DE10306788A1 - Control method for two or more motor vehicle control units, especially blinker or indicator light controllers, whereby the timer circuits of the two controllers are synchronized using existing control bus signals - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuerverfahren für ein erstes und ein zweites Steuergerät mit eigener Taktgebung in einem Fahrzeug, die je einen Verbraucher zyklisch ansteuern, sowie ein zugehöriges System.The invention relates to a control method for a first and a second control unit with their own timing in a vehicle, each one consumer control cyclically, as well as an associated system.
In einem Fahrzeug wird beispielsweise das Blinken von Kontrolllichtern oder einer Warnblinkanlage durch die zyklische Ansteuerung der zugehörigen Verbraucher (LED, Glühlampe) mittels dezentral angeordneter Steuergeräte veranlasst.In a vehicle, for example the blinking of indicator lights or a hazard warning system cyclical control of the associated consumers (LED, light bulb) by means of decentralized control units.
Damit die Ansteuerung der Verbraucher zyklisch erfolgt, sind die Steuergeräte jeweils mit einem eigenen Taktgeber ausgestattet. Dieser ist meist ein Quarz- oder Keramik-Oszillator eines im Steuergerät angeordneten Mikrocontrollers, dessen Schwingung den Takt des Steuergeräts bestimmt. Im allgemeinen schwingt ein solcher Oszillator mit einer Frequenz (ca. 8-16 MHz) die um ein Vielfaches höher ist, als die Frequenz (ca. 1 Hz) der zyklischen Ansteuerung. Deswegen wird der Ansteuerzyklus und auch die Länge des Ansteuerimpulses durch eine bestimmte Zahl von Schwingungen definiert.So that the consumer control done cyclically, the control units each have their own Clock equipped. This is usually a quartz or ceramic oscillator one arranged in the control unit Microcontroller, the vibration of which determines the clock of the control unit. In general, such an oscillator oscillates at a frequency (approx. 8-16 MHz) which is many times higher than the frequency (approx. 1 Hz) of the cyclical control. That is why the control cycle and also the length the drive pulse by a certain number of vibrations Are defined.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass die Übereinstimmung zweier Taktgeberschwingungen im allgemeinen in der Größenordnung von +/- 1 % liegt. Aber auch der einzelne Taktgeber selbst ist äußeren Einflussfaktoren, wie Alterung der Bauteile, Temperatur und Spannung, unterworden, die eine über Jahre gleichbleibende Schwingung verhindern.A disadvantage of this prior art is that the match, however two clock oscillations generally of the order of magnitude +/- 1%. But the individual clock generator itself is an external factor, such as aging of components, temperature and voltage, which one over Prevent years of constant vibration.
Sollen nun zwei Verbraucher zur gleichen Zeit aber von dezentralen Steuergeräten angesteuert werden, kommt es aufgrund des unterschiedlichen Takts der Steuergeräte trotz gleichzeitiger Initialisierung des Ansteuerirnpulses aufgrund der unterschiedlichen Schwingungen der Taktgeber bei gleicher Zählrate zu voneinander abweichenden Ansteuerzeiten. Vor allem bei Blinklichtern kann die Nicht-Gleichzeitige Ansteuerung zu einer optischen Beeinträchtigung und im schlimmsten Fall, beispielsweise bei einer Warnblinkanlage, zu Fehleinschätzungen eines Betrachters führen.Should now have two consumers at the same time but from decentralized control units controlled, it comes because of the different clock of the control units despite simultaneous initialization of the control brain pulse the different vibrations of the clock generator at the same count rate different control times. Especially with flashing lights the non-simultaneous control can lead to an optical impairment and in the worst case, for example with a hazard warning lights, to misjudgments of a viewer.
Um diese Schwierigkeit bei einer Warnblinkanlage zu umgehen, werden die einzelnen Warnblinker nicht von dezentral angeordneten Steuergeräten angesteuert, sondern über ein zentral angeordnetes Steuergerät. Dabei ist für jeden Warnblinker eine eigene Verbindung vorgesehen über das der Ansteuerimpuls von dem zentralen Steuergerät gesendet wird. Dabei muss sehr darauf geachtet werden, dass die Laufzeit der Signale von dem Steuergerät bis zu den Warnblinkern für jede Verbindung gleich ist. Zusätzlich ist das zentrale Steuergerät mit dem Bus verbunden. Diese Anordnung gewährleistet zwar ein exakt synchrones Blinken der Warnblinker, ist aber auch sehr kostenintensiv, da Kabel und Kabelstecker im Fahrzeug angeordnet und montiert werden müssen.To overcome this difficulty with a To avoid the hazard lights, the individual hazard lights are not controlled by decentralized control units, but via a centrally located control unit. Here is for each hazard light has its own connection via the the control pulse is sent by the central control unit. It must great care is taken to ensure that the transit time of the signals from the control unit up to the hazard lights for every connection is the same. additionally is the central control unit connected to the bus. This arrangement ensures an exactly synchronous Flashing of the hazard lights, but is also very expensive because of cables and cable connectors must be arranged and installed in the vehicle.
Bei allen anderen Blinklichtern wird bis jetzt ein unterschiedliches Blinken in Kauf genommen, da eine Extra-Verkabelung zu teuer ist.With all other flashing lights until now a different blinking was accepted, because one Extra wiring is too expensive.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und ein System bereitzustellen, mit dem zwei unterschiedliche Steuergeräte die von ihnen zyklisch angesteuerten Verbraucher gleichzeitig ansteuern.The object of the present invention is it is therefore to provide a method and a system with which two different control units control the consumers they cyclically control at the same time.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein System nach Anspruchs 24 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is followed by a procedure Claim 1 and a system according to claim 24 solved. Advantageous embodiments are in the subclaims specified.
Bei den Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ausgenützt, dass die Steuergeräte selbst über einen Kommunikationsbus kommunizieren und dabei Informationen und Schaltbefehle, u.a. für die Verbraucher, austauschen. Dabei wird in Fahrzeugen meist ein CAN- oder J1850 Bussystem verwendet. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist aber jede Art von Kabel-, Lichtleiter- oder Funkbus verwendbar. Bei den CAN oder J1850 Bussystemen wird aber vorteilhafterweise von den teilnehmenden Geräten auch im Nichtbetrieb regelmäßig ein „Teilnahme"-Signal, das sog. State-of-Health-Signal, versendet, das von allen mit dem Kommunikationsbus verbundenen Geräten empfangen wird und anzeigt, dass das jeweilige Gerät funktionsfähig ist und am Busverkehr teilnimmt.In the exemplary embodiments of the method according to the invention is exploited that the control units yourself over communicate a communication bus and thereby information and switching commands, et al For the consumers. It is usually used in vehicles CAN or J1850 bus system used. For the method according to the invention however, any type of cable, fiber optic or radio bus can be used. With the CAN or J1850 bus systems it is advantageous from the participating devices a "participation" signal, the so-called. State-of-health signal, sent by everyone with the communication bus connected devices is received and indicates that the respective device is functional and participates in bus traffic.
Vorteil an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also, dass die Busbotschaften, die von Steuergeräten über den bereits bestehenden Kommunikationsbus gesendet und empfangen werden, derart ausgewertet werden, dass mindestens ein Steuergerät aufgrund einer Information, die es der Busbotschaft entnehmen kann, seine taktbasierte Ansteuerung des Verbrauchers korrigiert.Advantage of the method according to the invention is that the bus messages that are sent from control units via the existing communication bus are sent and received, are evaluated in such a way that at least one control unit is based on information that it can get from the bus message Clock-based control of the consumer corrected.
Dabei sind 2 Basisvarianten der Korrektur möglich, die aber auch untereinander kombinierbar sind:
- 1. Das erste Steuergerät versendet die Busbotschaft an das zweite Steuergerät, und das zweite Steuergerät korrigiert seine taktbasierte Ansteuerung, oder
- 2. Es ist ein drittes Steuergerät vorhanden, das die Busbotschaft an das erste und zweite Steuergerät sendet.
- 1. The first control unit sends the bus message to the second control unit, and the second control unit corrects its clock-based activation, or
- 2. There is a third control unit that sends the bus message to the first and second control units.
Für eine Auswertung der Busbotschaft, d.h. um die Busbotschaft in Relation mit dem eigenen Takt zu setzten, gibt es wiederum mehrere Möglichkeiten: Bei der ersten Basisvariante kann beispielweise das erste Steuergerät die Aussendung einer zyklischen Busbotschaft an die Aussendung des zyklischen Ansteuerimpulses koppeln. Ist dem zweiten Steuergerät die Laufzeit der Busbotschaft bekannt oder erfolgt diese in Echtzeit, kann das zweite Steuergerät aus dem Empfang zweier aufeinander oder im allgemeinen nachfolgender Busbotschaften Rückschlüsse auf den Takt und die Phase des ersten Steuergeräts ziehen. Nun kann es seine Ansteuerimpulse dementsprechend, beispielsweise über eine Vergrößerung der gezählten Schwingungsanzahl zwischen den Ansteuerimpulsen, korrigieren. Vorteilhaft ist dabei besonders eine zumindest temporäre Master/Slave Konfiguration von erstem und zweiten Steuergerät. Alternativ kann auch ein Moving Master oder ein Wechsel der Master/Slave Konfiguration zwischen erstem und zweiten Steuergerät vorgesehen sein.There are, in turn, several options for evaluating the bus message, i.e. in order to set the bus message in relation to its own clock: In the first basic variant, for example, the first control unit can couple the transmission of a cyclical bus message to the transmission of the cyclical control pulse. Is the second If the control device knows the running time of the bus message or if this takes place in real time, the second control device can draw conclusions about the clock and the phase of the first control device from the reception of two bus messages that follow one another or generally following one another. Now it can correct its control pulses accordingly, for example by increasing the number of oscillations counted between the control pulses. An at least temporary master / slave configuration of the first and second control unit is particularly advantageous. Alternatively, a moving master or a change in the master / slave configuration between the first and second control device can also be provided.
Muss auf die Busbelastung nicht geachtet werden, kann in der ersten Basisvariante das erste Steuergerät auch jedes Mal, wenn es seinen Verbraucher ansteuert eine zusätzliche Busbotschaft an das zweite Steuergerät schicken, das daraus wiederum, wie oben beschrieben, Rückschlüsse auf den Takt des ersten Steuergeräts ziehen kann, wodurch es befähigt ist, seine taktbasierte Ansteuerung zu korrigierten. Das Abschicken der Busbotschaft kann dabei zum gleichen Zeitpunkt erfolgen wie das Ansteuern des Verbrauchers, oder aber in einer bestimmten zeitlichen Relation dazu stehen.There is no need to pay attention to the bus load, In the first basic variant, the first control unit can also be used in any Time it drives its consumer an additional Send the bus message to the second control unit, which in turn, conclusions as described above the clock of the first control unit can pull, which enables it is to correct its clock-based control. The sending the bus message can be sent at the same time as the activation of the consumer, or in a certain time Relation to it.
Auch bei der zweiten Basisvariante sind mehrerer Möglichkeiten der Korrektur gegeben:Also with the second basic variant are several options given the correction:
Bei der einfachsten Möglichkeit wird vorteilhafterweise ein drittes Steuergerät mit sehr regelmäßigen Takt verwendet, das mit einer im wesentlichen gleichen Laufzeit zyklische Busbotschaften zu dem ersten und zweiten Steuergerät schickt, worauf das erste und das zweite Steuergerät sofort bei Empfang der Busbotschaft ihre Verbraucher ansteuern. Die Länge der Ansteuerimpulse kann in diesem Fall sogar unterschiedlich sein, sofern sich diese Abweichung meist nicht in einem für das menschliche Auge wahrnehmbaren Bereich abspielt. Da allerdings das menschliche Auge keine millionstel Sekunden auflösen kann, ist diese Gefahr nicht gegeben.At the simplest option is advantageously a third control unit with a very regular cycle used that is cyclical with essentially the same maturity Sends bus messages to the first and second control unit, whereupon the first and the second control unit immediately upon receipt of the bus message target their consumers. The length of the control pulses can in this case, they may even be different, provided that this deviation mostly not in one for the human eye perceivable area. There, however the human eye cannot resolve a millionth of a second, there is no such danger.
Einen andere Möglichkeit besteht darin, dass das dritte Steuergerät nur den Starschuss für die Initialisierung der Verbraucheransteuerung liefert und somit ein gemeinsamer Startpunkt gegeben ist. Hier wird diese Busbotschaft von dem ersten und dem zweiten Steuergerät ausgewertet und in Relation zu ihrem Takt gesetzt. Die Korrektur der zyklischen Ansteuerung wird in diesem Fall darüber erreicht, dass das erste Steuergerät, wie in der ersten Basisvariante beschrieben, eine Busbotschaft an das zweite Steuergerät sendet, Diese enthält entweder direkt die vom ersten Steuergerät bestimmte Relation und damit den Takt und die Phase des ersten Steuergeräts, oder das zweite Steuergerät kann indirekt über den Zeitunterschied bzw. die Anzahl der eigenen Schwingungen zwischen Empfang der ersten Busbotschaft (ausgesendet vom dritten Steuergerät) und der zweiten Busbotschaft (ausgesendet vom ersten Steuergerät) auf den Takt und die taktbasierte Ansteuerung des ersten Steuergeräts schließen. Auch hierbei ist eine zumindest temporäre Master/Slave Konfiguration von erstem und zweiten Steuergerät von Vorteil.Another possibility is that that third control unit just the starting shot for the initialization of the consumer control delivers and thus a common starting point is given. Here is this bus message evaluated by the first and the second control unit and in relation set to their beat. The correction of the cyclical control in this case is about achieved that the first control unit, as in the first basic variant described, sends a bus message to the second control unit, This contains either directly the relation determined by the first control device and thus the clock and the phase of the first control unit, or the second control unit can be indirect via the time difference or the number of own vibrations between receipt of the first Bus message (sent by the third control unit) and the second bus message (sent by the first control unit) on the clock and the clock-based Control of the first control unit conclude. Here too there is an at least temporary master / slave configuration of the first and second control unit advantageous.
Untereinander können die Varianten natürlich beliebig miteinander kombiniert werden, um die für jedes System optimale Ansteuerung zu erreichen. Vorteilhaft ist, dass je nach gewählter Basisvariante keine zusätzliche Busbelastung auftritt. Ein Umrüsten eines bereits bestehenden Systems ist zudem immer problemlos möglich. Dadurch ist eine kostengünstige und leicht verwendbare Möglichkeit gegeben, mehrere Steuergeräte aufeinander abzustimmen.Of course, the variants can be used with each other can be combined with each other to achieve the optimal control for each system to reach. It is advantageous that, depending on the basic variant selected, no additional ones Bus load occurs. A changeover an existing system is also always possible without any problems. Thereby is an inexpensive and easy to use option given several control units to coordinate with each other.
In besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen werden als Busbotschaften das State-of-Health-Signal, das Sync-Signal und/oder ein anderes ohnehin vorhandenes Signal des Busprotokolls verwendet. Vorteilhaft ist dabei, dass diese Busbotschaften auf dem Kommunikationsbus keine zusätzliche Last verursachen, auch wenn sie in einem bestimmten Zyklus gesendet werden. Dies stell zudem eine besonders energiesparende Variante dar, die gerade bei Fahrzeugen im Nicht-Betrieb von Vorteil ist, damit eine Batterie nicht zusätzlich belastet ist. Über eine Anpassung der Aussendung des State-of-Health-Signal an die Ansteuerung des Verbrauchers, sind auch die Basisvarianten verwendbar, die eine extra Busbotschaft (in diesem Fall das angepasste State-of-Health-Signal) erfordern, aber das System keine beliebig große Busbelastung zulässt. Insbesondere hat das State-of-Health-Signal den Vorteil, dass es selbst bei abgeschaltetem Motor des Fahrzeugs gesendet wird und damit eine zeitliche übereinstimmende Ansteuerung von Verbrauchern auch bei Nicht-Betrieb eines Fahrzeugs möglich ist, wenn dieses beispielsweise von außen in den Zustand "Sperren" gebracht wurde und nur die Batterie als Energiequelle zur Verfügung steht.In particularly preferred embodiments are the bus messages, the state-of-health signal, the sync signal and / or another signal of the bus protocol that is present anyway used. It is advantageous that these bus messages on no additional to the communication bus Cause load even when sent in a certain cycle become. This also represents a particularly energy-saving variant which is particularly advantageous for vehicles in non-operation, so that a battery is not additional is burdened. about an adaptation of the transmission of the state-of-health signal to the Control of the consumer, the basic variants can also be used, that require an extra bus message (in this case the adapted state of health signal), but the system does not allow arbitrarily large bus loads. In particular The state-of-health signal has the advantage that it is switched off even when it is switched off Engine of the vehicle is sent and therefore a timed match Control of consumers even when a vehicle is not in operation possible is, for example, if this was brought into the "lock" state from the outside and only the battery is available as an energy source.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Korrektur der taktbasierten Ansteuerung beim Initialisieren der Ansteuerung erfolgen. Es kann jedoch auch eine Wiederholung vorgesehen sein, wodurch die Ansteuerung kontrolliert und eventuell korrigiert wird. Auf eine weitere Korrektur kann vor allem bei genauen Taktgebern verzichtet werden. Ist es jedoch nötig, dass die Verbraucher exakt zur gleichen Zeit angesteuert werden, sollte die Korrektur bei jeder Ansteuerung durchgeführt werden.In further advantageous embodiments of the inventive method can correct the clock-based control when initializing the Control take place. However, it can also be repeated be, whereby the control controls and possibly corrects becomes. A further correction can be made especially with exact clocks to be dispensed with. However, it is necessary for consumers to be exact be corrected at the same time, the correction should be done to everyone Activation carried out become.
Die Verbraucher, die von den Steuergeräten angesteuert werden, sind typischerweise Leuchtdioden oder andere Lampen, es können aber auch Motoren (beispielsweise für Scheibenwischer) oder ähnliches angesteuert werden.The consumers controlled by the control units are typically light emitting diodes or other lamps can but also motors (for example for windshield wipers) or the like can be controlled.
Besonders bevorzugt ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Ansteuern von Leuchtdioden verwendet wird, die durch Blinken anzeigen, dass die Türen verschlossen sind oder eine Diebstahl sicherung aktiviert ist. In diesem Fall ist vor allem die Möglichkeit, bereits vorhandene Steuergeräte einfach und kostengünstig nachrüsten zu können, sehr vorteilhaft. Ein nicht synchrones Blinken stellt hier zwar keinen technischen Fehler dar, mag einen Fahrzeugbesitzer allerdings optisch stören. Mit diesem Ausführungsbeispiel steht eine kostengünstige Möglichkeit zur Synchronisation solcher Leuchtdioden bereit.An embodiment is particularly preferred in which the method according to the invention is used to control light-emitting diodes which, by means of flashing, indicate that the doors are locked or an anti-theft device is activated. In In this case, the possibility of being able to retrofit existing control units simply and inexpensively is very advantageous. Flashing out of sync is not a technical error here, but it may visually disturb a vehicle owner. This exemplary embodiment provides an inexpensive way of synchronizing such light-emitting diodes.
Besonders bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren aber auch für Steuergeräte, die Verbraucher ansteuern, deren zeitgleiche Arbeitsweise ausschlaggebend ist. Als Beispiel seien hier Warnblinker genannt. Für ein zeitgleiches Blinken sind im Moment teuere Steuergeräte von Nöten. Durch das vorteilhafte Ausführungsbeispiel steht auch in diesem Bereich eine Möglichkeit zur Verfügung, Kosten einzusparen, und trotzdem den Anforderungen zu genügen.The method according to the invention is particularly preferred but also for Control devices, target consumers, their simultaneous mode of operation is crucial is. Hazard warning lights are an example. For a simultaneous Blinking is currently a requirement for expensive control units. Because of the advantageous embodiment there is also an opportunity to save costs in this area, and still meet the requirements.
Das dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegende Prinzip wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und den zugehörigen Zeichnungen erklärt.The method according to the invention the underlying principle is described below using an exemplary embodiment and the associated drawings explained.
Es stellen dar:They represent:
Im folgenden bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben Elemente in allen Figuren.In the following designate the same reference numerals the same elements in all figures.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden anhand eines in
Beide Steuergeräte
Der Kommunikationsbus
Empfangen die Steuergeräte
Im dargestellten Beispiel schwingt
aber der Taktgeber
Damit die Steuergeräte
Um die Korrektur durchzuführen, passt
das Mastersteuergerät
Hat
das Slavesteuergerät
Has the slave control unit
Nach der Korrektur werden beide LEDs zur gleichen Zeit angesteuert und blinken auch zu einem späteren Zeitpunkt t0+T, im Rahmen der Wahrnehmbarkeitsgrenzen des menschlichen Auges, zur selben Zeit und gleich lang.After the correction, both LEDs are activated at the same time and also flash at a later point in time t 0 + T, within the limits of perceptibility of the human eye, at the same time and for the same length.
Die Korrektur der taktbasierten Ansteuerung des
Slavesteuergeräts
Alternativ enthält die weitere Busbotschaft MA die vom Mastersteuergerät
Das Slavesteuergerät
Claims (24)
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