ES2238591T3 - Procedimiento y estructura de linea de alimentacion para la transmision de informaciones entre componentes electricos de un automovil. - Google Patents
Procedimiento y estructura de linea de alimentacion para la transmision de informaciones entre componentes electricos de un automovil.Info
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Abstract
Procedimiento para la transmisión de informaciones entre componentes eléctricos (2, 3, 4) en un automóvil, en el que las informaciones son transmitidas a través de un bus de datos y al menos algunos de los componentes (2, 3, 4) son alimentados con energía a través de la estructura de la línea de alimentación, caracterizado porque la estructura de la línea de alimentación está separada del bus de datos y las informaciones son transmitidas de forma redundante, además de a través del bus de datos, al menos después del fallo del bus de datos, también a través de la estructura de la línea de alimentación.
Description
Procedimiento y estructura de línea de
alimentación para la transmisión de informaciones entre componentes
eléctricos de un automóvil.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la transmisión de informaciones entre componentes
eléctricos en un automóvil. Las informaciones son transmitidas a
través de un bus de datos. Al menos algunos de los componentes son
alimentados con energía a través de una estructura de línea de
alimentación.
La invención se refiere, además, a un sistema de
bus para la transmisión de informaciones entre componentes
eléctricos en un automóvil. El sistema de bus comprende un bus de
datos. Al menos algunos de los componentes están conectados en una
estructura de línea de alimentación prevista en un automóvil para la
alimentación de energía de los componentes.
La presente invención se refiere, además, a un
componente eléctrico de un automóvil, que presenta medios para la
emisión de informaciones a otros componentes eléctricos a través de
un bus de datos y para la recepción de informaciones de otros
componentes eléctricos a través del bus de datos. El componente y al
menos algunos de los otros componentes están conectados en una
estructura de línea de alimentación para la alimentación de
energía.
En un automóvil, según el estado de la técnica,
la comunicación entre diferentes componentes eléctricos, como por
ejemplo un aparato de control de la puerta y un aparato de control
del asiento, tiene lugar, en general, por medio de un sistema de bus
(por ejemplo, una Red de Área de Controlador, CAN). Además,
actualmente existen en desarrollo nuevos conceptos de bus, en los
que la comunicación entre los componentes eléctricos debe realizarse
a través de una estructura de línea de alimentación, que está
prevista para la alimentación de energía de los componentes
eléctricos en el automóvil. Este nuevo concepto de bus se designa
también como Comunicaciones de Línea de Potencia. Las Comunicaciones
de Línea de Potencia solamente pueden ser accionadas en una medida
limitada con las estructuras de la línea de alimentación que están
presentes actualmente en los automóviles, puesto que las
informaciones a transmitir a través de la estructura de la línea de
alimentación llegan de una manera fuertemente atenuada al componente
receptor, en virtud de interferencias y reflexiones, o incluso no se
pueden distinguir ya de señales de interferencia o de señales de
ruido.
Se conoce a partir del documento WO 92/21180 una
estructura de línea de alimentación para Comunicaciones de Línea de
Potencia. En esta publicación, se explica muy en general el modo de
funcionamiento de una Comunicación de Línea de Potencia y se
presentan soluciones para diferentes problemas, que se pueden
plantear en la realización de una Comunicación de Línea de Potencia.
En esta publicación se hace referencia expresa a la constitución de
una estructura de línea de alimentación para una Comunicación de
Línea de Potencia y en lo que se refiere al modo de funcionamiento
de una Comunicación de Línea de Potencia.
Además, se conoce a partir del documento DE 197
03 144 C2 un procedimiento para la transmisión de informaciones en
un automóvil a través de una estructura de línea de alimentación. La
Comunicación de Línea de Potencia descrita allí está limitada al
empleo para componentes eléctricos de un medio auxiliar de
retroceso de un automóvil. Para la Comunicación de Línea de Potencia
se utiliza la estructura de línea de alimentación que ya está
presente en el automóvil sin modificaciones o adaptaciones
especiales a la Comunicación de Línea de Potencia.
De la misma manera se conoce a partir del
documento EP 1 085 674 un procedimiento para la transmisión de
informaciones entre componentes eléctricos en un vehículo, siendo
transmitidas las informaciones a través de un bus de datos y siendo
alimentados con energía al menos algunos de los componentes a través
de una estructura de línea de alimentación.
Los buses de datos conocidos a partir del estado
de la técnica trabajan de una manera más o menos tolerante al fallo.
Sin embargo, en los automóviles se emplean cada vez en mayor medida
componentes relevantes para la seguridad, por ejemplo aplicaciones
X-by-wire, en las que debe
garantizarse la seguridad contra fallo de la transmisión de
información a través de buses de datos. Para conseguir al menos en
una medida aproximada la seguridad contra fallo requerida, se
configuran los buses de datos de forma redundante al menos en zonas
parciales.
El diseño redundante de los sistemas de bus con
varios buses de datos conduce, sin embargo, a costes elevados del
material para el bus de datos adicional y a un gasto elevado de
trabajo y de costes para el diseño del bus de datos adicional en el
automóvil.
La presente invención tiene el cometido de elevar
la seguridad contra fallo de un sistema de bus, especialmente para
el empleo en zonas del automóvil relevantes para la seguridad, con
un gasto de costes y de trabajo lo más reducido posible.
Para la solución de este cometido, la invención
propone, partiendo del procedimiento para la transmisión de
información entre componentes del automóvil del tipo mencionado al
principio, que las informaciones sean transmitidas, además de a
través del bus de datos, al menos después del fallo del bus de
datos, también a través de la estructura de la línea de
alimentación.
La presente invención parte de que cada
componente eléctrico en un automóvil, especialmente de sistemas
relevantes para la seguridad, debe ser alimentado con energía
eléctrica y las líneas de alimentación deben estar a disposición de
los mismos. Como componentes eléctricos en el sentido de la presente
invención se designan principalmente aparatos de control del
automóvil, pero también componentes hidráulicos o neumáticos o de
otro tipo, que pueden ser accionados eléctricamente. No obstante, se
designan como componentes eléctricos especialmente los componentes
de las zonas relevantes para la seguridad del automóvil, por ejemplo
el control del motor, la sección de accionamiento o el sistema de
frenos (las llamadas aplicaciones
X-by-wire).
La transmisión de informaciones a través de la
estructura de la línea de alimentación se designa también como
"Comunicación de Línea de Potencia". A través de la transmisión
adicional de informaciones, además de a través del bus de datos,
también a través de la estructura de línea de alimentación, está
disponible, en el caso de que esté presente ya un sistema de bus, un
canal al menos parcialmente redundante. Incluso cuando a través de
la estructura de la línea de alimentación no se puede diseñar de
forma redundante toda la red de comunicaciones en el automóvil,
entonces en cualquier caso se puede ejecutar una función de
emergencia o una función limp-home a través de este
canal. De esta manera, se puede impedir un fallo de un componente
eléctrico en virtud de una transmisión de información con
interferencias hacia otros componentes o incluso un fallo total de
todo el automóvil. La seguridad contra fallo del sistema de bus
según la invención es claramente mayor que la del bus de datos por
sí solo.
El bus de datos es un sistema de bus
normalizado, que está destinado para la transmisión de información.
Cuando en un bus de datos no es posible ya una transmisión de
información en virtud de defectos de la línea o defectos del
transceptor, se pueden transmitir al menos las informaciones
relevantes a través de la estructura de la línea de alimentación. El
sistema de bus según la invención se emplea especialmente en zonas
relevantes para la seguridad, como por ejemplo MotorCAN, control de
la sección de accionamiento, controles del sistema de frenos u otras
aplicaciones X-by-wire. Por lo
tanto, el núcleo de la presente invención es la utilización de una
red de alimentación, que está presente de todos modos en el
automóvil, como segunda capa física para la comunicación entre los
componentes en el automóvil, es decir, un sistema de bus redundante
por medio de Comunicación de Línea de Potencia.
Con la presente invención se puede asegurar la
conexión de comunicación entre sistemas relevantes para la seguridad
y se puede elevar la seguridad contra fallo. Para la realización del
trayecto de transmisión redundante no es necesario que se tiendan
líneas adicionales, con lo que se reducen a un mínimo el gasto
adicional y los costes adicionales para el segundo trayecto de la
transmisión. La estructura de la línea de alimentación es ya
relevante para la seguridad, puesto que la comunicación tiene lugar
en líneas de alimentación, que no pueden fallar en virtud de la
alimentación de energía en los sistemas relevantes para la
seguridad.
De acuerdo con un desarrollo ventajoso de la
presente invención, se propone que las informaciones sean
transmitidas de forma redundante a través del bus de datos y a
través de la estructura de la línea de alimentación. Por lo tanto,
en el componente receptor se encuentran las mismas informaciones,
siendo transmitidas las informaciones tanto a través del bus de
datos como también a través de la estructura de la línea de
alimentación.
De acuerdo con una forma de realización ventajosa
de la presente invención, se propone que las informaciones
transmitidas a través de la estructura de la línea de alimentación
no sean evaluadas en un componente receptor en el caso de una
transmisión de información de funcionamiento a través del bus de
datos. Solamente en el caso de un fallo en la transmisión de
información a través del bus de datos se evalúan las informaciones
transmitidas a través de la estructura de la línea de alimentación
en el componente receptor.
De una manera alternativa, se propone que las
informaciones transmitidas a través de la estructura de la línea de
alimentación sean comparadas en un componente receptor con las
informaciones transmitidas a través del bus de datos. Las
informaciones transmitidas adicionalmente a través de la estructura
de la línea de alimentación son utilizadas, por lo tanto, para una
verificación de la factibilidad. De esta manera, se pueden reconocer
errores de la transmisión se pueden tomar medidas adecuadas, como
por ejemplo una nueva transmisión de las informaciones o una omisión
de las informaciones transmitidas (posiblemente erróneas).
De acuerdo con otro desarrollo ventajoso de la
presente invención, se propone que las informaciones sean
transmitidas exclusivamente a través del bus de datos, en el caso de
que funcione la transmisión de información a través del bus de datos
y que en el caso de una transmisión errónea de la información a
través del bus de datos, las informaciones sean transmitidas a
través de la estructura de la línea de alimentación. De acuerdo con
este desarrollo, la estructura de la línea de alimentación solamente
se utiliza para la transmisión de informaciones cuando la
transmisión de informaciones no funciona a través del bus de datos.
En el caso de que funcione la transmisión de información, se puede
utilizar entonces la estructura de la línea de alimentación para la
transmisión de otras informaciones.
De acuerdo con ello, se propone que en el caso de
que funcione la transmisión de información a través del bus de
datos, se transmitan otras informaciones a través de la estructura
de la línea de alimentación. Esta comunicación, independiente de la
transmisión de información a través del bus de datos, sobre la
estructura de la línea de alimentación se puede interrumpir, en caso
necesario, para poder transmitir las informaciones a través de la
estructura de la línea de alimentación, en el caso de una
transmisión errónea de información a través del bus de datos. De una
manera alternativa, se puede proseguir la comunicación también a
través de la estructura de la línea de alimentación, estando
disponible entonces una anchura de banda menor para la transmisión
de información a través de la estructura de la línea de alimentación
que en el caso de empleo de la transmisión a través del bus de
datos. Esta anchura de banda puede ser, sin embargo, suficiente para
poder asumir una parte vital de la transmisión de la información del
bus de datos. De esta manera, se puede asegurar un funcionamiento de
emergencia.
Como otra solución del cometido de la presente
invención, se propone, partiendo del sistema de bus para la
transmisión de la información entre los componentes eléctricos del
automóvil del tipo mencionado al principio, que el sistema de bus
comprenda también la estructura de la línea de alimentación para la
transmisión de informaciones al menos después del fallo del bus de
datos.
De acuerdo con un desarrollo ventajoso de la
presente invención, se propone que el bus de datos esté configurado
como un bus de una Red de Área del Controlador Bus(CAN).
De acuerdo con una forma de realización preferida
de la presente invención, se propone que el sistema de bus presente
medios para la realización del procedimiento según la invención.
Por último, se propone, todavía como otra
solución del cometido de la presente invención, partiendo del
componente eléctrico del automóvil del tipo mencionado al principio,
que el componente presente otros medios para la emisión de
informaciones a otros componentes eléctricos a través de la
estructura de la línea de alimentación y para la recepción de
informaciones desde otros componentes eléctricos a través de la
estructura de la línea de alimentación al menos después de un fallo
del bus de datos.
De acuerdo con un desarrollo ventajoso de la
presente invención, se propone que el componente presente medios
para la realización del procedimiento según la invención.
Otras características, posibilidades de
aplicación y ventajas de la invención se deducen a partir de la
descripción siguiente de ejemplos de realización de la invención,
que están representados en el dibujo. En este caso, todas las
características descrita son representadas por sí o en combinación
discrecional constituyen el objeto de la invención,
independientemente de su redacción resumida en las reivindicaciones
de la patente o su relación así como de una manera independiente de
su formulación y de su representación en la descripción y en el
dibujo, respectivamente. En este caso:
La figura 1 muestra un sistema de bus según la
invención de acuerdo con una forma de realización preferida.
La figura 2 muestra un diagrama de flujo de un
procedimiento según la invención de acuerdo con una primera forma de
realización preferida.
La figura 3 muestra un procedimiento según la
invención de acuerdo con una segunda forma de realización preferida;
y
La figura 4 muestra un procedimiento según la
invención de acuerdo con una tercera forma de realización
preferida.
En la figura 1, se designa con el signo de
referencia 1, en su totalidad, un sistema de bus según la invención.
El sistema de bus 1 sirve para la transmisión de informaciones entre
componentes eléctricos 2, 3, 4 en un automóvil. Los componentes
eléctricos 2, 3, 4 son, por ejemplo, aparatos de control para
funciones discrecionales del automóvil, especialmente aparatos de
control en zonas relevantes para la seguridad del automóvil, como
por ejemplo un motor de combustión interna, una sección de
accionamiento, un sistema de renos u otras aplicaciones
discrecionales llamadas X-by-wire.
Como componentes eléctricos 2, 3, 4 en el sentido de la presente
invención se designan también componentes hidráulicos o neumáticos o
de otro tipo, que pueden ser activados eléctricamente.
El sistema de bus 1 comprende un bus de datos
normalizado, que está destinado para la transmisión de
informaciones. El bus de datos está configurado, en el presente
ejemplo de realización, como bus de una Red de Área de Controlador
Bus(CAN) y se representa en la figura 1 a través de una línea
con espesor reducido del trazo. Los componentes eléctricos 2, 3, 4
son alimentados con energía a través de una estructura de la línea
de alimentación PL. Las líneas de alimentación PL están
representadas en la figura 1 a través de una línea con espesor
grande del trazo. Según la invención, la estructura de la línea de
alimentación PL, como una red de comunicación redundante, es parte
del sistema de bus 1 según la invención. De esta manera, las
informaciones no sólo pueden ser transmitidas a través del bus de
datos CAN, sino también, en caso necesario, a través de la
estructura de la línea de alimentación PL. La transmisión de
informaciones a través de líneas de alimentación PL se designa
también como Comunicación de la Línea de Potencia (PLC).
Los componentes del automóvil 2, 3, 4 comprenden
un transceptor de bus 5 para la emisión de informaciones a otros
componentes eléctricos 2, 3, 4 a través del bus de datos CAN y para
la recepción de informaciones desde otros componentes eléctricos 2,
3, 4 a través del bus de datos CAN. Además, los componentes 2, 3, 4
presentan, en cada caso un transceptor PLC 6 para la emisión de
informaciones a otros componentes eléctricos 2, 3, 4 a través de la
estructura de la línea de alimentación PL y para la recepción de
informaciones de otros componentes eléctricos 2, 3, 4 a través de la
estructura de la línea de alimentación PL. Los componentes 2, 3, 4
comprenden, además, un aparato de cálculo 7, especialmente un
microprocesador, sobre el que se puede ejecutar un programa de
control para la ejecución de la función de control o de regulación
de los componentes 2, 3 4.
Por último, los componentes 2, 3 4 comprenden
otro aparato de cálculo 8 para el control de la transmisión de la
información a través de los transceptores 5 y 6. El otro aparato de
cálculo 8 sirve para la descarga del aparato de cálculo 7.
En la figura 2 se representa un procedimiento
según la invención de acuerdo con una primera forma de realización
preferida. El procedimiento comienza en un bloque funcional 10. En
un bloque funcional 11 se generan informaciones, que deben ser
transmitidas a través del sistema de bus 1 según la invención. En un
bloque funcional 12, se emiten las informaciones generadas a través
del sistema de bus 1 según la invención y, en concreto, tanto a
través del bus de datos CAN (bloque funcional 13) como también a
través de la estructura de la línea de alimentación PL (bloque
funcional 14). Los bloques funcionales 11 y 12 son ejecutados en un
componente 2, 3, 4, que quiere emitir informaciones.
En un bloque funcional 15 se reciben las
informaciones transmitidas a través del bus de datos CAN y se
reciben las informaciones transmitidas a través de la estructura de
la línea de alimentación PL. Por último, en un bloque de consulta
16 se verifica sui el bus de datos CAN está en orden. En caso
afirmativo, las informaciones recibidas a través del bus de datos
CAN son utilizadas para el procesamiento siguiente (bloque
funcional 17). Por otra parte, las informaciones transmitidas a
través de la estructura de la línea de alimentación PL son
utilizadas ara el procesamiento siguiente (bloque funcional 18). En
un bloque funcional 19 se procesan entonces las informaciones
transmitidas a través del bus de datos CAN o a través de la
estructura de la línea de alimentación PL. Las etapas del
procedimiento representadas a través de los bloques funcionales 15 a
19 son realizadas en un componente 2, 3, 4, que recibe
informaciones. En un bloque funcional 20 se termina el procedimiento
según la invención.
En la figura 3 se representa otra forma de
realización de un procedimiento según la invención. En este caso, se
transmiten, como en el ejemplo de realización de la figura 2, las
informaciones generadas tanto a través del bus de datos CAN como
también a través de la estructura de la línea de alimentación PL y
se reciben desde el componente receptor 2, 3, 4. En el bloque de
consulta 21 se verifica si las informaciones transmitidas a través
del bus de datos son idénticas con las informaciones transmitidas a
través de la estructura de la línea de alimentación PL. De acuerdo
con esta forma de realización, la estructura de la línea de
alimentación PL es utilizada para la transmisión de informaciones
para una verificación de la factibilidad. En el caso de que las
informaciones transmitidas a través del bus de datos CAN sean
iguales que las informaciones transmitidas a través de la estructura
de la línea de alimentación PL, se puede partir de que las
informaciones han sido transmitidas libres de errores. En un bloque
funcional 22, las informaciones transmitidas a través del bus de
datos CAN son utilizadas para el procesamiento siguiente en un
componente eléctrico receptor 2, 3, 4. En otro caso, se deriva hacia
un bloque de consulta 23, en el que se verifica si el bus de datos
CAN está en orden. En caso afirmativo, se deriva hacia el bloque
funcional 12, donde son transmitidas de nuevo las informaciones
generadas. En otro caso, se deriva a un bloque funcional 24, en el
que las informaciones transmitidas a través de la estructura de la
línea de alimentación PL son utilizadas para el procesamiento
siguiente. Luego se deriva hacia un bloque funcional 19, en el que
se procesan las informaciones recibidas. En un bloque funcional 20
se termina el procedimiento según la invención.
En la figura 4 se representa un tercer ejemplo de
realización de un procedimiento según la invención. En este ejemplo
de realización, ya antes de la emisión de las informaciones
generadas se verifica en un bloque de consulta 25, si el bus de
datos CAN está en orden. En caso afirmativo, en un bloque funcional
26, las informaciones generadas son transmitidas a través del bus de
datos CAN (bloque funcional 28). En otro caso, las informaciones
generadas son transmitidas en un bloque funcional 27 a través de la
estructura de la línea e alimentación PL (bloque funcional 29). En
un bloque funcional 30 se reciben las informaciones transmitidas o
bien a través del bus de datos CAN o las informaciones transmitidas
a través de la estructura de la línea de alimentación PL.
En esta forma de realización, las informaciones
son transmitidas, en el caso normal, a través del bus de datos CAN.
Durante este tiempo, la estructura de la línea de alimentación PLC
puede asumir otras tareas de comunicación y puede transmitir otras
informaciones. En caso necesario, la estructura de la línea de
alimentación PLC puede transmitir entonces al menos una parte de las
informaciones transmitidas hasta ahora a través del bus de datos CAN
y puede evitar un fallo del componente receptor 2, 3, 4 o incluso de
todo el automóvil. Cuado la estructura de la línea de alimentación
PL asume la transmisión de la información, o bien puede interrumpir
la transmisión de las otras informaciones, que se ha realizado hasta
ahora a través de la estructura de la línea de alimentación o, en
cambio, puede proseguirla, si es suficiente la anchura de banda de
la estructura de la línea de alimentación PL.
Claims (11)
1. Procedimiento para la transmisión de
informaciones entre componentes eléctricos (2, 3, 4) en un
automóvil, en el que las informaciones son transmitidas a través de
un bus de datos y al menos algunos de los componentes (2, 3, 4) son
alimentados con energía a través de la estructura de la línea de
alimentación, caracterizado porque la estructura de la línea
de alimentación está separada del bus de datos y las informaciones
son transmitidas de forma redundante, además de a través del bus de
datos, al menos después del fallo del bus de datos, también a través
de la estructura de la línea de alimentación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las informaciones son transmitidas de
forma redundante a través del bus de datos y a través de la
estructura de la línea de alimentación.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque las informaciones transmitidas a través
de la estructura de la línea de alimentación no son evaluadas a
través del bus de datos en un componente receptor (2, 3, 4) en el
caso de que funcione la transmisión de información.
4. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque las informaciones transmitidas a través
de la estructura de la línea de alimentación son comparadas en un
componente receptor (2, 3, 4) con las informaciones transmitidas a
través del bus de datos.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las informaciones son transmitidas
exclusivamente a través del bus de datos, en el caso de que funcione
la transmisión de información a través del bus de datos y porque en
el caso de una transmisión de información errónea a través del bus
de datos, las informaciones son transmitidas a través de la
estructura de la línea de transmisión.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque en el caso de que funcione la
transmisión de información a través del bus de datos, se transmiten
otras informaciones a través de la estructura de la línea de
alimentación.
7. Sistema de bus (1) para la transmisión de
informaciones entre componentes eléctricos (2, 3, 4) en un
automóvil, en el que el sistema de bus (1) comprende un bus de datos
y una estructura de la línea de alimentación, en la que están
conectados al menos algunos de los componentes (2, 3, 4) para la
alimentación de energía de los componentes (2, 3, 4),
caracterizado porque la estructura de la línea de
alimentación está configurada separada del bus de datos y el sistema
de bus (1) utiliza, además del bus de datos, también la estructura
de la línea de alimentación para la transmisión redundante de
informaciones al menos después del fallo del bus de datos.
8. Sistema de bus (1) según la reivindicación 7,
caracterizado porque el bus de datos está configurado como un
bus de una Red de Área de Control Bus(CAN).
9. Sistema de bus (1) según la reivindicación 7 u
8, caracterizado porque el sistema de bus (1) presenta
medios para la realización de un procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 6.
10. Componente eléctrico (2, 3, 4) de un
automóvil, con medios (5) para la emisión de informaciones a otros
componentes eléctricos (2, 3, 4) a través de un bus de datos y para
la recepción de informaciones de otros componentes eléctricos (2, 3,
4) a través del bus de datos, estando conectados el componente (2,
3, 4) y al menos algunos de los otros componentes (2, 3, 4) a una
estructura de la línea de alimentación para la alimentación de
energía, caracterizado porque el componente (2, 3, 4)
presenta para la realización de una transmisión redundante de
informaciones, otros medios (6) para la emisión de informaciones a
otros componentes eléctricos (2, 3, 4) a través de la estructura de
la línea de alimentación y para la recepción de informaciones de
otros componentes eléctricos (2, 3, 4) a través de la estructura de
la línea de alimentación al menos después del fallo del bus de
datos.
11. Componente de automóvil (2, 3, 4) según la
reivindicación 10, caracterizado porque el componente (2, 3,
4) presenta medios para la realización de un procedimiento de
acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 6.
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