速度對經(jīng)由兩個通信接口 3、4的一個或另一個的接連的消息發(fā)送進行調(diào)度，
步驟4 通過邏輯開關(guān)7選擇兩個通信接口 3、4中的一個或另一個，以便發(fā)送由消息調(diào)度器6調(diào)度的消息，
步驟5 通過兩個通信接口 3、4中的一個或另一個接連地發(fā)送所調(diào)度的消息。如果在步驟2期間，診斷系統(tǒng)揭示了故障的通信接口 3、4，則通信方法包括以下的新步驟而非步驟3、4、5
步驟3 通過消息調(diào)度器6對經(jīng)由非故障的通信接口 3、4的在兩個電子控制單元1、 2之間的消息發(fā)送進行調(diào)度，
步驟4 通過邏輯開關(guān)7選擇非故障的通信接口 3、4，以便發(fā)送由消息調(diào)度器6所調(diào)度的消息，
步驟5 通過非故障的通信接口 3、4發(fā)送消息。因此，本發(fā)明即便當兩個通信接口之一故障時依然可以保持在兩個汽車電子控制單元之間的通信，并且在正常操作情況期間受益于兩個通信接口的存在，所通過的方式是發(fā)送為利用單個通信接口所發(fā)送的兩倍的消息而沒有超負荷的風險。顯然，本發(fā)明不限于已經(jīng)純粹作為示例給出的所描述和所表示的實施例。本發(fā)明能夠適用于許多電子控制單元，例如適用于三個互連的電子控制單元，或適用于在一個以及相同的通信網(wǎng)絡上存在的所有電子控制單元。
權(quán)利要求
1.一種在至少兩個汽車電子控制單元(1，2)之間的通信方法，所述電子控制單元包括在電子控制單元(1，2)之間的兩個通信接口(3，4)，使得消息能夠經(jīng)由所述通信接口(3，4) 中的一個或另一個發(fā)送，所述電子控制單元(1，2)每個包括連結(jié)到通信接口(3，4)的微控制器(5)，所述微控制器根據(jù)給定的優(yōu)先級、傳輸速度和重現(xiàn)率來管理消息經(jīng)由這些通信接口(3，4)的發(fā)送和接收，并且所述電子控制單元包括 診斷系統(tǒng)(8)，用于檢查通信接口(3，4)的功能， 消息調(diào)度器(6)，所述方法包括下述步驟 步驟1 將邏輯開關(guān)(7)引入到每個微控制器(5)中，所述邏輯開關(guān)(7)由消息調(diào)度器控制并連接到通信接口(3，4)，使得能夠選擇通信接口(3，4)中的一個或另一個， 步驟2 通過微控制器(5)的診斷系統(tǒng)(8)檢查到兩個通信接口(3，4)中沒有一個發(fā)生故障，并且其特征在于所述方法還包括以下步驟 步驟3 通過消息調(diào)度器(6)調(diào)度以單個通信接口(3，4)的傳輸速度兩倍的在兩個電子控制單元(1，2)之間的傳輸速度、經(jīng)由兩個通信接口(3，4)中的一個或另一個接連發(fā)送消息， 步驟4 利用兩個通信接口(3，4)的一個或另一個的邏輯開關(guān)(7)進行選擇，以便發(fā)送由消息調(diào)度器(6 )所調(diào)度的消息， 步驟5 通過兩個通信接口(3，4)的一個或另一個接連地發(fā)送所調(diào)度的消息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信方法，其特征在于，如果在步驟1期間，微控制器(5)的診斷系統(tǒng)(8)將通信接口(3，4)之一診斷為故障，則步驟3包括通過消息調(diào)度器(6)經(jīng)由非故障的通信接口(3，4)調(diào)度消息發(fā)送。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信方法，其特征在于，步驟4包括利用邏輯開關(guān)(7)選擇非故障的通信接口( 3，4 )，以便發(fā)送由消息調(diào)度器(6 )調(diào)度的消息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的通信方法，其特征在于，步驟5包括經(jīng)由非故障的通信接口(3，4)發(fā)送消息。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信方法，其特征在于，步驟3包括通過消息調(diào)度器(6)為消息建立新的優(yōu)先級。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信方法，其特征在于，步驟3包括通過消息調(diào)度器(6)為消息建立新的減小的傳輸速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信方法，其特征在于，經(jīng)由消息的重現(xiàn)率來修改消息的優(yōu)先級。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的通信方法，其特征在于，所述通信接口(3，4)由CAN型總線構(gòu)成。
9.一種通信裝置，包括用于實現(xiàn)根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項所述的方法的每個步驟的裝置。
10.一種包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的通信裝置的電子控制單元。
全文摘要
一種在至少兩個汽車電子控制單元(1，2)之間的通信方法，所述電子控制單元包括在電子控制單元(1，2)之間的兩個通信接口(3，4)，使得消息能夠經(jīng)由所述通信接口中的一個或另一個發(fā)送，所述電子控制單元(1，2)每個包括連結(jié)到通信接口(3，4)的微控制器(5)，所述微控制器根據(jù)給定的優(yōu)先級、傳輸速度和重現(xiàn)率來管理消息經(jīng)由這些通信接口(3，4)的發(fā)送和接收，并且所述電子控制單元包括診斷系統(tǒng)(8)，用于檢查通信接口(3，4)的功能，消息調(diào)度器(6)，所述方法包括下述步驟步驟1將邏輯開關(guān)(7)引入到每個微控制器(5)中，所述邏輯開關(guān)(7)由消息調(diào)度器控制并連接到通信接口(3，4)，使得能夠選擇通信接口(3，4)中的一個或另一個，步驟2通過微控制器(5)的診斷系統(tǒng)(8)檢查到兩個通信接口(3，4)中沒有一個發(fā)生故障，步驟3通過消息調(diào)度器(6)調(diào)度以比單個通信接口(3，4)的傳輸速度大的傳輸速度、經(jīng)由兩個通信接口(3，4)中的一個或另一個接連發(fā)送消息，步驟4利用兩個通信接口(3，4)的一個或另一個的邏輯開關(guān)(7)進行選擇，以便發(fā)送由消息調(diào)度器(6)所調(diào)度的消息，步驟5通過兩個通信接口(3，4)的一個或另一個接連地發(fā)送所調(diào)度的消息。
文檔編號H04L12/40GK102318269SQ201080007533
公開日2012年1月11日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者阿維安 P. 申請人:法國歐陸汽車公司