[發(fā)明專利]用于車輛的網(wǎng)關(guān)、節(jié)點和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380022718.4
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN104272664B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設計）人: D·哈澤;M·基歇雷爾;T·柯尼希斯埃德
• 申請（專利權(quán)）人: 寶馬股份公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04J3/06;H04L12/66;H04L12/46;H04L7/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 張立國

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種用于車輛的網(wǎng)關(guān)。本發(fā)明還涉及一種車輛中的總線系統(tǒng)的節(jié)點。此外，本發(fā)明涉及一種用于同步車輛中的總線系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)

當今車輛包括多個傳感器、執(zhí)行器和控制儀，它們控制和調(diào)節(jié)車輛的多個功能。這些多個構(gòu)件在車輛中通過不同的總線系統(tǒng)相互連接，以便能實現(xiàn)在多個構(gòu)件之間的數(shù)據(jù)交換。車輛中總線系統(tǒng)的例子是例如同步FlexRay總線系統(tǒng)、異步CAN(控制器局域網(wǎng))總線系統(tǒng)或同步MOST(面向媒體的系統(tǒng)傳輸)總線系統(tǒng)，它們大多通過網(wǎng)關(guān)相互連接。如此連接到不同總線系統(tǒng)的構(gòu)件可以在車輛中交換關(guān)于運行狀態(tài)信息和其它相關(guān)數(shù)據(jù)并且導入適合的控制或調(diào)節(jié)措施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務在于，提出一種用于車輛的改善的網(wǎng)關(guān)。本發(fā)明的另一任務在于，提出一種車輛中的改善的總線系統(tǒng)節(jié)點。最后本發(fā)明的另一任務在于，提出一種用于同步在車輛中的總線系統(tǒng)的改善的方法。

如果數(shù)據(jù)交換能實現(xiàn)超出自身同步的總線系統(tǒng)(例如FlexRay總線系統(tǒng))的邊界，那么在當今車輛中不存在確定所交換的數(shù)據(jù)的準確壽命的可能性。換言之：數(shù)據(jù)的接收器不能準確地確定所交換的數(shù)據(jù)在多長時間之前由數(shù)據(jù)發(fā)送器發(fā)送。再換言之：在當今車輛中不可能的是，識別并準確確定在數(shù)據(jù)傳輸超出自身同步的總線系統(tǒng)(例如FlexRay總線系統(tǒng))的邊界時的等待時間(Latenz)。本發(fā)明提出這些技術(shù)問題。特別是本發(fā)明描述了如下的裝置和方法，所述裝置和方法能實現(xiàn)確定在車輛中所交換的數(shù)據(jù)的“壽命”(也在超出總線系統(tǒng)的邊界的情況下)。

按照本發(fā)明的一個方面描述了一種用于車輛的網(wǎng)關(guān)。該網(wǎng)關(guān)可以涉及如下的網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)將多個不同的總線系統(tǒng)相互連接并且該網(wǎng)關(guān)能實現(xiàn)在多個不同總線系統(tǒng)的節(jié)點之間的消息交換。該網(wǎng)關(guān)也可以稱為總線系統(tǒng)耦合器或總線系統(tǒng)過渡。該網(wǎng)關(guān)典型地設置為，將有用消息從第一現(xiàn)場總線系統(tǒng)的第一節(jié)點傳送到第二現(xiàn)場總線系統(tǒng)的第二節(jié)點。在此，第一現(xiàn)場總線系統(tǒng)和第二現(xiàn)場總線系統(tǒng)可以是不同的。對此網(wǎng)關(guān)可以作為第一現(xiàn)場總線的節(jié)點接收有用消息。有用消息在第一現(xiàn)場總線系統(tǒng)中典型地按照第一現(xiàn)場總線系統(tǒng)的第一協(xié)議來編碼。網(wǎng)關(guān)于是可以將所接收的有用消息按照第二現(xiàn)場總線系統(tǒng)的第二協(xié)議編碼為有用消息，并且將重新編碼的有用消息作為第二現(xiàn)場總線系統(tǒng)的節(jié)點發(fā)送到第二節(jié)點。網(wǎng)關(guān)典型地也設置為，將有用消息從第二節(jié)點傳送到第一節(jié)點。

第一節(jié)點和/或第二節(jié)點例如分別包括一個傳感器和/或一個執(zhí)行器和/或一個控制儀(電子控制單元)。因此有用消息可以包括測量數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)。此外，有用消息可以包括時間戳，該時間戳描述測量數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)的產(chǎn)生時刻。第一現(xiàn)場總線系統(tǒng)可以是串行異步現(xiàn)場總線系統(tǒng)、如例如CAN現(xiàn)場總線系統(tǒng)。第二現(xiàn)場總線系統(tǒng)可以是串行同步現(xiàn)場總線系統(tǒng)、如例如FlexRay現(xiàn)場總線系統(tǒng)。

該網(wǎng)關(guān)設置為，將在第一節(jié)點中的第一時鐘與在第二節(jié)點中的第二時鐘同步。第一時鐘和/或第二時鐘可以包括振蕩器亦即時鐘發(fā)生器和/或計數(shù)器。例如第一時鐘和/或第二時鐘的計數(shù)器可以根據(jù)振蕩器(亦即根據(jù)時鐘發(fā)生器)向上/向下計數(shù)，以便描述確定的時間。第一時鐘和第二時鐘的同步例如可以通過如下方式引起，即，第一時鐘和第二時鐘的計數(shù)器在相同時刻具有相應的(例如相同的)計數(shù)器讀數(shù)。通過時鐘的同步可以實現(xiàn)，基于第一時鐘產(chǎn)生的、在有用消息中傳輸?shù)臅r間戳在第二節(jié)點中做出關(guān)于從生成時間戳起所經(jīng)過的時間間隔的唯一結(jié)論。

為了同步第一時鐘和第二時鐘，網(wǎng)關(guān)可以設置為，基于參考時間確定時間戳。該參考時間例如可以是網(wǎng)關(guān)的時鐘時間。在實施例中，可以基于由車輛的GPS接收器所接收的時間和/或基于由車輛的組合儀器所接收的時間來確定參考時間。可以在第一消息中按照第一現(xiàn)場總線系統(tǒng)的第一協(xié)議將時間戳發(fā)送到第一節(jié)點。以相同的方式，可以在第二消息中按照第二現(xiàn)場總線系統(tǒng)的第二協(xié)議將時間戳(或者其它基于參考時間確定的時間戳)發(fā)送到第二節(jié)點。在此，第一協(xié)議和第二協(xié)議典型地是相互不同的。例如第一協(xié)議是CAN協(xié)議并且第一消息是CAN報文。第二協(xié)議可以是FlexRay協(xié)議并且第二消息可以是在FlexRay周期的時間窗中的FlexRay框架(FlexRay-Rahmen)。