CN109327365B - 在转角传感器与发动机控制装置或分析单元之间的数据传递方法 - Google Patents

在转角传感器与发动机控制装置或分析单元之间的数据传递方法 Download PDF

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Abstract

用于在位置测量***(3‑7)与发动机控制装置(1)和/或分析单元之间基于预先给定的位长度的帧(34,35,36)在时间上连续的时隙(28‑30)中的传递的数字式双向数据传递的方法，其中，初级主节点(1)经由两线式总线(2)与位置测量***(3‑7)和/或发动机单元(11,14)和/或布置有初级从节点(3)的分析单元通讯，且在初级从节点(3)处可并联有另外的次级从节点(12,15)，另外的次级从节点在总线上通讯，与初级主节点(1)与初级从节点(3)通讯所利用的总线相同。

Description

在转角传感器与发动机控制装置或分析单元之间的数据传递 方法
技术领域
本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的在转角传感器与发动机控制装置或分析单元之前的数据传递方法。
背景技术
这样的数据传递方法例如以EP 2 148 178 B1的对象已知。
该已知的方法涉及一种控制单元，其与位置测量***通讯且设置有预先给定的位长度的数据帧的传递，其中，在每帧中至少一个第一位长度设置用于数据由控制单元至位置测量***的发送且至少一个第二位长度设置用于数据由位置测量***至控制单元的发送。
此外，在所传递的帧中设置有时隙，在其中数据既不由控制单元被传递到位置测量***处也不由位置测量***被传递至控制单元，且在其中触发脉冲由控制单元被传递到位置测量***处，其触发在位置测量***中的位置数据采集。
上述专利权涉及一种用于在由控制单元至位置测量***的第一位长度内同步控制单元和测量***的节拍信号，然而原则上在控制和分析侧上仅使用唯一的主节点，其与在转角传感器侧上的相关联的从节点通讯。
在该处的图6和7中示出了框图，在其中主节点被称作“Processing UnitInterface(处理单元界面)”而附属的位置测量***被称作“Position Encoder Interface(位置编码器界面)”。
主节点与相联接的位置测量***经由总共四根导线相连接，即两根控制线和两根供电线。
在根据图7的另一实施例中，数据被调制到电源电压线(Versorgungsspannungsleitung)上，从而实现在主节点与位置测量***之间的两线式总线***。
如下然而是已知方法的缺点，即，存在仅一个用于在控制单元与位置测量***之间的双向数据传递的主节点和从节点，这与各种不同的缺点相联系。
第一个缺点是不可联接可被额外地设定地址的额外的传感器，且另外的缺点是不可使用可承担除了初级主节点之外的额外任务的额外的主节点控制单元。
总的来说，对于已知的方法(其由两线式传递线和控制单元和所联接的初级从节点出发)而言附有如下缺点，即，未设置有上一级的主节点任务和多个从节点的联接。
发明内容
因此本发明由EP 2 148 178 B1出发基于如下目的，即，如此地改进一种在控制单元与位置测量***之间的数字式双向数据传递的方法，即，大量另外的从节点可被联接和大量另外的传感器，其均可由主节点被设定地址。
为了实现所提及的目的，本发明的特征在于权利要求1的技术理论。
本发明的特征是，由经由两线式总线与发动机单元通讯的初级主节点出发，此时根据本发明作如下设置，即，在初级主节点处还有另外的次级主节点可被联接到相同的总线处且此外在发动机单元的区域中另外的次级从节点可被联接到布置在该处的初级从节点处，该另外的次级从节点同样经由总线连接在总线上通讯，与初级主节点与初级从节点通讯所利用的总线相同。
利用给出的技术理论得出已知的数据传递方法的扩展方案的优点，因为如下此时是首次可能的，即，在控制单元侧上初级主节点关联有一个或多个次级主节点。
因此这样的数据传递方法的应用领域被扩大，因为并联于初级主节点的一个或多个次级主节点此时可承担独立于初级主节点的任务，这目前是未知的。因此，初级主节点可实现经由控制总线的快速数据传输且通常被分配给初级主节点的另外的任务被分出且被分配给并联于初级主节点的(一个或多个)次级主节点。
本发明的特征是，初级主节点经由两线式总线与位置测量***和/或发动机单元和/或布置有初级从节点的分析单元与通讯，且另外的次级从节点可被联接到初级从节点处，该另外的次级从节点在总线上通讯，与初级主节点与初级从节点通讯所利用的总线相同。
在第一实施例中作如下设置，即，第一次级主节点被并联于在控制单元侧上的初级主节点且次级主节点此时可直接与基于互联网或基于设备的数据云通讯且将由初级主节点所产生的数据提供到云中。此外，次级主节点可承担另外的任务，例如诊断任务或网关的提供，次级主节点以其将数据由初级主节点输入到互联网中，或到LAN或WLAN中或到移动数据***中。
在此在一种改进方案中作如下设置，即，由云出发，另外的***设备可***控，例如用于所产生和/或经处理的数据的数据展示的终端。
因此在第一优选的实施形式中作如下设置，即，初级主节点可并联有另外的次级主节点，其承担在控制单元侧上的额外的任务。
因此此时根据权利要求1的对象作如下设置，即，同样地在发动机单元侧上(在其处根据现有技术仅布置有位置测量***形式的唯一的从节点)此时另外的次级从节点相对首先提及的初级从节点被并联。
此处实现发动机单元的任务范围的显著扩展，因为相对构造成编码器的初级从节点此时可并联有另外的次级从节点，其经由合适的分总线到中央控制总线上工作。
如下是有利的，即，例如第一次级从节点可供用于不同传感器输入端的接口使用，其均布置在发动机单元中。同样可存在第二次级从节点，其提供用于机器数据或布置在发动机之外的数据例如温度、湿度、振动或类似的接口。
如下是重要的，即，所有从节点、也就是说初级从节点和可能对此并联的次级从节点自身此时又具有传感器输入端和执行器输出端，这也就是说其可直接经由每个从节点设置有用于布置在该处的传感器的输入端，且从节点自身同样可操控所联接的执行器。
执行器的这样的操控例如是发动机制动、控制灯的操控和其它的设备
在发动机单元的构造的情形中重要的是，并联的从节点同样彼此实施数据通讯，这也就是说其不需要数据传输且不需要以初级主节点经由初级总线的操控，而是其可经由由初级总线分出的分总线彼此通讯且交换数据。
对于从节点彼此的通讯而言，初级数据传输(MRF至DTF1)无须被限制。从节点彼此的通讯在DTF2中被执行，而不加重初级通讯负担。
根据本发明的对象如下此时是首次可能的，即，实现例如10MB或更多的在整个总线***中的数据传递速率，以便于提供循环通讯，其中，根据本发明的另一方法特征作如下设置，即，总地具有三个用于持续重复的数据传递的时隙。
在第一时隙中，初级主节点具有字节，这也就是说经由MRF(Master RequestFrame(主节点请求帧))主节点产生指令，其经由中央总线通知经由两线式线路被联接的从节点。
这在相对较短的时隙中实现，且在结束所传递的初级主节点指令之后在确定的时刻实现第二时隙的开始，在其中操控的从节点以确定的数据集响应。
该数据集可例如是在初级从节点中的编码器***的位置数据，以其传递CRC数据和Livecounter数据。
初级从节点于是分配有自己的(第二)时隙，且如下是重要的，即，具有第三时隙，在其中可选地初级从节点可进行经由中央总线与主节点控制单元的数据交换，然而同样地在该第三时隙中次级从节点与主节点控制单元可实施数据通讯。
因此，在初级次节点在第二时隙中的数据传递与在第三时隙中的数据传递之间存在严格的分隔，在其区域中初级次节点虽然同样还可传递数据，其中，第三时隙主要设置用于次级从节点彼此的进一步的数据传递、用于到初级次节点处的数据传递和到主控制单元处的数据传递。
如果数据通讯经由相应的主节点指令词被控制，该主节点指令词按照情况可以是不同的，且相应地然后初级次节点或被并联到其处的次级从节点***控且对于相应的请求指令响应。
此外如下是有利的，即，次级从节点与在发动机单元侧上的初级从节点可彼此通讯，其中，这样的交换在第三时隙中进行，且这通过主节点指令MSRD-Send Request Datawith Multicast replay-Data exchange broadcast来控制(从节点传输)。
由此如下变得清楚，即，第三时隙被用于下一级的数据交换任务，当第二时隙仅可供初级从节点使用时，该初级从节点在该数据帧中传递时间要求特别严格的位置数据。
初级主节点可具有其自身确定或配置地获得的扫描列表，以便于然后一再调取或直接询问经由中央两线式总线被联接的参与者(Teilnehmer)。
在扫描列表中，地址、ID和由起始地址至结束地址的页被配置且这些数据同样多次可用。该通讯在MRF时隙1中被发出，其中然后次级参与者以相应的ID在次级时隙3中获得相应的读写权限，以便于将数据由一个参与者发送至另一参与者。
根据EP 2 148 178 B1的现有技术的数据传递被明显限制，因为参与者仅在确定的窗口(帧)中可彼此通讯，从而使得时间要求严格的位置数据须被中断地发送，以便于传递必要数量的位置数据。
由此得出如下，即，位置数据在不同的帧中被传递，这与在分析单元上的困难相联系，因为分析单元须再次组合不同的帧。出于该原因，同步信号的复杂的产生是必要的。
因此得出如下问题，即，不再具有用于传递额外数据的时间帧。
此处使用本发明，其除了在其中传递时间要求严格的数据的时隙1之外定义了第二时隙，在其中按照MRF指令第二时隙的数据被复制或进行另一数据产生。
在本发明的情形中同样存在如下优点，即，中央总线且同样地被联接到总线处的从节点和次级从节点总的来说可具有大于100m的连接长度，这目前仅在不同的两线式总线***、例如AS控制总线和其它的情形中是已知的，其然而仅实现非常缓慢的数据传递。
本发明相应地避免了共同拥有的数据集的分割的(gestückelt)传递，而是作如下设置，即，数据集总的来说在时间上彼此分开的时隙中被传递。
本发明的发明对象不仅由各个专利权利要求的对象而且同样由各个专利权利要求彼此的组合得出。
所有在附件、包含摘要中所公开的说明和特征、尤其在附图中所示出的空间构造作为对于本发明而言重要的被要求保护，只要其单独地或组合地相对现有技术是新的。
附图说明
下面，本发明借助示出仅一个实施途径的附图作进一步说明。在此，由附图和其说明书得悉本发明的另外的对于本发明重要的特征和优点。
其中：
图1：显示了根据本发明的数据传递方法的第一种实施形式的框图，
图2：显示了相对图1变换的且与其它模块一起示出的框图，
图3：显示了经由中央总线的数据传递的时间指令图表。
具体实施方式
在图1中概览地示出了控制单元20，在其中布置有初级主节点1。
控制单元20远离发动机外壳地布置，发动机外壳在所显示的实施例中由发动机内部空间11和发动机周围环境14构成。
如下是重要的，即，在控制单元20与模块11,14之间的连接通过总线12来实现，总线12构造成两线式总线且经由其同样设置有用于所有布置在零件11,14中的从节点、传感器和其它模块的电源。
根据本发明此时作如下设置，即，相对初级主节点1接通有次级的主节点16，其也被称作次级主节点且其经由总线2c直接与初级主节点1的总线2通讯。
该次级主节点16实施与主节点1分开的管理任务且使得例如USB接口、LAN、WLAN或移动接口连接可供使用且因此可经由连接17直接通讯到云18中。
因此，初级主节点1可直接经由连接21同样将其数据上传到云18中，恰如次级主节点16经由连接17可实施这个的那样。
到云18处同样可存在相应的连接，经由其操控终端19，终端19分析、编辑或可视化示出在控制单元20上所产生的数据。
以相反的方式同样可实现如下，即，由终端19侧使得一种控制软件可供使用，且终端19经由到云18中的连接与该云相连接。该云经由连接17,21适合用于到初级主节点1和并联的次级主节点16上的直接的数据和指令传递。
如下是有利的，即，经由优选由两线式总线构成的中央总线2此时可操控整个发动机侧11,14。
发动机侧由同样可布置在发动机外壳之外的发动机周围环境14且由布置在发动机内部空间11中的模块构成。在发动机周围环境中优选布置有传感器和/或执行器。
在根据图1的实施例中示出如下，即，以已知的方式在发动机11的内部空间中此时布置有初级从节点3，在其中实现转角编码器。
在该初级从节点3中同样布置有所有其它对于数据编辑和数据传递必要的模块，例如位置模块4，其必要时可具有冗余通道37和附属的状态模块5和另外的例如可构造成输入端或输出端模块6,7的模块。
由此得出如下，即，初级从节点3经由信道8可操控一个执行器或多个执行器9且相反地可存在传感器13的一个或多个传感器输入端，其实施经由信道10与初级从节点3的数据交换。
根据本发明此时作如下设置，即，初级从节点3此时关联有另外的次级从节点，其均被并联且可经由相应的由中央总线2的分支与初级从节点3通讯，然而同样可直接与初级主节点1通讯。
因此在根据图1的实施例中示出如下，即，在发动机内部空间11中还可布置有次级从节点12，其例如处理和传递在发动机内部空间中形成的另外的数据。这样的数据可例如是发动机温度、湿度、振动和类似的。
同样地，该次级从节点具有至待操控的执行器9a的信道8且具有传感器13a，其经由信道10将数据传递到次级从节点2中。
作为另外的实施例图1显示了如下，即，次级从节点2还可并联有另一次级从节点15，其然后优选地处在发动机内部空间11之外，即例如在发动机的周围环境中。
在此其可以是在发动机之外被次级从节点15提高的机器数据，例如温度、湿度、振动和其它数据，其直接由发动机被安装到其中的机器被推导出。
同样地此处根据本发明作如下设置，即，由信道8操控执行器9b且相反地多个传感器13b经由信道10将数据输入到次级从节点15中。
传递协议到总共三个时隙中的划分确保如下，即，不仅两个次级从节点12,15可被并联，而且大量另外的为了完整性起见未示出的次级从节点可被并联。
相比图1，图2显示了大约相同的结构，在其处可辨认出如下，即，在右侧上存在初级主节点1和对此并联的次级主节点16且上述主节点经由由中央两线式总线2分出的总线2c彼此相连接。
在简化的图示中，在图2中仅示出相应的主节点1,16的接口和另外的适配电路，而不探讨电气部件的细节。
根据本发明的特征然而同样可作如下设置，即，构造成两线式总线2的总线也可构造成四线式总线，其中，两线用于控制指令且另外两线用于供电。
这不仅适用于总线2，而且同样适用于联接到其处的总线2a,2b,2c。
在本发明的另一设计方案中此外可作如下设置，即，中央总线2构造成两线式或四线式实施方案且同样与此不同，联接到其处的总线2a,2b,2c可选地且以彼此任意的组合同样构造成两线式或四线式总线。
在仅示意性的图示中，在图2的中间部分中示出了从节点3,12,15且如下可被辩认出，即，其同样经由两线式总线或四线式总线2a,2b彼此相连接且同样可彼此通讯。
在初级从节点3的输出端处，在此布置有传感器模块22，在其中布置有时间要求严格的转角编码器，其中，该初级从节点可在时隙2(DTF1)中通讯。
为此设置有导线24。
另外的传感器模块22a经由另外的导线24与次级从节点12相连接且例如包含用于鉴定振动、温度、湿度和其它物理参数的传感器且设置用于仅在时隙3中、即在DTF2中通讯。
第三次级从节点15经由另一导线24与另一传感器模块23相联接，且此处作如下设置，即，传感器模块23仅在第三时隙DTF2中通讯。这样的通讯例如涉及连接电缆的检验，振动、温度和其它可能在发动机内部空间中或在机器内部空间中或在外部空间中存在的参数的鉴定。
原则上，图2同样部分描绘了现有技术，这借助分隔线25来说明。
所有在箭头方向26上处在分隔线25上方的原则上是现有技术的布置，且本发明此时在于如下，即，该现有技术在分隔线25对面被延续，更确切地说在箭头方向27上向下，由此如下显而易见，即，此时根据本发明作如下设置，即，初级主节点此时关联有多个次级主节点，且同样地在发动机侧上初级从节点3关联有一个或多个次级从节点12,15。
图3显示了在数据传递的情形中的时间指令图表，由初级主节点1出发，其根据图3可在时隙28(时隙1)中使用Master Request Frame(MRF)。
五个不同形式的指令彼此在图3中在横坐标上被示出，其中，在例子(1)中初级的主节点指令34由初级主节点1来产生且经由中央总线2被传递。
其是标准指令，以其例如请求位置数据且在时隙2(附图标记29)DTF1中然后初级从节点可以初级的从节点响应35来响应。
第二时隙29由时刻31延伸直至时刻32且在结束该时间段之后第三时隙30开始，在其中进行进一步的数据传递。初级的从节点响应36例如在时隙3中被传递且涉及数据作为复制被发送或进行纠错。
在时刻33结束时隙3(DTF2)之后，该过程循环地重复且初级主节点1经由MRF发送其主节点指令。
在根据图3中的(2)的实施例中，初级主节点在时隙1中发送用于传输安全数据的请求，这意味着，位置数据由转角传感器的冗余通道被请求且初级从节点以在时隙2中的初级的从节点响应35来响应。
在结束在时隙2中的传递之后然后实现数据在时隙3(30)中的传递，其中，例如在冗余通道37中安全数据被传递且实现初级的从节点响应36a。
在根据(3)的按照图3的实施例中，由初级主节点1在MRF中产生“Read Data”指令且在初级的从节点响应中在时隙2中传递所请求的数据。
在时隙3中然后额外的数据被传递，例如OEM数据、诊断数据或状态数据，其中，这些数据相应地由主节点设定地址的次级从节点被传递。这可以是初级从节点，然而同样可以是次级从节点15。
在图3中根据(4)的实施例中，写入指令由初级主节点在MRF中被产生，且在时隙3中被设定地址的从节点以操纵指令来响应。
在根据(5)的实施例的情形中实现所谓的MSRD指令发送。该缩写意味着“SendRequest Data with multicast replay data exchange broadcast(从节点-横向传输)”。
这意味着，在产生初级的主节点指令34的情形中初级从节点在通常的方式中以其位置数据来响应，然而在第二时隙(30)中在从节点之间的横向传输以如下方式被初始化，即，相应的命令指令被传递且从节点和次级从节点彼此此时可交换数据。同样可作如下设置，即，在完成数据交换之后彼此交换其数据的次级从节点将反馈传递到初级主节点处。
此外可作如下设置，即，实施数据交换的从节点不与初级主节点通讯，而是与次级主节点16通讯。
在时隙2(29)中，例如初级从节点的下面的数据被传递：
1.Multiturn信息
2.Singleturn信息
3.Live-Counter
4.校验和CRC
在根据实施例(1)的第三时隙(30)中产生如下数据：
1.第一数据的复制
2.Multiturn
3.Singleturn
4.Live-Counter
5.CRC
6.额外的状态信息
7.所有均用于可能的纠错的数据。
作为在第一时隙28的开始和在位置33处的循环数据传递的结束之间的时间间隔被说明为31.25毫秒的典型的值。
其于是按照配置实现32KHz、16或8KHz的数据刷新率。
附图标记列表
1 初级主节点#1
2 总线a,b,c
3 从节点#1(初级)
4 位置模块
5 状态模块
6 输入端模块
7 输出端模块
8 信道(Signalpfad)
9 执行器
10 信道
11 发动机内部空间(Motor Innenraum)
12 次级从节点#2
13 传感器13a
14 发动机周围环境
15 次级从节点#3
16 次级主节点
17 连接
18 云
19 终端
20 控制单元
21 连接
22 传感器模块22a
23 传感器模块
24 导线
25 分隔线
26 箭头方向
27 箭头方向
28 时隙1
29 时隙2
30 时隙3
31 时刻
32 时刻
33 时刻
34 初级的主节点指令(Masterkommando)35 初级的主节点指令
36 初级的从节点响应a,b,c,d
37 冗余通道

Claims (8)

1.用于在位置测量***(3-7)与发动机控制装置和/或分析单元之间，基于预先给定的位长度的帧(34,35,36)在时间上连续的时隙(28-30)中的传递的，数字式双向数据传递的方法，其特征在于，初级主节点(1)经由两线式总线(2)与所述位置测量***(3-7)和/或发动机单元(11,14)和/或布置有初级从节点(3)的所述分析单元通讯，且另外的次级从节点(12,15)可被并联到所述初级从节点(3)处，所述另外的次级从节点在总线(2)上通讯，与所述初级主节点(1)与所述初级从节点(3)通讯所利用的总线相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在初级主节点(1)处至少一个次级主节点(16)被联接到相同的总线(2)处。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，相对所述初级从节点(3)并联的次级从节点(12,15)具有传感器输入端和执行器输出端。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，相对所述初级从节点(3)并联的次级从节点(12,15)彼此实施经由连接其的中央总线(2,2a,2b)的数据通讯。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述次级主节点(16)并行于所述初级主节点(1)且所述次级主节点(16)与基于互联网或基于设备的云(18)通讯，且将由所述初级主节点(1)所产生的数据提供到所述云(18)。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述次级主节点(16)可执行其他任务，例如诊断任务或网关的提供，利用该网关所述次级主节点(16)将所述数据由所述初级主节点(1)提供到互联网中，或到LAN或WLAN中或到移动数据***中。
7.用于在位置测量***(3-7)与发动机控制装置或分析单元之间，基于预先给定的位长度的帧(34,35,36)在时间上连续的时隙(28-30)中的传递的，数字式双向数据传递的方法，其特征在于，提供由至少三个在时间上连续的时隙(28,29,30)构成的循环重复的数据帧，且初级主节点(1)在第一时隙(28)中发出和/或接收数据，在第二时隙(29)中初级从节点(3)对所述主节点(1)的数据响应(Datenantwort)以时间要求严格的位置数据的形式被传递，且在第三时隙(30)中另外的数据(36,36a-d)由所述初级从节点(3)和/或被并联到其处的次级从节点(12,15)被传递。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述初级从节点(3)和被联接到其处的次级从节点(12,16)在所述第三时隙(30)中彼此通讯。
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