本发明涉及用于控制串行数据总线系统的方法和用于这种数据总线系统的总线节点。
本发明普遍地涉及能自我测试的串行数据总线系统和用于在带有总线节点链的该串行数据总线内部分配总线节点地址的方法,或者与总线节点的寻址准备相关的方法和装置。
背景技术:
由现有技术已知各种不同的用于在lin总线系统中的地址分配的方法。在此例如参见文献de-b-102010026431、de-b-10147512、ep-b-1490772和us-b-9331866。
所有这些文献的共同点是,可由总线主控器寻址的总线节点(下面称为寻址总线节点)的数量是有限的,因为每个总线节点在自动寻址过程中都将规定的电流引入到总线中。在此,在每个寻址总线节点中都将分流电阻(总线分流器)插入到单线数据总线中,在这些电阻上,电流在其通至总线主控器的路径上引起电压降,在总线主控器中,在地址分配过程期间,电流阱是有效的。最靠近总线主控器的寻址总线节点在此将较高的电压降记录为远离总线主控器布置的寻址总线节点。总线分流器上的电压与阈值相比较。如果超过该阈值,在其总线分流器上超过了阈值的相关总线节点就可以被认为,它未被总线主控器认定为在寻址总线节点链上的最后的总线节点。它于是将其电流源切断,并等待下一次初始化运行。
寻址总线节点——它是总线节点链上的从总线主控器算起最后的那个总线节点——并不切断其电流源。在历经预给定的初始化时间之后,该总线节点可以被认为,它就是寻址总线节点链上的最后要寻址的寻址总线节点。它于是接受由总线主控器传递来的总线节点地址,并且不再参与其它的初始化过程,直至通过复位指令或另一种复位条件将所得到的总线节点地址声明为无效。
现在的问题是,第一,总线分流电阻要尽可能小。第二,要能够给尽可能多的寻址总线节点寻址。第三,寻址系统必须能够以负的地偏移工作。第四,总线分流器上的电平必须最大化,这需要尽可能大的寻址电流。第五,在地址分配过程期间必须由总线主控器吸收的电流总和不得超过预给定值,其对于lin总线目前为40ma。
由de-b-102010026431已知一种方法,据此,各个寻址总线节点并不像de–b-10147512和ep-b-1490772中那样以恒定的寻址电流工作,而是该寻址电流连续地或者梯形地上升,直至超过先前的总线节点的阈值。这有很多缺点:第一,这在有很多寻址总线节点时导致上升时间很长。但是用来进行自动寻址的时间有限。因此必需的是,缩短直至给离总线主控器最远的、尚未被寻址的寻址总线节点寻址的时间。de–b-102010026431因此并未完全解决如下问题:能够给很多寻址总线节点寻址,并且能够足够充分地继续降低总线分流电阻的电阻值。此外,在de-b-102010026431中公开的技术教导并不导致自我测试能力。
de-b-102010026431的另一缺点是,出于稳健性的原因,这里也必须开放一定的电平范围,以便防止出现主控器过载或错误寻址。为了减小总线分流电阻,且为了利用lin总线产生舒适性,因此有益的是,使得寻址电流中的直流分量最大。然而按照在de–b-102010026431中公开的技术教导,该值围绕着寻址电流电平值波动。由此不必要地减小了可供使用的寻址电流电平。
由de-b-10256631、ep-b-1603282、us-b-7590140、ep-b-1490772和ep-b-1298851已知一些总线节点寻址方法,这些方法在每个自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)内部都需要总线分流电阻(r2)。该电阻具有缺点:它恶化了相对于符合标准的lin总线节点的emv特性。
技术实现要素:
本发明的目的因此在于,提出一种解决方案,其没有现有技术的上述缺点,并且具有其它优点。
用于特别是串行数据总线系统的自动寻址方法要求,把电流测量装置(通常情况下构造为分流电阻)接入到总线中,确切地说,这针对每个可寻址的寻址总线节点进行(例如参见ep-b-1490772、ep-a-2571200和ep-a-2654246)。只在寻址阶段期间需要电流装置。因而有利的是,该电流测量装置在数据总线系统的正常工作中不再起作用。
在本发明的意义上,“总线线路”既指单芯总线,又指双芯总线,其中,后者可以差分地构造和工作。“总线节点”指的是总线参与方的连接硬件,通过该连接硬件使得总线参与方与总线线路连接。总线节点因而例如也包括总线收发器,但尤其包括在通常情况下存在的上拉电阻(也可以理解为静态电流源),必要时例如也包括开关(必要时带有控制部),总线参与方可以利用它们将总线置于地。只要总线节点不是标准总线节点,而是可寻址的寻址总线节点,在本发明的范畴内,总线节点就也包括用于馈入寻址电流的硬件,其带有相关的电流测量单元和电流探测部,如后面还将予以介绍。
本发明根据另一方面涉及一种用于控制串行数据总线系统的方法,其中,在该方法中:
-在寻址阶段中,在跨接开关断开时给每个寻址总线节点都分配一个地址;
-在运行阶段中,通过跨接开关的闭合来跨接每个被寻址的寻址总线节点的电流测量装置。
根据本发明因而为每个电流测量装置都设置了跨接开关,该跨接开关就像电流测量装置一样有利地属于寻址总线节点,且根据相关的寻址总线节点是否已经设置了地址由该寻址总线节点予以控制。在寻址总线节点尚未被寻址的情况下,跨接开关断开。已经被寻址的寻址总线节点控制跨接开关,使得该跨接开关现在闭合,进而跨接电流测量装置。
在本发明的第一种设计中可以规定,寻址阶段具有多个寻址周期,其中,每个寻址周期都分别给未寻址的或者尚未被寻址的寻址总线节点分配一个地址,并且,在一个寻址周期内被寻址的寻址总线节点从那时起不再参与针对其它尚未被寻址的寻址总线参与方的后续的地址分配,其中,在寻址阶段中指配(zugeordnet)给已寻址的寻址总线节点的电流测量装置通过与电流测量装置并联的跨接开关的闭合而被跨接。
根据本发明因而可行的是,一旦寻址总线节点已获得其地址,跨接开关就闭合。因而如果在寻址阶段中给多个要寻址的寻址总线节点设置了地址,进而在寻址阶段中有多个寻址周期在进行,则可以在每次寻址周期之后使得仍断开的跨接开关之一闭合。替代地可行的是,各个电流测量装置在寻址阶段结束后才全部地分别被跨接或短路。因而在寻址阶段期间,全部的电流测量装置都是“有效的”,这是有利的,因为于是在总线线路上在寻址阶段期间始终都存在相同的“情况”,即,始终都将全部的电流测量装置接入到总线线路中。
在本发明的另一种有益设计中可以规定,在寻址阶段中,每个未被寻址的或者尚未被寻址的寻址总线节点都把流向总线主控器的寻址电流馈入到总线线路中,该寻址电流流经相关的未寻址的或者尚未被寻址的寻址总线节点的电流测量装置。
就本发明的前述方面而言,本发明还涵盖用于串行数据总线系统的寻址总线节点,其带有与总线线路连接的总线主控器,且带有多个相继地与总线线路连接的总线节点,其中的一些总线节点是寻址总线节点,另一些总线节点可以被设计成带有已经确定好的地址的标准总线节点,其中,寻址总线节点被设置用来通过总线主控器分配其地址,且具有:
-可接入到总线线路中的电流测量装置;
-与电流测量装置并联的跨接开关;
-寻址电流源,用于将流向总线主控器的寻址电流馈入到总线线路中;以及
-用于控制跨接开关的控制单元,其中,控制单元在数据总线系统的用于分配地址的寻址阶段中控制跨接开关取断开状态、且在寻址阶段结束后的数据总线系统运行阶段中控制跨接开关取闭合状态。
根据本发明的寻址总线节点的一种替代方案可以在于,电流测量装置尤其是检测由寻址电流源馈入到总线线路中的寻址电流。这种寻址总线节点因而例如适用于寻址方法,在该寻址方法中,立即随之检测寻址电流,尚未被寻址的每个寻址总线节点都把所述寻址电流馈入到总线线路中。在该寻址总线节点的高度在总线线路上流动的电流因而也含有由相关的寻址总线节点馈入的寻址电流作为一部分。下面还将更详细地介绍这种寻址方法。
本发明的变型方案涉及一种用于控制串行数据总线系统的方法,其中该数据总线系统设置有:
总线线路;
与该总线线路连接的总线主控器;以及
串行地与该总线线路连接的多个总线节点;其中所述多个总线节点:
具有至少两个可寻址的总线节点,其在寻址阶段中接收地址;以及
没有或者具有至少一个带有已经确定好的地址的标准总线节点;
其中该方法包括:用于将地址分配给这两个可寻址的总线节点至少之一的寻址阶段,以及用于在寻址阶段结束之后运行该数据总线系统的运行阶段;
其中在寻址阶段中,所述多个总线节点中的至少两个总线节点将各自的流向总线主控器的电流馈入到该总线线路中,以及其中所述多个总线节点:
具有第一个总线节点,其在处于总线主控器的上游并且与总线主控器最邻近的位置上与该总线线路连接,
具有最后一个总线节点,其在处于总线主控器的上游并且最远离总线主控器的位置上与该总线线路连接;以及
没有或者具有至少一个中间的总线节点,其在所述第一个总线节点和最后一个总线节点之间与所述总线线路连接;
其中所述至少两个可寻址的总线节点中的每个总线节点接收由总线主控器在寻址阶段期间所分配的地址,并且具有可接入到总线线路中的电流测量电路和与该电流测量电路并联连接的、可控制的跨接开关,并且
其中所述标准总线节点中的每个——只要存在——都具有各自的地址,所述地址在寻址阶段的执行之前就已经确定,
-其中在该方法中:
在寻址阶段中,在跨接开关断开状态中,给每个可寻址的总线节点都分配地址;并且在运行阶段中,通过跨接开关的闭合来绕开每个被寻址的可寻址总线节点的电流测量电路。
在本方法的一种变型方案中,该寻址阶段具有多个寻址周期,以及,针对每个寻址周期:
分别给尚未被分配地址的可寻址的总线节点之一分配地址;并且,
在地址分配之后,这一个可寻址的总线节点在该寻址阶段的剩余部分中不再参与针对其它尚未被寻址的可寻址的总线节点的后续的地址分配,并且,在地址分配之后,针对这一个可寻址的总线节点,电流测量电路被绕开,其方式是,闭合与该电流测量电路并联连接的跨接开关。
在本发明的另一设计中,在寻址阶段期间,每个在该寻址阶段期间尚未被分配地址的可寻址的总线节点将各自的、流向总线主控器的寻址电流馈入到总线线路中,其中相应的寻址电流流过相应的、尚未被分配地址的可寻址的总线节点的电流测量电路。
最后,本发明的一种变型方案设计了一种用于串行数据总线系统的可寻址的总线节点,其中该总线系统具有:
总线线路;
总线主控器,该总线主控器与总线线路连接;以及
串行地与总线线路连接的多个总线节点,其中,所述多个总线节点:
具有至少两个可寻址的总线节点,它们接收由总线主控器在寻址阶段中所分配的地址;以及
没有或者具有至少一个已带有相应分配好的地址的标准总线节点;其中这些可寻址的总线节点具有:
可接入到总线线路中的电流测量电路;
与该电流测量电路并联的跨接开关;
寻址电流源,用于将流入总线主控器的寻址电流馈入到总线线路中;以及
用于控制跨接开关的控制单元;
其中,该控制单元在数据总线系统的被设置用于分配地址的寻址阶段中控制所述跨接开关取断开状态、且在该寻址阶段结束后进行的数据总线系统运行阶段中控制所述跨接开关取闭合状态。
在这种可寻址的总线节点中,电流测量电路可以检测由所述寻址电流源馈入到该总线线路中的寻址电流。
本发明还推荐一种用于在串行数据总线系统中分配地址的方法,其中数据总线系统具有总线主控器和总线节点,并且其中一方面、总线主控器被连接到总线线路上以及在另一方面、总线节点被相继地连接到总线线路上。至少一些总线节点分别都将流到总线主控器的电流馈入到总线线路中。所述总线节点中的一个是最靠近总线主控器地被连接到总线线路上的第一个总线节点,而所述第一个总线节点上游的其它总线节点连接在所述总线线路上。换句话说,所述总线节点中的一个是离总线主控器最远地连接到总线线路上的最后一个总线节点,而在该总线节点和总线主控器之间、该最后一个总线节点下游的另外的总线节点连接到总线上。所述总线节点中的至少两个总线节点是寻址的总线节点,其中由总线主控器在寻址阶段中给所述寻址总线节点相应地指派地址,而另外的总线节点可以是带有分别在寻址阶段的执行之前就已经确定的地址的标准总线节点。
对于串行数据总线系统、比如对于lin总线,下面还将简短地介绍一种改型的自动寻址的动机,确切地说,以lin总线为例予以介绍。
在lin总线运行期间的总线电流必须低于最大值。如果超过了该最大值,就表明总线对地短路,这必须要识别出来。
在lin总线的正常工作期间,在该总线中流动着所谓的基本电流。该基本电流例如用于总线的稳定性,并使得该总线相对于例如电磁干扰影响比较不敏感。
在lin总线节点的自动寻址时,它们馈入寻址电流。根据在总线上连接了多少个要寻址的总线节点而定,在经由全部的总线节点馈入寻址电流时,会超过总线最大电流负荷。这样就无法自动寻址了。
因此,针对于lin总线应用,在过去人们转而采用插入所谓的预选阶段,在该阶段中,并非全部的总线节点被寻址,而是仅仅一组总线节点被寻址,其中,该组的大小经过选择,从而在给这组的全部总线节点馈入寻址电流时不超过总线的最大电流负荷。
在lin应用中,总线中的分流电阻是不利的。人们致力于把这些电阻选择得尽可能小,以便例如减小损耗或者避免其它网络问题。
但如果现在把这些电阻的大小设计得比较小,电压降也会减小,即于是又必须要予以增强的测量信号减小了。这牵涉到额外的硬件。
为了增大测量信号,确切地说,无放大情况下增大,人们转而提高寻址电流。于是就越是存在令自动寻址遭遇总线的最大电流限制的风险。
根据本发明,可寻址的参与方具有带收发器的总线节点,即其带有与总线线路连接的硬件,该硬件附加地设有用来馈入寻址电流且用于测量总线线路上的寻址电流的单元。从总线主控器观察,电流馈入在总线线路上位于分流电阻之后,该分流电阻也位于总线线路上。
假定总线系统具有寻址总线节点和不可寻址的标准总线节点的混合结构。标准总线节点具有固定的地址,并且不参与自动寻址过程。为了稳定总线线路,且为了沿着总线线路的长度观察均匀地产生总线电势,全部的总线节点、也就是既有标准总线节点又有寻址总线节点,都把静态电流输入到总线线路中,或者可以馈入这种静态电流。在自动寻址阶段期间,并非每个标准总线节点和/或寻址总线节点都必须强制地馈入该总线电流。每个寻址总线节点都首先地检测基本电流,作为由标准总线节点和寻址总线节点在其后面馈入的全部静态电流的总和。现在规定了最大总线电流,其比如下电流值低一定的程度,在该电流值时,总线主控器会识别出错误情况(例如总线短路)并将总线拉向地。
寻址总线节点现在全部分别馈入寻址电流,但该寻址电流并非突然地被馈入。从总线主控器观察,位于最远处的总线节点在此测量“它的”自己的寻址电流以及其它可由如下总线节点馈入的电流,所述总线节点相比于总线线路的所观察的总线节点离开总线主控器更远地连接。
因而在全部尚未被寻址的寻址总线节点的寻址电流缓慢地上升时,靠近总线主控器的寻址总线节点之一识别出“达到了预给定的最大总线电流”。随后,该寻址总线节点使得它的寻址电流源下降,确切地说,与它此前令其上升相比优选更快地下降。其它尚未被寻址的寻址总线节点使得它们的寻址电流源继续上升,直至另一个靠近总线主控器的寻址总线节点识别出“可能达到了最大总线电流”。于是,该寻址总线节点也使其寻址电流源下降。
这导致“连锁反应”,直至在结束时仅仅最后一个寻址总线节点、也就是离开总线主控器最远地布置的尚未被寻址的那个寻址总线节点已使得其寻址电流源上升一定程度,直到由其本身测得最大总线电流。该寻址总线节点由此“知道”它现在被识别了。这是因为,在寻址周期结束之后,该节点是唯一的、其寻址电流源提供寻址电流的节点。如果现在将地址放到总线线路上,该寻址总线节点就会将该地址接受为其自己的地址。替代地,事先地,地址可以从总线主控器起被发送给全部的尚未被寻址的寻址总线节点,从而现在一个所述寻址总线节点将该地址接受为其自己的地址,而其它尚未被寻址的寻址总线节点将抛弃该总线地址。
对于混合结构,当标准总线节点仅仅位于离开总线主控器最远地布置的寻址总线节点之后时,前述方法工作起来特别有利。因为于是寻址总线节点可以检测由这些标准总线节点馈入的静态电流的总和,作为总静态电流。如果标准总线节点布置在总线主控器与第一寻址总线节点之间,该寻址总线节点以及布置在其后的其它寻址总线节点就不知道由静态电流组成的基本电流有多大,因为它们不能测量标准总线节点的静态电流。可以克服这种情况,其方式为,每个寻址总线节点都得到关于“有多少标准总线节点位于寻址总线节点组与总线主控器之间”的信息。
相反,可以容忍经过如下设计的混合结构:标准总线节点和寻址总线节点交替地彼此相继。于是,如果最后一个、离开总线主控器最远地布置的总线节点是寻址总线节点,则必定只有这个总线节点得到关于“有多少个标准总线节点在它之前与总线线路连接”的信息。
本发明的方法用于给寻址总线节点分配地址,其中,按照该方法,
-总线节点将静态电流馈入到总线线路中,或者有可能将静态电流馈入到总线线路中,或者——替代地—一些标准总线节点和/或一些寻址总线节点将静态电流馈入到总线线路中,而其它的标准总线节点和/或寻址总线节点并不将静态电流馈入到总线线路中;
-每个尚未被寻址的寻址总线节点都将寻址电流馈入到总线线路中;
-每个尚未被寻址的寻址总线节点都借助于电流测量装置探测流过它的总线电流,作为全部设置在上游的总线节点的静态电流(也就是说,既有寻址总线节点的静态电流,或者尚未被寻址的寻址总线节点和标准总线节点的静态电流,它们必要时分别也将静态电流馈入到总线线路中)及其自己的寻址电流和全部设置在上游的、尚未被寻址的寻址总线节点的寻址电流的总和;
-确定在寻址阶段期间最大允许的最大寻址电流,该最大寻址电流与全部馈入的静态电流的总和一起得到了最大允许的最大总线电流,该最大总线电流小于流入到总线主控器中的总线电流,在该总线电流情况下在总线主控器中识别出例如总线短路-错误情况(换句话说,也就是将最大寻址电流确定为在流入到其中识别出(例如总线线路短路的)错误情况的总线主控器中的总线电流、与分别把静态电流馈入到总线线路中的全部总线节点(其可以是标准总线节点和/或寻址总线节点)的静态电流的总和之间的差);
-在寻址阶段中执行多个分别持续了预给定的持续时间的寻址周期,用于识别每一个尚未被寻址的寻址总线节点,其中,在一个寻址周期中识别出来的寻址总线节点不再参与后续的寻址过程,其方式为,该寻址总线节点例如像标准总线节点那样动作;
-对于每个寻址周期,
-在开始时,每个尚未被寻址的寻址总线节点都把以上升速率变大的寻址电流馈入到总线线路中,
-在寻址阶段期间,每个尚未被寻址的寻址总线节点都测量流经它的总线电流,以及将其与最大总线电流相比较,且在超过最大总线电流时使其馈入到总线线路中的寻址电流以减小速率减小,或者,每个尚未被寻址的寻址总线节点都测量其馈入到总线线路中的寻址电流,以及将其与最大寻址电流相比较,且在超过最大寻址电流时使其馈入到总线线路中的寻址电流以减小速率减小,以及
-在寻址周期结束时,剩下一个唯一的尚未被寻址的寻址总线节点,它把最大寻址电流馈入到总线线路中,并由此将其识别出来;以及
-给该识别出来的寻址总线节点分配地址。
根据本发明,每个尚未被寻址的寻址总线节点都检测其自己的馈入到总线线路中的寻址电流。每个寻址总线节点都知道最大允许的最大寻址电流。靠近总线主控器的寻址总线节点在寻址阶段期间或者在寻址周期期间将探测到总线线路上的总电流大于远离总线主控器地与总线线路连接的且仍被寻址的那些寻址总线节点的总电流。如果现在全部的尚未被寻址的寻址总线节点分别将上升的总线电流馈入到总线线路中,则前面的、即靠近总线主控器的寻址总线节点之一、特别是第一个尚未被寻址的寻址总线节点首先“注意到”:它必须减小由其馈入的寻址电流,以便总线线路上的最大寻址电流不会被达到或者甚至被超过。靠近总线主控器的尚未被寻址的寻址总线节点最终将其寻址电流引向零,该过程持续经过接下来的尚未被寻址的寻址总线节点,直至最终仅仅还有一个尚未被寻址的寻址总线节点将其整个寻址电流馈入到总线线路中,而不会总线线路引导比最大寻址电流还大的总线电流。因而在寻址周期结束时,仅仅还存在一个唯一的尚未被寻址的、处于前述运行状态下的寻址总线节点。现在识别出来的这个寻址总线节点现在可以被指配一个地址。
本发明的方法的一个主要优点在于,在寻址阶段开始时就确定出每个尚未被寻址的寻址总线节点最大允许馈入多大的寻址电流。该寻址电流对于全部的寻址总线节点来说都是相同的。在总线线路上流动的电流与最大寻址电流的比较对于每个寻址总线节点来说都是相同的,这进一步简化了本发明的方法。
在本发明的有益设计中可以规定,进行的寻址周期次数就像要寻址的与总线线路连接的寻址总线节点一样多。
当仅仅还有一个寻址总线节点尚未被寻址时,可以产生特殊性。也就是说,于是可以要么再进行另一次寻址周期,在该寻址周期结束时就表明,恰恰识别出尚未被寻址的这个寻址总线节点,且可以给其设置地址。但也可行的是,当仅仅还有一个尚未被寻址的寻址总线节点时,并不进行另一寻址周期,从而由总线主控器给这个最后的尚未被寻址的寻址总线节点分配其地址,而不是这个最后的尚未被寻址的寻址总线节点将寻址电流馈入到总线线路中。
在本发明的另一有利的设计中可以规定,通过在寻址周期开始之前或开始时把地址分配给全部的尚未被寻址的寻址总线节点、或者在寻址周期结束时分配地址,来进行把地址分配给在该寻址周期中识别出来的寻址总线节点。
如上已述,在每个尚未被寻址的寻址总线节点中,以一定的上升速率对寻址电流进行增大,而以一定的减小速率对寻址电流进行降低。原则上适用的是,合乎目的地把减小速率选择得大于上升速率,其中每个尚未被寻址的寻址总线节点在超过最大总线电流或最大寻址电流时以所述减小速率减小其馈入到总线线路中的寻址电流,每个尚未被寻址的寻址总线节点以所述上升速率将其寻址电流馈入到总线线路中,直至所述超过为止。上升速率和减小速率最好通过第一时间常数(用于上升速率)和第二时间常数(用于减小速率)来规定。时间常数越小,相应的上升速率或减小速率就越大。如果在寻址周期期间一个尚未被寻址的寻址总线节点注意到,它必须降低其寻址电流,以便保持总线线路上的最大寻址电流,因而这相比于由其它尚未被寻址的寻址总线节点馈入到总线线路中的寻址电流的进一步上升明显更快地进行。这是因为,当尚未被寻址的寻址总线节点之一降低其寻址电流时,其它尚未被寻址的寻址总线节点有可能还什么都没注意到,因为它们由于如下事实探测明显比最大寻址电流小得更多或更少的总线电流:它们测量总线线路上的其它总电流。由此这些尚未被寻址的寻址总线节点仍馈入其寻址电流,直至这些其它的尚未被寻址的寻址总线节点中的第一个寻址总线节点也注意到:达到了最大寻址电流负荷,以便于是作为其结果同样降低其寻址电流。这个完整的过程合乎目的地使得:以相比于让寻址电流上升明显较大的减小速率对寻址电流进行降低。第一时间常数、即上升速率是第二时间常数、即减小速率的最好至少2或5或10或20或50或100或200或500或1000倍大。
作为前述的替代或附加,第一和/或第二时间常数可以分别取决于由尚未被寻址的寻址总线节点获取的总线电流的大小,或者取决于由尚未被寻址的寻址总线节点馈入到寻址总线节点中的寻址电流的大小,或者根据其来选择。
在本发明的进一步有益的设计中,可以有利的是,分别根据由尚未被寻址的寻址总线节点获取的总线电流或者由尚未被寻址的寻址总线节点馈入到总线线路中的寻址电流是大于或等于一阈值还是小于该阈值、或者可替选地是大于一阈值还是小于或等于该阈值,第一和/或第二时间常数是不同的。
在两个时间常数的选择的前述替代方案中还可以规定,第一时间常数从阈值起或者在该阈值以上时将大于或大于在阈值时或该阈值以下时,和/或,第二时间常数从阈值起或者在该阈值以下时将小于或小于在阈值时或该阈值以上时。
作为用来选择时间常数和选择彼此相对的减小速率和上升速率的大小的前述变型方案的结果,因而已表明,小于最大总线电流的最大寻址电流被选择得越大,第二时间常数或其最大值比第一时间常数或其最大值小的倍数就越大。
在本发明的进一步有益的设计中,为了查明地址分配是否正确地进行,可以规定,在最后一个寻址周期结束时,通过在总线主控器方面进行的询问来检查是否存在至少一个尚未被寻址的寻址总线节点。
此外,为了前述目的可以有利地规定,在每个寻址周期结束时,或者在至少一些寻址周期结束时,并且在了解要寻址的寻址总线节点的数目情况下,特别是在最后一个寻址周期结束时,每个尚未被寻址的寻址总线节点都通过目前尚未进行的地址分配将相应的通报发送给总线主控器。
在本发明的另一设计中,可以在寻址阶段中进行多次寻址周期,直至在寻址周期中特别是通过总线主控器确定出,无寻址总线节点将寻址电流馈入到总线线路中,或者在任何情况下都未将最大寻址电流馈入到总线线路中。
为了减小在地址分配时的可能的错误,此外有利的是,在寻址周期结束时检查:是否存在先前尚未被寻址的应被分配地址的寻址总线节点;和/或在寻址周期结束时检查:为了分配地址而被识别的寻址总线节点是否已具有被分配的地址。
如果替代地在寻址阶段开始之前就知道了要寻址的总线节点的数目,进而知道了要进行的寻址周期的数目,则可以在寻址阶段结束之后检查是否已给每个寻址总线节点都分配了地址。
在本发明的进一步有益的设计中可以规定,一旦在寻址周期内、进而有可能在寻址周期的预给定的持续时间结束之前,确定出“一个尚未被寻址的寻址总线节点将最大寻址电流馈入到总线线路中”,则对相关的尚未被寻址的寻址总线节点进行识别。这有如下优点:随后在寻址周期期间仍然出现的、例如电磁的干扰影响不会再影响到尚未被寻址的寻址总线节点的已经结束的识别过程。
对于实施本发明的方法可以有利的是,带有在进行寻址阶段之前已经确定的地址的全部标准总线节点在全部的寻址总线节点上游与总线线路连接。
替代地可行的是,带有在寻址阶段之前已经确定的地址的至少一个标准总线节点在一个寻址总线节点下游与总线线路连接,该寻址总线节点得到关于相对于该寻址总线节点布置在下游的标准总线节点的数目的信息,进而知道由该标准总线节点馈入到总线线路中的静态电流的总和的可能的最大值。
采用本发明还提出用于串行数据总线系统的寻址总线节点,其带有与总线线路连接的总线主控器,且带有多个相继地与总线线路连接的总线节点,其中的一些总线节点是寻址总线节点,另一些总线节点被设计成带有已经确定好的地址的标准总线节点,其中,寻址总线节点被设置用来通过总线主控器分配其地址,且具有:
-电流测量装置;
-寻址电流源,用于将寻址电流馈入到总线线路中,并通过总线线路馈送给总线主控器,确切地说,在被电流测量装置检测时馈入;以及
-静态电流源,用于将静态电流馈入到总线线路中,并通过总线线路馈送给总线主控器,其中,该静态电流源可以与寻址电流源相同;以及
-控制单元,用于以必要时可变的上升速率对由寻址电流源提供的寻址电流进行提高,直至有可能超过可预给定的最大电流,且用于在有可能一次性地超过最大值时、以必要时可变的减小速率对由寻址电流源提供的寻址电流进行减小,确切地说,特别是减小到零。
在本发明的有益设计中可以规定,电流测量装置检测寻址电流源的要馈入到总线线路中的寻址电流,并且,控制单元将寻址电流与可预给定的最大寻址电流相比较。
在本发明的进一步有益设计中可以规定,电流测量装置可集成到总线线路中,并检测总线电流,控制单元将总线电流与可预给定的最大总线电流相比较。
根据本发明可以规定,上升速率通过第一时间常数来规定,减小速率通过第二时间常数来规定,第一时间常数是第二时间常数的至少2或5或10或20或50或100或200或500或1000倍大。
在本发明的有益设计中可以规定,第一和/或第二时间常数分别根据由尚未被寻址的寻址总线节点获取的总线电流的大小来选择,或者根据由尚未被寻址的寻址总线节点馈入到寻址总线节点中的寻址电流的大小来选择。
在本发明的进一步有益的设计中可以规定,分别根据由尚未被寻址的寻址总线节点获取的总线电流或者由尚未被寻址的寻址总线节点馈入到总线线路中的寻址电流是大于或等于一阈值还是小于该阈值、或者可选地是大于一阈值还是小于或等于该阈值,第一和/或第二时间常数是不同的。
在用来自动地将地址分配给串行数据总线系统的寻址总线节点的自动寻址方法中,有利的是,被分配了地址的每个寻址总线节点都可以采用测量技术检测在其与流经总线线路的连接点上的总线电流,其中,该连接点总线电流也含有自己的由相关的寻址总线节点馈入的寻址电流。但其前提是,在构造串行数据总线系统时,每个总线节点都是正确的,也就是说,沿正确的“取向”与总线线路连接。
因此,本发明的另一方面涉及用于将寻址电流馈入到串行数据总线系统的总线线路中的方法,确切地说,通过寻址总线节点馈入,其中,该数据总线系统除了具有总线主控器和寻址总线节点以及必要时的标准总线节点外,还具有总线线路,一方面,总线主控器与该总线线路连接,另一方面,各总线节点相继地与该总线线路连接。在此,在本发明的范畴内适用的是,总线线路可以具有单芯总线或双芯总线,双芯总线必要时差分地工作,即利用差分信号工作。
本发明的方法因而用于探测通过串行数据总线系统的总线节点将寻址电流正确地馈入到其总线线路中,其中,按照该方法
-总线节点将静态电流馈入到总线线路中,或者有可能将静态电流馈入到总线线路中,或者——替代地—一些标准总线节点和/或一些寻址总线节点将静态电流馈入到总线线路中,而其它的标准总线节点和/或寻址总线节点并不将静态电流馈入到总线线路中;
-每个尚未被寻址的寻址总线节点都将寻址电流馈入到总线线路中;
-每个尚未被寻址的寻址总线节点都借助于电流测量装置探测流过它的总线电流,作为全部设置在上游的总线节点的静态电流(也就是说,既有寻址总线节点的静态电流、或者相应尚未被寻址的寻址总线节点和标准总线节点的静态电流,它们必要时分别也将静态电流馈入到总线线路中)及其自己的寻址电流和全部设置在上游的尚未被寻址的寻址总线节点的寻址电流的总和;
-在寻址阶段期间,通过分析在尚未被寻址的寻址总线节点馈入的寻址电流,识别出这些总线节点中的各个总线节点;
-尚未被寻址的寻址总线节点将寻址电流有选择地在两个节点之一处馈入到总线线路中,其中,电流测量装置设置在两个节点之间;以及
-针对尚未被寻址的寻址总线节点或者在该尚未被寻址的寻址总线节点中,为了馈入寻址电流而选择如下节点,对于该节点,电流测量装置探测寻址电流,或者对于该节点,电流测量装置探测测试电流,该测试电流有选择地馈入到这些节点之一中、或者相继地馈入到每个节点中,以便获取如下节点,针对该节点,电流测量装置探测测试电流。
采用本发明的方法,因而按照本发明一方面确保:独立于寻址总线节点的各输入端和输出端——总线节点通过它们接入到串行数据总线中——的交换,始终都以如下方式对寻址电流进行馈入:朝向总线主控器流动的被馈入的该寻址电流在任何情况下也流经接入到总线线路中的电流测量装置,或者被该电流测量装置检测。
根据本发明的第一种变型,每个寻址总线节点或者至少一些寻址总线节点具有两个寻址电流源,这些寻址电流源分别通过节点与总线线路处于作用连接中。现在,电流测量装置位于两个节点之间,或者电流测量装置本身与总线线路处于作用连接中,确切地说,与总线线路的位于两个所述节点之间的区段处于作用连接中。
在硬件成本方面有利的是,如根据本发明的该方面的另一种变型规定,每个寻址总线节点或至少一些寻址总线节点具有一个唯一的寻址电流源。于是按照本发明的该变型适用的是:
-寻址电流流入到切换单元的输入端中,该切换单元具有两个输出端,这些输出端中的一个输出端与一个节点作用连接,而另一个输出端则与另一个节点作用连接;
-该切换单元过渡到第一开关位置,或者预调到该第一开关位置,在该开关位置,切换单元的输入端与它的一个输出端连接;
-在切换单元的该第一开关位置馈入寻址电流或测试电流时,检查电流测量装置是否检测寻址电流,或者替代地检测测试电流;
-如果电流测量装置检测寻址电流,或者替代地检测测试电流,则保持该第一开关位置;
-如果情况并非如此,切换单元就过渡到第二开关位置,在该第二开关位置,切换单元的输入端与其另一个输出端连接。
在根据本发明探测寻址电流经由串行数据总线系统的总线节点正确地馈入方面,根据本发明还提出用于串行数据总线系统的寻址总线节点,其带有与总线线路连接的总线主控器,且带有多个相继地与总线线路连接的总线节点,其中的一些总线节点是寻址总线节点,另一些总线节点被设计成带有已经确定好的地址的标准总线节点,其中,寻址总线节点被设置用来通过总线主控器分配(zuweisung)其地址,且具有:
-电流测量装置;
-寻址电流源,用于将寻址电流馈入到总线线路中,并通过总线线路馈送给总线主控器,确切地说,在被电流测量装置检测时馈入;以及
-静态电流源,用于将静态电流馈入到总线线路中,并通过总线线路馈送给总线主控器,其中,该静态电流源可以与寻址电流源相同;
-控制单元,用于至少控制寻址电流源,旨在有选择地通过两个节点之一将寻址电流馈入到总线线路中;
-其中,电流测量装置设置在两个节点之间;
-其中,控制单元具有分析单元,用于获取两个节点中的如下节点,对于该节点,在馈入寻址电流或测试电流时,电流测量装置检测该电流;以及
-其中,流经如下节点的寻址电流馈入到总线线路中,对于该节点,电流测量装置已检测寻址电流,或者——替代地——事先已检测测试电流。
根据本发明的寻址总线节点的第一种变型,该寻址总线节点具有切换单元,该切换单元带有与寻址电流源作用连接的输入端,且带有两个输出端,这些输出端中的一个输出端与一个节点连接,另一个输出端与另一个节点连接,其中,切换单元的输入端可有选择地与其一个输出端作用连接,或者与其另一个输出端作用连接,其中,切换单元应控制单元要求可过渡至一个切换位置,在该切换位置,电流测量装置检测流经切换单元的寻址电流,或者检测测试电流。
根据本发明的寻址总线节点的另一种变型,该寻址总线节点具有:第一和第二寻址电流源,其中的一个寻址电流源与一个节点连接,另一个寻址电流源与另一个节点连接;监视单元,用于获取在馈入寻址电流或测试电流时电流测量装置在两个节点中的哪一个节点上检测该电流,其中,寻址电流要由与如下节点连接的那个寻址电流源馈入到总线线路中,对于该节点,电流测量机构在馈入寻址电流或——替代地——馈入测试电流时已事先检测了该电流。
为了便于定向,这里首先对数据总线上的如下方向做出约定:起于总线节点的观察方向系指,在数据总线上位于总线节点和总线主控器之间的全部物件,在所考察的总线节点之前、进而参照流向总线主控器的电流的方向位于所考察的总线节点的下游,以及位于所考察的总线节点和数据总线结尾之间的全部物件,在总线节点之后、进而参照电流方向位于所考察的总线节点的上游。这种规定适用于整个本申请。
下面首先借助符合标准的lin总线系统介绍用于自动的地址分配的示范性的方法。从本段结束起,将介绍本发明。
与de-b-10147512、ep-b-1490772和us-b-9331866的方法和装置相反,根据本发明,总线分流电阻的电阻值在此可以下降一定程度,从而又可以实现符合标准。局域内联网络(lin),也叫lin总线,是一种用于传感器和执行器的组网的串行通信系统,即现场总线。lin应用于无需can的带宽和多样性之处。典型的应用范例是在汽车的车门或座椅内部的组网。相关的标准是iso-标准17987-1,“roadvehicles-localinterconnectnetwork(lin)-part1–7(道路车辆-局部内联网络(lin),第1-7部分)”。
这里示范性地介绍的本发明的基本构思现在是,把寻址电流源用来自我测试,由此满足iso26262的要求。为此,现在不同于de–b-102010026431的技术教导,并不测量由后续的寻址总线节点流经相应的总线节点的总线电流,而是测量离开相应的寻址总线节点的总电流(i1、i2、i3),该总电流由寻址电流和从后续的、即布置在上游的寻址总线节点流经相应的寻址总线节点的总线电流组成,所述寻址电流在该相应的寻址总线节点中由该相应的寻址总线节点的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)馈入到数据线路中。这在构造上意味着,相应的总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线分流电阻(r2)分别设置在相应的自动寻址电流源(iq1、iq2、iq3)之前,从而相应的总线节点的自己的寻址电流必须流经该总线分流电阻(r2),以便到达总线主控器(ecu),它在那里被引至地。
此外,这里提出的发明的另一方面是,与所有前述文献相反,在地址分配过程期间,从每个寻址总线节点的输出端,将相关的总线节点(slj)的基本上恒定的输出电流(ij)朝向总线主控器(ecu)馈入到先前的数据总线中。
有可能存在的标准总线节点(cs1、cs2)是一个问题,它们没有本发明意义下的自动寻址能力,也就是具有事先确定好的地址。在本发明的范畴内基本上认为,并不按照其它的自动寻址方法利用具有自动寻址能力的寻址总线节点进行混合构造。无自动寻址能力的标准总线节点(cs1、cs2)利用其总线电流源(s1、r3、d1)分别将总线电流、总线节点基本电流朝向总线主控器(ecu)馈入到数据总线中。这优选是如下总线节点(cs1、cs2),这些总线节点在数据总线中只存在一次,因此例如在汽车装配时可由安装工人根据其外观在视觉上轻易地彼此区分开。由此,在把这些总线节点例如装配在汽车中时,在其装配期间无需自动寻址。这些标准总线节点(cs1、cs2)中的每一个都按照lin标准借助于上拉电流源(s1、r3、d1)将基本(静态)电流分量馈入到数据总线中。这些标准总线节点(cs1、cs2)因而共同地引起最大的基本电流。该基本电流可以通过具有自动寻址能力的寻址总线节点——下面称为自动寻址总线节点——根据无自动寻址能力的标准总线节点的数量说明予以估计。
有两种极端配置,可以借助这些配置介绍由此产生的问题。在这两种极端配置中,标准总线节点的数量最大,而具有自动寻址能力的自动寻址总线节点的数量最小。
配置a:
在配置a中,从总线主控器(ecu)观察,无自动寻址能力的全部的n个标准总线节点都位于例如仅仅两个自动寻址总线节点的后面,这些自动寻址总线节点根据这里介绍的发明具有自动寻址能力。于是,在具有自动寻址能力的两个自动寻址总线节点后面的标准总线节点的最大数量n为(n+2)<imax/ik。在这里,imax是按照iso标准在自动寻址阶段中总线主控器(ecu)可以具有的最大电流值。优选地,最大电流值imax被选择得略小于总线主控器(ecu)的真正的最大电流值,以便调和制造波动和运行参数波动。ik是总线节点基本电流值的上限值,无自动寻址能力的全部标准总线节点的整体将所述总线节点基本电流馈入到数据总线中。优选地,无自动寻址的每个标准总线节点都大致将相同的总线节点基本(静态)电流馈入到数据总线中。于是,在具有自动寻址能力的第二自动寻址总线节点的输入端,标准总线节点产生最大的基本电流ig=n*ik。为了通过带自动寻址的自动寻址总线节点进行自动寻址,对于每个自动寻址总线节点的最大寻址电流,保留一个电流范围iamax=2*ik。用于每个自动寻址总线节点的最大寻址电流的该电流范围于是可以用于自动寻址。为此,这些自动寻址总线节点可以在前置阶段a中测量流经其相应的总线分流电阻(r2)的该基本电流,然后获取每个自动寻址总线节点的最大寻址电流的电流范围,随后用于自动寻址。由此使得在总线分流电阻(r2)上的电压降最大。它们因此可以最小化。这与不能解决该问题的de–b-102010026431相反。
配置b:
在配置b中,从总线主控器(ecu)观察,无自动寻址能力的全部的n个标准总线节点都位于例如仅仅两个自动寻址总线节点的前面,这些自动寻址总线节点根据这里介绍的发明具有自动寻址能力。但与配置a相反,自动寻址总线节点现在不能得到关于在总线主控器(ecu)的方向上处于其前面、即其下游的标准总线节点的数量的信息。因此存在如下风险:与在数据总线中全部在前的总线节点的、到达总线主控器的基本电流组合地,由自动寻址总线节点所采用的最大寻址电流太大,这会导致错误通报。但是,在具有自动寻址能力的两个自动寻址总线节点后面的标准总线节点的最大数量n又为(n+2)<imax/ik。在这里,imax又是在自动寻址阶段中总线主控器(ecu)可以具有的最大电流值。优选地,最大电流值imax在此也被选择得略小于总线主控器(ecu)的真正的最大电流值,以便调和制造波动和运行参数波动。ik是总线节点基本电流值的上限值,全部标准总线节点的整体将所述总线节点基本电流馈入到数据总线中。优选地,每个标准总线节点在此也都又基本上将相同的总线节点基本电流馈入到数据总线中。于是,在总线主控器(ecu)的输入端,标准总线节点产生最大的基本电流ig=n*ik。为了通过在它们后面的带自动寻址的自动寻址总线节点进行自动寻址,针对寻址电流(ia),又仅仅留下电流范围2*ik。然而,通过该电流范围,具有自动寻址能力的后续的自动寻址总线节点不能得到信息。该电流范围虽然可以用于自动寻址,但现在必须由总线主控器(ecu)来通报具有自动寻址能力的自动寻址总线节点。这可以如下发生:总线主控器借助指向全部总线节点的消息将标准总线节点的数量通报给全部的总线节点,或者借助这种指令事先将合适的寻址电流值通报。由此可行的是,使得至相应的自动寻址总线节点中的寻址电流最大。
配置c:
配置c是配置a和配置b的混合。
于是,标准总线节点在串行数据总线中位于具有自动寻址能力的自动寻址总线节点的前面即下游和后面即上游。在这种情况下,总线主控器(ecu)只需传递位于自动寻址总线节点前面的标准总线节点的数量n。自动寻址总线节点因而可以通过测量流经它们的总线分流电阻的基本电流,参照后续的总线节点,通过该基本电流与n倍的总线节点基本电流ik的求和来获取总的基本电流。替代地,总线主控器(ecu)也可以传递另一值,可以由该另一值算得基本总线电流。于是基于此,每个自动寻址总线节点又可以算得最大寻址电流iamax,并将其调整成最大。
在分配总线节点地址之前,总线主控器(ecu)因而优选向全部的总线节点发信号通知“存在上述配置中的哪一种配置、以及在系统中存在多少无自动寻址能力的标准总线节点、和/或预期的基本总线电流有多大”。
随着自动寻址的开始,总线主控器(ecu)通过开关(sb)等将数据线路引向地。为此所用的电流阱可以吸收最大的电流值imax。在流入到总线主控器(ecu)中的总线电流的量值超过这个值时,总线主控器(ecu)可以认定短路,并产生相应的信号通知和错误报告。因此,在正常运行中在量值上不许超过该最大的电流值imax。
根据标准总线节点的数量和按照标准预给定的最大允许的总线电流imax,于是每个总线节点都可以算得其相应的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)的仍允许的最大的寻址电流iamax,而不超过最大允许的寻址电流(imax)。优选地,该值通过无自动寻址能力的标准总线节点的接收的数量n、在具有自动寻址能力的相应的自动寻址总线节点中设定。在此,优选还考虑安全边际,从而自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的自动寻址电流源的实际上调整得的自动寻址电流iamax小于实际上最大允许的自动寻址电流。
现在必须确保不超过最大允许的总线电流imax。现在与de–b-102010026431相反,并不检测在自动寻址总线节点中来自后续总线节点的基本电流和寻址电流,且在与基本电流有偏差时使自己的寻址电流源去激活。
确切地说,检测总电流(i1、i2、i3),其通过数据总线朝向总线主控器(ecu)离开相应的自动寻址总线节点。该总电流由从后续的自动寻址总线节点和必要时的标准总线节点馈入的总线电流加上本身馈入的寻址电流组成。
为此,相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)测量输出的总线电流(i1、i2、i3),其来自于后续的自动寻址总线节点(sl2、sl3),流经相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线分流器(r2),并在相应的总线节点的输出端上又朝向总线主控器(ecu)离开它。相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)现在控制其自己的寻址电流源(iq1、iq2、iq3),从而后续的总线节点(sl2、sl3)的输入的总线电流和自己的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)的寻址电流的总和等于预给定的总电流(is)。寻址电流(ia)的幅度在此经过调整,使得最大总线电流imax不能被输出的总线电流(i1、i2、i3)的量值超过。由此,离开相应的总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线电流(1、i2、i3)保持恒定,并且通过相应的总线节点(sl1、sl2、sl3)并不升高超过最大值。由此避免在地址分配过程期间总线主控器电流阱的过载。
因而在该方法中,参与地址分配过程的每个自动寻址总线节点都探测到不同于基本电流的附加的电流。该附加的电流由相应的总线节点的自己的寻址电流和在相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)之后的总线节点(寻址总线节点和必要时的标准总线节点)的寻址电流组成。
为了让输出电流(i1、i2、i3)不会出现过冲而超过imax,相应的总线节点调节其朝向总线主控器(ecu)的输出电流(i1、i2、i3),使得它始终都等于寻址电流iamax的规定的最大值加上基本电流。为此,寻址电流源(iq1、iq2、iq3)在每个具有自动寻址能力的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)内部都可控地设计。相应的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)的寻址电流于是一方面取决于先前求得的最大值(iamax),另一方面取决于调节信号,借助于调节路径(f)和测量装置(r2、d1)而由相应的总线节点(sl2)朝向总线主控器(ecu)方向上的输出电流(i1、i2、i3)求得所述调节信号。
调节路径因而起始于测量装置、优选总线分流电阻(r2),其置于如下总线节点之前,该总线节点从总线主控器(ecu)观察在相应的总线节点(sl1、sl2、sl3)之前接入到数据总线中。在那里,总线电流从相应的总线节点朝向总线主控器(ecu)转变为电压值。该电压值被测量装置例如运算放大器(d1)检测,并且必要时在经过滤波器(f)之后被转变为调节值,于是可以利用该调节值控制相应的自动寻址电流源(iq1、iq2、iq3),从而朝向总线主控器(ecu)的总线电流(i1、i2、i3)在该地址分配阶段中保持恒定。
在此,在相应的总线节点(sl1、sl2、sl3)内部,在适当地构造必需的调节回路情况下,出现了调节参数,即调节值,优选作为所述滤波器(f)的输出信号。为简便起见,这里例如假定,该调节参数与相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的朝向总线主控器(ecu)的相应的输出电流(i1、i2、i3)直接成比例。
如果该调节值在历经所述预给定的初始化时间之后始终都超过预给定的阈值(sw),于是自己的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)就朝向总线主控器(ecu)提供预给定的输出电流,则相应的自动寻址总线节点从总线主控器(ecu)观察就是在自动寻址总线节点链中的最后的那个总线节点。相关的自动寻址总线节点于是接受由总线主控器(ecu)在先前或者随后传递至全部的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的、要予以分配的总线节点地址作为其现在有效的总线节点地址,并且不再参与后续的初始化过程,除非通过复位指令或另一种复位条件将所得到的总线节点地址宣布为无效。尚无有效的总线节点地址的其它自动寻址总线节点参与后续的初始化过程。
优选地,在自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)内部对自动寻址电流源(iq1、iq2、iq3)的输出电流值进行控制,其中借助于滤波器(f)予以滤波。调节回路优选形成pi调节器。该滤波是必需的,以便在总线主控器(ecu)上通过全部自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)产生寻址电流时不会出现过冲。如果发生了这事,就会超过最大允许的总线电流imax,总线主控器(ecu)就会识别出短路,这是要予以避免的。
因此有利且优选的是,在每个自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的调节回路中都接纳至少一个低通滤波器(f)。
在本发明的另一优选的设计中,滤波器(f)非线性地设计。非线性滤波器(f)的用于提高相应的总线节点(sl1、sl2、sl3)的相应的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)的寻址电流的第一控制时间常数(τ1)在此应优选地大于非线性滤波器(f)的用于降低相应的总线节点(sl1、sl2、sl3)的相应的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)的寻址电流的第二控制时间常数(τ2)。已表明,在有m个自动寻址总线节点时,被规定用于减小相应的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)的寻址电流的第二时间常数(τ2)应是定义相应寻址电流源(iq1、iq2、iq3)的寻址电流的提高的第一时间常数(τ1)的m分之一长。这导致相应的总线节点(sl1、sl2、sl3)的相应的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)的寻址电流相比于提高更快地降低。由此,相比于由其它自动寻址总线节点向上调节,后续的自动寻址总线节点将其寻址电流更快地向下调节。由此保证在寻址阶段期间总线电流的恒定性,但至少永远都低于最大的总线电流值imax。模拟表明,第一时间常数(τ1)应当为第二时间常数(τ2)的优选10倍大、最好100倍大,相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)以所述第一时间常数被向上地调节,相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)以所述第二时间常数被向下地调节。
但是在通常的lin总线中,如已述,根据本发明也存在无自动寻址能力的标准lin总线节点。这些总线节点在寻址阶段期间将恒定的持续电流提供到总线主控器(ecu)中。与涉及基本电流的其它方法相反,现在可以将用于识别在相关的初始化过程中要设置总线节点地址的自动寻址总线节点的最后的总线位置的阈值设定得很高。
在具有自动寻址能力的自动寻址总线节点通过这种方式已得到有效的总线节点地址之后,它利用其寻址电流源,优选就像总线节点基本电流源一样,于是像无自动寻址能力的总线节点那样动作。在附图中,作为可能的替代方案,尽管绘出了在自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)中的分开的总线节点基本电流源(s1、r3、d1)。但它们可以省去。在分配完有效的总线节点地址之后自动寻址总线节点的这种状态优选仅仅通过自动寻址总线节点的复位或者通过取消这些总线节点地址的有效性予以改变。因此在下一个初始化过程中,于是从总线主控器(ecu)观察最后一个自动寻址总线节点得到有效的总线节点地址,并且从这时起就像标准总线节点那样动作,也就是不再参与后续的自动寻址过程。此外,尚未得到有效的总线节点地址的自动寻址总线节点就像自动寻址总线节点那样动作。初始化过程由此终止。然后,总线主控器触发另一个初始化过程,在该过程中,从总线主控器(ecu)观察以前为倒数第二个的自动寻址总线节点、于是现在是从总线主控器观察最后的一个自动寻址总线节点(就像它那样动作)得到有效的总线节点地址,等等。由总线主控器(ecu)重复地触发初始化过程,并在这种初始化过程中将有效的总线节点地址分配给从总线主控器观察最后一个就像它那样动作的自动寻址总线节点,这持续一段时间,直到全部的自动寻址总线节点都已由总线主控器(ecu)得到有效的总线节点地址。为了确定出这种情况,总线主控器(ecu)优选地在每次初始化过程之后都检查:恰恰应已得到有效的总线节点地址的被寻址的自动寻址总线节点是否作出应答。优选地,应总线主控器(ecu)的要求,被寻址的自动寻址总线节点于是将一个随机数发送给总线主控器(ecu)。如果——不管是出于什么原因——有两个自动寻址总线节点有效,就会出现总线冲突。这些总线冲突可以由总线节点被探测到,并发信号通知给总线主控器(ecu)。在某些情况下,当应答可预先确定时,总线主控器(ecu)也可以直接确定出总线冲突。总线主控器(ecu)由此可以要么直接地、要么间接地识别出总线冲突,并且必要时重复相关总线节点地址的初始化。对此有益的是,总线主控器(ecu)可以将用于最后分配的总线节点地址的取消指令发送给全部的总线节点。
在地址分配期间,现在可以针对不同的条件检查流经总线分流电阻(r2)的总线电流:
a)如果总线分流电阻(r2)上的电压降高于最大的电压降阈值,则在后续的数据总线区段中在供电电压之后存在短路。在这种情况下,相关的总线节点优选切断全部的电流源,以便避免系统受损。但总线主控器(ecu)于是通常也识别到这种短路。
b)如果总线分流电阻上的电压降为0v,则测量输入端通常短路。
c)如果总线分流电阻(r2)上的电压降低于最大的电压降阈值、但高于第二电压降阈值,则总线分流电阻可能与后续的总线节点分开,测量输入端仍与后续的总线节点连接,这些总线节点将测量线路朝向供电电压拉高电势;
d)如果总线分流电阻(r2)上的电压降处于基本电流的电压降的范围内,则相关的总线节点的自己的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)并不工作,虽然它是最后一个总线节点。该总线节点可以例如以如下方式将这种情况发信号通知给总线主控器(ecu),它诱发总线冲突,其方式为,它把要予以分配的总线节点地址接受为有效的总线节点地址。这于是导致,在检查正确的总线节点寻址时,有两个自动寻址总线节点对总线主控器作出应答,总线主控器于是可以识别出这种情况。因此提出了一种用于在带有总线节点(sl1、sl2、sl3)的链且带有总线主控器(ecu)的串行数据总线内部分配总线节点地址的方法,在该方法中,总线节点(sl1、sl2、sl3)可以是自动寻址总线节点或标准总线节点,数据总线具有总线主控器(ecu)。每个总线节点(sl2、sl3)都具有先前的总线节点(sl1、sl2),如果它不是第一个总线节点(sl1)的话。每个总线节点(sl2、sl3)都通过数据总线与其先前的总线节点(sl1、sl2)连接,如果它不是第一个总线节点(sl1)的话。第一个总线节点(sl1)通过数据总线与总线主控器(ecu)连接。每个总线节点(sl2、sl3)都通过总线节点输出端将总线节点输出电流(i2、i3)发送至其先前的总线节点(sl1、sl2),如果它不是第一个总线节点(sl1)的话。第一个总线节点(sl1)通过总线节点输出端将总线节点输出电流(i1)发送至总线主控器(ecu)。每个总线节点(sl1、sl2)都通过总线节点输入端由其后续的总线节点(sl2、sl3)接收总线节点输入电流(i2、i3),如果它不是最后一个总线节点(sl3)的话。该方法包括如下步骤:
·确定最大的寻址电流(iamax);
·针对总线节点(sl1、sl2、sl3)的、尚无有效的总线节点地址的每个自动寻址总线节点,以如下步骤执行初始化序列,直至总线节点(sl1、sl2、sl3)的全部自动寻址总线节点都具有有效的总线节点地址:
○把要分配的总线节点地址发信号通报给全部的自动寻址总线节点;
○通过下面称为相关的自动寻址总线节点(slj)的全部的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)执行如下步骤:
■由总线主控器(ecu)通过相关的自动寻址总线节点(slj)接收所述自动寻址命令;
■由总线主控器(ecu)通过相关的自动寻址总线节点(slj)接收要予以分配的总线节点地址;
■在相应的自动寻址总线节点(slj)内部将有时存在的总线节点基本电流源(s1、r3、d1)切断;
■由总线主控器(ecu)通过相关的自动寻址总线节点(slj)接收用于分配要予以分配的总线节点地址的开始信号,并通过相关的自动寻址总线节点(slj)启动计时器;
■把由后续的总线节点(sl(j+1)、sl(j+2)…)接收的总线输入电流(i(j+1))馈入到相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出端中,作为相关的自动寻址总线节点(slj)的总线输出电流(ij)的一部分;
■借助测量装置(r2、d1、d3)检测相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的值;
■借助用于调节的机构(f),由相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值产生调节信号(rwj);
■根据所产生的调节信号(rwj),借助被调节的自动寻址电流源(iqj),将流经相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)调控到预给定的总电流值(iref),该自动寻址电流源的寻址电流是总线输出电流(ij)的一部分;
■其中,以第一时间常数(τ1)对相关的自动寻址总线节点(slj)的被调节的自动寻址电流源(iqj)的寻址电流进行提高;
■其中,以第二时间常数(τ2)对相关的自动寻址总线节点(slj)的被调节的自动寻址电流源(iqj)的寻址电流进行降低;并且
■其中,第二时间常数(τ2)小于第一时间常数(τ1);
■将相关的自动寻址总线节点(slj)的调节值(rj)与相关的自动寻址总线节点(slj)的阈值(swj)相比较;
■在启动计时器之后,在第一时间点t1冻结对相关的自动寻址总线节点(slj)的寻址电流源(iqj)的调节;
■由总线主控器(ecu)将要予以分配的总线节点地址接受为相关的自动寻址总线节点(slj)的有效的总线节点地址,如果历经了从启动计时器以来的最短时间,并且如果调节值(rj)与阈值(swj)的比较表明,相关的自动寻址总线节点(slj)的寻址电流源(iqj)的寻址电流在量值上高于电流阈值,而且,在第一时间点t1之后的第二时间点t2把相关的自动寻址总线节点(slj)配置为无自动寻址能力的标准总线节点,其带有要予以分配的总线节点地址,作为相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点地址,由此该自动寻址总线节点(slj)暂时不再参与后续的初始化序列。
○由总线主控器(ecu)检查成功进行的地址分配;
○必要时取消最后分配的总线节点地址的有效性,由此相关的自动寻址总线节点(slj)又表现得如同无有效总线节点地址的自动寻址总线节点(slj)那样;
○检查是否全部的自动寻址总线节点都已得到了有效的总线节点地址;
○如果并非全部的自动寻址总线节点都已得到有效的总线节点地址,则执行另一个初始化序列。
在所提出的方法的一种变型中,第一时间常数(τ1)是第二时间常数(τ2)的10倍以上,优选100倍以上。在该方法的另一种变型中,在相关的自动寻址总线节点(slj)内部的第一时间常数(τ1)取决于相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的借助测量装置(r2、d1、d3)检测的值。例如有利的是,当第一时间常数(τ1)开始时,流经总线分流电阻的总电流仍然小且很短,进而相应的自动寻址总线节点的寻址电流源很快地提高电流,而自动寻址电流源的寻址电流以后缓慢地提高。因而可考虑的是,在相关的自动寻址总线节点(slj)内部的第一时间常数(τ1)取决于相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的借助测量装置(r2、d1、d3)检测的值,从而第一时间常数(τ1)的值在阈值以下具有第一值,且在阈值以上具有第二值。同样当然可考虑的是,在相关的自动寻址总线节点(slj)内部的第二时间常数(τ2)取决于相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的借助测量装置(r2、d1、d3)检测的值。
为了现在能够探测到lin输入端与lin输出端的交换,该方法的一种变型优选包括:检查相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值的可信性,并且,如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值不可信,就采取措施。
于是在另一种改型中,作为应对措施,可以对寻址电流的馈入点进行重新确定,如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值不可信的话。
除了这种补偿性的措施外,还可以由总线主控器(ecu)根据请求通过数据总线发信号通报错误,如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值不可信的话。
在一种改型中,对于调节回路的稳定性必需的另一措施可以是,执行借助测量装置(r2、d1、d3)检测相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的值的步骤。优选地,如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值可信,就以第一符号借助测量装置(r2、d1、d3)检测相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的值;如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值不可信,就以与第一符号相反的第二符号、借助测量装置(r2、d1、d3)检测相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的值。
在方法技术上的另一措施可以是,如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值不可信,就采用预先确定的错误地址作为相关的自动寻址总线节点(slj)的有效的总线节点地址。这在构造上是预先确定的,或者例如按照广播消息由总线主控器(ecu)预给定。
由此提出一种数据总线系统,其带有用于串行数据总线的总线节点(sl1、sl2、sl3),这些总线节点分别具有相应接入到该数据总线中的总线分流电阻(r2)。这些总线节点还应具有寻址电流源(iq1、iq2、iq3),用于获取数据总线中的总线节点的总线位置,该寻址电流源能够被调节地附加地将寻址电流馈入到数据总线中,从而流经总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线分流电阻(r2)的总电流(i1、i2、i3)等于预给定的或计算的或否则比如确定好的总电流(iref)。所述控制在此通过所述调节回路(r2、d1、d3、f、iq1、iq2、iq3)进行。在此,所述寻址电流流经相关的自动寻址总线节点的总线分流电阻(r2)。所提出的总线节点的一种变型在此具有机构(r2、d1),以便探测流经总线分流电阻(r2)的电流,这可以包括检测测量值。流经总线分流电阻(r2)的探测电流可以用于自我测试,从而能探测到上述错误(例如总线分流电阻断裂)。
在所述装置的另一种变型中,该装置具有探测装置(det),其检查总线节点(slx)的内部信号(ds1、ds3)的可信性。这里参见对附图的说明。
最后,也可以对数据总线系统的正常性进行其它检查,如wo-a-2005/050924中所述。
总线节点(slx)或总线节点(slx)的部分装置(det)在此经过优选设计,从而如果探测装置(det)未确定出总线节点内部的可信的内部信号,它就采取措施。在此参见针对可能的措施的后续附图说明。
本发明的总线节点例如具有部分装置(mux),其能够改变寻址电流源(iqx)的寻址电流的馈入点。替代地,代替寻址电流源(iqx)和乘法器(mux),本发明的总线节点(slx)也可以具有第一寻址电流源(iqx1)和第二寻址电流源(iqx2),其中,第一寻址电流源(iqx1)在其馈入电流时,将其电流馈入到与总线分流电阻(r2)的第一端子连接的节点中,其中,第二寻址电流源(iqx2)在其馈入电流时,将其电流馈入到与总线分流电阻(r2)的第二端子连接的节点中。为了能够实现自动寻址,两个寻址电流源(iqx1、iqx2)中的仅仅一个寻址电流源馈入寻址电流,而另一个寻址电流源优选不馈入电流。因而优选两个寻址电流源(iqx1、iqx2)馈入它们的电流,使得寻址电流优选朝向总线主控器(ecu)流经总线分流电阻(r2)。
在自动寻址总线节点的另一种特别优选的变型中,馈入寻址电流的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)以第一时间常数(τ1)提高寻址电流,并以小于或大于第一时间常数(τ1)的第二时间常数(τ2)降低寻址电流。
为了改善emv能力,提出:实施如上所述的用于在具有总线节点(sl1、sl2、sl3)链和总线主控器(ecu)的串行数据总线内部分配总线节点地址的方法。但是,用于改善emv特性的后续原理也可以应用于自动寻址方法,这些自动寻址方法例如在文献de–b-10256631、ep–b-1603282、us–b-7590140、ep–b-1490772和ep–b-1298851中已知。
在此,总线节点(sl1、sl2、sl3)可以是自动寻址总线节点或标准总线节点。数据总线具有总线主控器(ecu)。每个总线节点(sl2、sl3)都具有先前的总线节点(sl1、sl2),如果它不是第一个总线节点(sl1)的话。每个总线节点(sl2、sl3)都通过数据总线与其先前的总线节点(sl1、sl2)连接,如果它不是第一个总线节点(sl1)的话。第一个总线节点(sl1)通过数据总线与总线主控器(ecu)连接。每个总线节点(sl2、sl3)都通过总线节点输出端将总线节点输出电流(i2、i3)发送至其先前的总线节点(sl1、sl2),如果它不是第一个总线节点(sl1)的话。第一个总线节点(sl1)通过总线节点输出端将总线节点输出电流(i1)发送至总线主控器(ecu)。每个总线节点(sl1、sl2)都通过总线节点输入端由其后续的总线节点(sl2、sl3)接收总线节点输入电流(i2、i3),如果它不是最后一个总线节点(sl3)的话。
于是根据本发明,用于在由总线节点(sl1、sl2、sl3)链和总线主控器(ecu)构成的串行数据总线内部分配总线节点地址的方法,包括如下步骤:
·通过断开在相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)内部的总线分流跨接开关(s4),将每个自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的指配的总线分流电阻(r2)接入到串行的数据总线中,该总线分流电阻是相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的一部分,该总线分流跨接开关被指配给所指配的总线分流电阻(r2)。显然的是,只有当相应的总线分流电阻(r2)的总线分流跨接开关(s4)尚未断开时,才进行所述接入。在本申请的范畴内假定,自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的相应的总线分流电阻(r2)在寻址序列开始时被相应的总线分流跨接开关(s4)桥接,进而从数据总线中去除;
·获取用于至少一个自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线节点地址,并借助于没有通过其被指配的总线分流跨接开关(s4)跨接的、被指配的总线分流电阻(r2),将该总线节点地址分配给重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3);
·通过闭合指配给被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的指配的总线分流电阻(r2)的总线分流跨接开关(s4),跨接被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的指配的总线分流电阻(r2),其中,被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3),在把总线节点地址分配给被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)并闭合其指配的总线分流跨接开关(s4)之后,就像标准总线节点一样动作,直至如下事件:被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的该动作被取消。这种事件可以例如是向全部的自动寻址总线节点发送的“断开所述总线分流跨接开关(s4)”的广播命令,或者是总线系统的复位,或者是供电电压的电压陷落。总线分流跨接开关(s4)的断开优选导致相关的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的被分配的总线节点地址变为无效;
·必要时重复地获取并分配用于至少一个其它的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线节点地址、以及必要时借助指配的总线分流跨接开关(s4)来跨接其它的被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的指配的总线分流电阻(r2),直至必要时全部的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)都已得到总线节点地址。当然,该过程也可以中断,而不会让全部的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)都已得到总线节点地址。但这通常无益;
为了能够实施前述方法,提出本发明的总线节点,其能够实施用于把总线节点地址分配给串行数据总线系统的总线节点的方法,其中,用于把总线节点地址分配给串行数据总线系统的总线节点的方法借助于在各个总线节点(sl1、sl2、sl3)中的总线分流电阻(r2)在分配时段内实施,其中,在分配时段内用于把总线节点地址分配给串行数据总线系统的总线节点的方法之后,紧接着是运行时段。为此,总线节点具有这种总线分流电阻(r2)。根据本发明,它具有总线分流跨接开关(s4),该总线分流跨接开关在分配时段内在把总线节点地址分配给总线节点之前是断开的,该总线分流跨接开关在分配时段内在把总线节点地址分配给总线节点之后是闭合的,以及该总线分流跨接开关在运行时段内是闭合的。
所提出的方法和所提出的总线节点能实现按照前述方法之一自动地寻址(bus-shunt-method=bsm-自动寻址),这些前述方法比如在文献de10256631b4、ep1603282b1、us7590140b2、ep1490772b1、ep1298851b1和尚未公开的德国专利申请de102017122364.9中被公开。通过分流跨接开关(s4),电阻在正常运行中在进行自动寻址之后被减小到最小值,而在寻址运行中该电阻值能实现良好的且稳健的自动寻址。
但优点不局限于此。
附图说明
图1简化地、示意性地示出本发明的总线系统,其中,通过在相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线输出端中在分流电阻上测量总电流来进行总电流测量;
图2~4针对不同的控制时间常数示出总线节点(sl1、sl2、sl3)的输出电流(i1、i2、i3)和寻址电流源(iq1、iq2、iq3)的电流的曲线;
图5示意性地简化地示出类型a的带两个标准总线节点(cs1、cs2)的总线系统,这些标准总线节点没有自动寻址能力;
图6示意性地简化地示出类型b的带两个标准总线节点(cs1、cs2)的总线系统,这些标准总线节点没有自动寻址能力;
图7示意性地简化地示出类型c的带两个标准总线节点(cs1、cs2)的总线系统,这些标准总线节点没有自动寻址能力;
图8示出第二总线节点(sl2)的翻转情况;
图9示出在识别出lin输入端和输出端交换且采取应对措施之后图8的情况;
图10以详细的形式示出图8和9的第二自动寻址总线节点(sl2),现在作为第x个自动寻址总线节点(slx);
图11以详细的形式示出图8和9的第二自动寻址总线节点(sl2),现在作为第x个自动寻址总线节点(slx),确切地说,是在两种可行情况中的第一种可行情况下,在与总线连接的状态下;
图12相应于图5,其示意性地简化地示出类型a的带两个标准总线节点(cs1、cs2)和自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线系统,这些标准总线节点没有自动寻址能力,所述自动寻址总线节点各有一个总线分流跨接开关(s4)和接收器(rec);
图13示出带有连接的应用的总线节点。
具体实施方式
图1简化地且示意性地示出本发明的总线系统。
在自动寻址开始时,总线主控器(ecu)向全部的自动寻址总线节点通知,要分配总线节点地址。以后的地址分配分成若干地址分配阶段,其中,在每个地址分配阶段中恰好通过一次初始化运行,优选恰好一个自动寻址总线节点,即自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)中最后的那个,由总线主控器(ecu)在还没有总线节点地址的总线节点链中得到总线主控器(ecu)的有效的总线节点地址。总线主控器优选借助所谓的广播命令将标准总线节点的数量传递至全部的自动寻址总线节点,这些标准总线节点位于自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)之前,即位于它们与总线主控器(ecu)或最大寻址电平之间。当然,该最大寻址电平iamax也可以为总线节点编程,因为总线拓扑通常就是由构造决定的,而不是由工作决定的,因而可预知。在此将确定应有多大的总电流(iref)流经总线分流电阻(r2)。
在每个地址分配阶段开始时,总线主控器(ecu)都将其开关(sb)又关断长达预定的寻址时间ta。总线主控器(ecu)的该电流阱(sb)通常实际上是比较复杂的结构,其也可以探测总线短路,且在此仅简化地再现。通过这种方式,总线主控器(ecu)在随后的地址分配阶段为自动寻址电流源的寻址电流和总线节点的总线节点基本电流提供了电流阱。能自动寻址的自动寻址总线节点(sl1)、(sl2)和(sl3)记录到,数据总线被引至地,并将其相应的开关s1和s2断开。由此自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)不再将总线节点基本电流馈入到数据总线中。
在历经第一时段(dt1)之后,自动寻址总线节点通过测量在总线分流电阻(r2)上的电压降来确定流经相应的总线分流电阻(r2)的基本电流。该电压降例如可以作为偏差电压值暂存在采样和保持电路中,并通过减法电路随后从在总线分流电阻(r2)上的稍后测得的电压降中扣除。由此确保仅仅把不同于相应基本电流的总线电流用于地址分配和寻址电流源(iq1、iq2、iq3)的控制。
该阶段在历经第二时段(dt2)之后结束。
尚无有效的总线节点地址的全部自动寻址总线节点检测流经其相应的总线分流电阻(r2)的不同于基本电流的电流,随后基于如此得到的该总线电流测量值调控其相应的寻址电流源(iq1、iq2、iq3),从而流经其相应的总线分流电阻(r2)的电流等于先前获取的或预给定的总电流(iref)。为此,相应的自动寻址总线节点具有测量装置(r2、d1、d3),以便以朝向总线主控器(ecu)的、相应的总线节点输出电流(i1、i2、i3)的形式获取实际总电流。在此,检测总线分流电阻(r2)上的电压降,且优选在扣除用于总线基本电流的电压值之后作为总电流信号予以后续处理。如已述,如此产生的总电流信号在优选非线性的滤波器(f1)中滤波成调节信号。该调节信号与参考值(ref)通过差分放大级相比较,这相当于相应的总线节点输出电流(i1、i2、i3)与参考电流(iref)在其效果方面的比较。因而在设定或计算参考电流(iref)时,实际上通常确定出该参考值(ref)。这种比较可以在滤波器(f)中的滤波之前和之后进行。这优选涉及求差。也可以在这种比较之后进行另一次在附图中未示出的滤波。如此得到的调节值(rw1、rw2、rw3)于是控制相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的相应的寻址电流源(iq1、iq2、iq3)。
由于在相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的输出端的总电流应始终恒定,所以最终仅仅最后的自动寻址总线节点(sl3)将电流提供到数据总线中,而其它自动寻址总线节点(sl1、sl2)的全部其它寻址电流源(iq1、iq2)都被其它自动寻址总线节点(sl1、sl2)的控制器(r2、d1、d3、f)向下地调节。这导致最后的总线节点(sl3)的调节值(rw3)与其它总线节点(sl1、sl2)的调节值(rw1、rw2)的区别在于,它完全向上地调节其总线节点(sl3)的寻址电流源(iq3),而先前的总线节点(sl1、sl2)的调节值(rw1、rw2)具有这种值:这些值将其寻址电流源(iq1、iq2)向下地调节。由此每个总线节点(sl1、sl2、sl3)都可以将该调节值(rw1、rw2、rw3)与优选大致相等的阈值(sw)相比较。
该阶段在历经第三时段(dt3)之后结束。
这种寻址阶段的结束优选以电流阱开关(sb)的断开为特点。由此又将数据总线置于电源电压。总线节点(sl1、sl2、sl3)于是优选将其相应的调节值(rw1、rw2、rw3)的状态冻结,并与所述阈值(sw)相比较地分析它,然后基于此来判定它们是总线节点链(sl1、sl2、sl3)中的最后的自动寻址总线节点(这里为sl3)、还是先前的自动寻址总线节点(sl1、sl2)。如果它们是最后的总线节点(sl3),它们就接受在刚开始时由总线主控器(ecu)发信号通报的、要予以分配的总线节点地址,对于这种情况,它们在接收之后将所述总线节点地址优选地已存储在合适的存储器中。该自动寻址总线节点(sl3)于是不再参与初始化运行形式的其它寻址阶段。这意味着,该自动寻址总线节点(sl3)于是不再通过其寻址电流源(iq3)将寻址电流馈入到数据总线中。当然,它于是同样不再接受由总线主控器(ecu)提供的其它总线节点地址,因为它的确具有有效的总线节点地址,并且就像标准总线节点那样动作,直至其有效的总线节点地址变为无效。例如在运行电压陷落到运行电压阈值以下时,或者例如由于总线主控器的指令、或者由于另一信号通报,自动寻址总线节点的总线节点地址无效。
总线主控器优选地在每次初始化运行结束时都检查成功进行的地址分配。
接下来是后续初始化运行形式的寻址阶段,在这个阶段,下一个、现在的最后一个、尚未被寻址的自动寻址总线节点(sl2)以同样的方式获得其有效的总线节点地址。该过程类似地进行。于是就像最初设有有效的总线节点地址的自动寻址总线节点(sl3)一样,该自动寻址总线节点(sl2)也不再参与后续初始化运行形式的其它寻址阶段。于是它就表现得像标准总线节点那样。这意味着,它不再通过其寻址电流源(iq2)将寻址电流馈入到数据总线中。当然,它于是同样不再接受由总线主控器(ecu)提供的其它的要予以分配的总线节点地址,因为它于是的确具有有效的总线节点地址。这持续地进行,直至全部的自动寻址总线节点都已得到有效的总线节点地址。
图2示出第一总线节点(sl1)的输出电流(i1)、第二总线节点(sl2)的输出电流(i2)和第三总线节点(sl3)的输出电流(i3)的曲线。该图还示出第一总线节点(sl1)的寻址电流源(iq1)的电流(i1_内部)、第二总线节点(sl2)的寻址电流源(iq2)的电流(i2_内部)和第三总线节点(sl3)的寻址电流源(iq3)的电流(i3_内部)。在此,用于寻址电流源的向上调节(heraufregelung)和寻址电流源的向下调节(herunterregelung)的时间常数大致相等。出现了过冲。可清楚地看到,第一总线节点(sl1)的寻址电流源(iq1)的电流(i1_内部)和第二总线节点(sl2)的寻址电流源(iq2)的电流(i2_内部)被这些自动寻址总线节点的控制器向下地调节,而第三总线节点(sl3)的寻址电流源(iq3)的电流(i3_内部)被控制到参考值。用于起振的时间仅由第一时间常数(τ1)决定,这不同于de–b-102010026431。
图3示出第一总线节点(sl1)的输出电流(i1)、第二总线节点(sl2)的输出电流(i2)和第三总线节点(sl3)的输出电流(i3)的曲线。该图还示出第一总线节点(sl1)的寻址电流源(iq1)的电流(i1_内部)、第二总线节点(sl2)的寻址电流源(iq2)的电流(i2_内部)和第三总线节点(sl3)的寻址电流源(iq3)的电流(i3_内部)。在此,用于寻址电流源的向上调节的时间常数大致为用于寻址电流源的向下调节的时间常数的十倍长度。出现了最小的过冲。
图4示出第一总线节点(sl1)的输出电流(i1)、第二总线节点(sl2)的输出电流(i2)和第三总线节点(sl3)的输出电流(i3)的曲线。该图还示出第一总线节点(sl1)的寻址电流源(iq1)的电流(i1_内部)、第二总线节点(sl2)的寻址电流源(iq2)的电流(i2_内部)和第三总线节点(sl3)的寻址电流源(iq3)的电流(i3_内部)。在此,用于寻址电流源的向上调节的时间常数大致为用于寻址电流源的向下调节的时间常数的百倍长度。没有出现过冲。
图5示意性地简化地示出类型a的带两个标准总线节点(cs1、cs2)的总线系统,这些标准总线节点没有自动寻址能力。
图6示意性地简化地示出类型b的带两个标准总线节点(cs1、cs2)的总线系统,这些标准总线节点没有自动寻址能力。
图7示意性地简化地示出类型c的带两个标准总线节点(cs1、cs2)的总线系统,这些标准总线节点没有自动寻址能力。
图8示出第二总线节点(sl2)的扭转情况。针对第二总线节点(sl2),在这个例子中将lin总线输入端和lin总线输出端交换。应识别出这种工作情况。交换导致流经该扭转的第二总线节点(sl2)的总线分流电阻(r2)的总线分流电流(i2r)相比于通常位置反向地馈入到其总线分流电阻(r2)中。流经总线分流电阻(r2)的该总线分流电流(i2r)在这个例子中只包括后续的、第三自动寻址总线节点(sl3)的或者在其它情况下后续的总线节点的总线节点输出电流(i3)。第三自动寻址总线节点(sl3)的该总线节点输出电流(i3)因而现在导致在总线分流电阻(r2)上的负的电压降(vr2)。这在该例子中可以被扭转的第二自动寻址总线节点(sl2)的第一差分放大器(d1)识别到。在差分放大器(d1)的输出端(ds1)的输出电平尽可能小的情况下,其输出端(ds1)由于通过在总线分流电阻(r2)上的负的电压降(vr2)引起的负控制而饱和。差分放大器(d1)的输出端(ds1)的该尽可能小的输出电平可以是负的输出值的在量值上的最大值、或者是正的输出值的在量值上的最小值。这根据第一差分放大器(d1)的构造及其电压供应而定通常处于0v附近。由此,第一差分放大器(d1)的输出端(ds1)通常处于参考值(ref)的电平以下。这在第三差分放大器(d3)的输出端(ds3)引起大的正的信号,并且进而至少在扭转的自动寻址总线节点(sl2)的非线性滤波器(f)的起振之后、通过这里在该示范性的错误情况下扭转的第二自动寻址总线节点(sl2)的被调节的寻址电流源(iq2)引起寻址电流的最大化。调节回路由此提高了由寻址电流源(iq2)馈入到数据总线中的寻址电流。在此现在产生了如下问题:该寻址电流并非像规定的那样流经自己的总线分流电阻(r2)。所设置的调节回路由此中断。由后续的第三自动寻址总线节点(sl3)的总线节点输出电流(i3)引起的电流暂态因此并未像规定的那样在总线分流电阻(r2)中引起正的电流暂态,而是引起了负的电流暂态。位于扭转的第二自动寻址总线节点(sl2)之后的其它自动寻址总线节点(sl2)会对在扭转的第二自动寻址总线节点(sl2)的总线分流电阻(r2)上的电压降进一步地负向施加偏压。
然而,扭转的第二自动寻址总线节点(sl2)可以借助在其总线分流电阻(r2)上的电压降(vr2)——其具有电压量值|vr2|=|i2r|*|r2|——识别出:在由其被调节的寻址电流源(iq2)产生的寻址电流暂态与其总线分流电阻(r2)上的电压降(vr2)的正常情况下相关联的暂态之间存在不成比例。此外,于是存在符号错误。因而如果第x个自动寻址总线节点(slx)在总线节点的链上的第x个位置检测到在其总线分流电阻(r2)上的负的电压降(vr2),并且其寻址电流源(iq2)要提供正的电流,则相关的自动寻址总线节点(sl2)可以识别出这种状况并采取应对措施。
特别地,相关的第x个自动寻址总线节点(slx)必须防止:在这种错误情况下其被调节的寻址电流源(iqx)的寻址电流继续上升,进而相关的第x个自动寻址总线节点(slx)的总线节点输出电流(ix)继续上升,因为总线节点输出电流(ix)会超过最大的lin总线电流(条件是:i1=<40ma),该总线节点输出电流是总线输入电流与其被调节的寻址电流源(iqx)的寻址电流的总和。
在最简单的情况下,第x个自动寻址总线节点(slx)将其寻址电流源(iqx)切断,并接受预先确定的错误地址作为总线节点地址。总线主控器(ecu)可以在进行自动寻址之后以该错误地址作为总线节点地址发送总线节点的测试询问,然后以标准化的应答来答复这种测试询问。
于是在最简单的情况下,总线主控器(ecu)可以向全部的总线节点和/或用户发信号通报总线错误。但总线主控器(ecu)也可以将指令发送给具有该错误地址的总线节点,然后,第一,该总线节点例如通过乘法器(mux)改变其寻址电流的馈入点,第二,将第一差分放大器(d1)的各输入端或替代地输出端的极性交换。总线主控器(ecu)于是进行重新地址分配。当该地址分配仍然错误时,该总线主控器才优选发信号通报错误。必要时,它通过给所述错误地址的指令(广播指令)把于是始终都相关的总线节点切断,因为在这种情况下显然存在另一种错误。
图9示出在:
a.识别出lin输入端和输出端交换、
b.这里示范性的扭转的第二自动寻址总线节点(sl2)的寻址电流源(iq2)的自动寻址电流的馈入点的切换、以及
c.第一差分放大器(d1)的各输入端的极性交换或替代地输出端的交换
之后的情况。
图10以详细的形式示出图8和9的第二自动寻址总线节点(sl2),现在作为第x个自动寻址总线节点。这里的x以正的、整数的自然数的形式表示在总线节点的lin总线链中的位置。这是第x个自动寻址总线节点(slx),其能够:
·第一,识别出其lin输入端与其lin输出端的交换;
·第二,在这种情况下,作为示范性的应对措施,将用于其被调节的寻址电流源(iqx)的寻址电流的馈入点布置在其总线分流电阻(r2)之前或之后,从而可以根据连接总线节点所在的方向进行自动寻址。
为此,图10中示范性地示出的第x个自动寻址总线节点(slx)具有探测装置(det),该探测装置能够确定出第x个自动寻址总线节点(slx)的lin输入端与第x个自动寻址总线节点(slx)的lin输出端的交换。为此,该示范性的探测装置(det)检查第x个自动寻址总线节点(slx)的内部信号的可信性。如果第x个自动寻址总线节点(slx)的内部信号能可靠地推断出第x个自动寻址总线节点(slx)的lin输入端与第x个自动寻址总线节点(slx)的lin输出端的交换,则探测装置有可能采取各种不同的示例措施:
a.将错误发信号通报给用户;
b.通过回应诊断询问(广播消息)将错误发信号通报给总线主控器(ecu);
c.采用错误地址作为总线节点地址;
d.改配置内部拓扑,以便消除错误;
e.为内部的部分装置比如电流源重新设定参数,以便消除错误;
可考虑其它措施。
在图10的例子中,规定了改配置内部拓扑,以便消除错误。在图10中,例如探测装置(det)比如借助于模拟的乘法器(mux)改变用于第x个自动寻址总线节点(slx)的被调节的寻址电流源(iqx)的寻址电流的馈入点,并借助极性信号(pol)交换第一差分放大器(d1)的各输入端或输出端的极性。
替代于图10的例子,可以为内部的部分装置比如电流源重新设定参数,以便消除错误,如果替代于第x个自动寻址总线节点(slx)的寻址电流源(iqx)和乘法器(mux)、而使用第x个自动寻址总线节点(slx)的第一寻址电流源(iqx1)和例如第x个自动寻址总线节点(slx)的第二寻址电流源(iqx2)的话,其中第x个自动寻址总线节点(slx)的第一寻址电流源(iqx1)在总线分流电阻(r2)之前馈入其寻址电流,且第x个自动寻址总线节点(slx)的第二寻址电流源(iqx2)在总线分流电阻(r2)之后馈入其寻址电流。在这种情况下,探测装置(det)将两个电流源(iqx1、iqx2)之一的寻址电流置为零,从而与第x个自动寻址总线节点(slx)的寻址电流源(iqx)和利用乘法器(mux)进行的切换的组合相比,实现等效的效果。
例如探测装置(det)可以识别出,第x个自动寻址总线节点(slx)的调节值(rwx)使得寻址电流源(iqx)的寻址电流最大化。这可以例如在合适的构造情况下通过调节值(rwx)与第二阈值(ref2)的比较来实现。如果自动寻址电流源(iqx)的寻址电流关于调节值(rwx)的导数是正的,则这意味着,调节值(rwx)高于第二阈值(ref2)。此外,探测装置(det)可以同时对第一差分放大器(d1)的输出端(ds1)与第三参考值相比较。如果第一差分放大器(d1)的输出端(ds1)低于第三参考值(ref3),则探测装置可以推断出在总线分流电阻(r2)上的负的电压降(vr2),或者推断出在总线分流电阻(r2)上的电压降(vr2)接近零。这种状态是非法的,因为自动寻址电流源确实提供了正的寻址电流,在安装正确的情况下,该寻址电流必定流经总线分流电阻(r2),但这显然不会发生。
探测装置(det)可以例如通过错误信号将这种识别出的错误发信号通报给总线节点、即内部计算机,或者发信号通报给合适的控制部。
图11示出用于控制自动寻址电流源(iqx)并将自动寻址电流馈入到数据总线中的硬件的布线情况,如果总线节点(slx)相对于根据图10的布线情况“扭转地”接入到数据总线中。通过相应地控制乘法器(mux),现在又将寻址电流参照总线主控器(ecu)在总线分流电阻(r2)之后馈入。
图12相应于图5,且示意性地、简化地示出类型a的、带两个标准总线节点(cs1、cs2)和自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线系统,这些标准总线节点没有自动寻址能力,所述自动寻址总线节点各有一个总线分流跨接开关(s4)和接收器(rec)。接收器(rec)在其它附图1、5、6、7、8和9中仅仅为明了起见而未示出。通常,每个自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)都具有控制部,该控制部与接收器(rec)的输出端连接,并通常可以通过数据总线接收指令。通过这种指令,未绘出的该控制部可以优选地将总线分流跨接开关(s4)闭合或断开。但并非强制需要的是,为所述控制部规定这种总线主控器指令,但建议如此,以便让总线主控器(ecu)完全地监控自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线分流跨接开关(s4)的状态。优选地,用于监控总线分流跨接开关(s4)的总线主控器指令可以由总线主控器(ecu)经由指令发送给全部的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3),或者作为指令发送给一个具体的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)。在后者情况下必需的是,相关的自动寻址总线节点具有有效的总线节点地址。这可以是先前分配的总线节点地址,或者是预先确定的默认总线节点地址,其于是通常对于全部的、尚未被分配总线节点地址的这种自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)来说是共用的。因而也可考虑的是,总线主控器(ecu)把用于控制总线分流跨接开关(s4)的指令仅仅发送给尚无分配的总线节点地址的那些自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)。对于数据总线系统,可以把接通之后的时间分为两个基本的时段:
·分配时段,在该时段中,自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)采用前面提到的或者前面介绍的自动寻址方法被分配得到总线节点地址;以及
·运行时段,在该运行时段中,数据总线正常地工作,包括自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)在内的全部的总线节点都具有优选有效的且优选独立的总线节点地址,且在该运行时段中,自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)表现如同标准总线节点(cs1、cs2)一样。
·优选地,自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的相应的总线分流跨接开关(s4)在运行时段闭合。由此明显改善了自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)相比于标准总线节点(cs1、cs2)在电特性方面的相似性,这改善了emv特性。也就是,由现有技术已知的是,必要时在kfz内部应用的情况下,必须在总线节点的总线输入端和总线输出端放置铁氧体。在运行时段内,由于其被总线分流跨接开关(s4)跨接,可能通过虚拟地省掉总线分流电阻(r2)而减小总线电阻,来实现明显地改善总线特性,并提高最多可能的总线节点的数量。
·在分配时段开始时,优选全部的总线分流跨接开关(s4)都断开。分配时段优选起始于由总线主控器将地址分配的开始发信号通报给全部的总线节点。就此而言,该起始信号的具体类型取决于基于总线分流电阻(r2)的所采用的具体的自动寻址方法。最后,总线主控器(ecu)的起始信号因而将具有这种总线分流跨接开关(s4)的全部的自动寻址总线节点的全部的总线分流跨接开关(s4)都断开。如果通过用于自动寻址的已知方法之一、借助总线分流电阻(r2)给自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)分配有效的总线节点地址,则该相关的自动寻址总线节点将其总线分流跨接开关(s4)闭合,并由此跨接所属的总线分流电阻(r2)长达分配时段的剩余时间以及紧随其后的运行时段。这种跨接应优选地通过在接通时间点的复位予以取消,或者可以通过总线主控器(ecu)的软件指令予以取消。
图13示出寻址总线节点(sl1),针对该节点,用点划线把属于收发器的组件圈起来。信号(rxd)从总线分出,经过处理之后被供应给实际应用(例如车窗升降器或座椅调节器),该应用本身将信号发送给收发器,这些信号于是用作用于控制收发器的控制信号(txd)。虚线所示为总线节点(sl1)的、能够自动寻址且根据本发明将自动寻址电流馈入到数据总线中的部分。
本发明还可以替代地通过下述特征组之一予以改写,其中,这些特征组可任意地相互组合,也可以将一个特征组的各个特征与一个或多个其它特征组的一个或多个特征和/或一个或多个前述设计相组合。
1.一种用于在由总线节点(sl1、sl2、sl3)链和总线主控器(ecu)构成的串行数据总线内部分配总线地址的方法,
-其中,总线节点(sl1、sl2、sl3)可以是自动寻址总线节点或标准总线节点;以及
-其中,数据总线具有总线主控器(ecu);以及
-其中,每个总线节点(sl2、sl3)都具有先前的总线节点(sl1、sl2),如果它不是第一个总线节点(sl1)的话;以及
-其中,每个总线节点(sl2、sl3)都通过数据总线与其先前的总线节点(sl1、sl2)连接,如果它不是第一个总线节点(sl1)的话;以及
-其中,第一个总线节点(sl1)通过数据总线与总线主控器(ecu)连接;以及
-其中,每个总线节点(sl2、sl3)都通过总线节点输出端将总线节点输出电流(i2、i3)发送至其先前的总线节点(sl1、sl2),如果它不是第一个总线节点(sl1)的话;以及
-其中,第一个总线节点(sl1)通过总线节点输出端将总线节点输出电流(i1)发送至总线主控器(ecu);以及
-其中,每个总线节点(sl1、sl2)都通过总线节点输入端由其后续的总线节点(sl2、sl3)接收总线节点输入电流(i2、i3),如果它不是最后一个总线节点(sl3)的话,
具有如下步骤:
确定最大的寻址电流(iamax);
针对总线节点(sl1、sl2、sl3)的尚无有效的总线节点地址的每个自动寻址总线节点,执行具有如下步骤的初始化序列,直至总线节点(sl1、sl2、sl3)的全部自动寻址总线节点都具有有效的总线节点地址:
·把要分配的总线地址发信号通报给全部的自动寻址总线节点;
·通过下面称为相关的自动寻址总线节点(slj)的全部的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)执行如下步骤:
·由总线主控器(ecu)通过相关的自动寻址总线节点(slj)接收所述自动寻址命令;
·由总线主控器(ecu)通过相关的自动寻址总线节点(slj)接收要予以分配的总线地址;
·在相应的自动寻址总线节点(slj)内部将有时存在的总线节点基本电流源(s1、r3、d1)切断;
·由总线主控器(ecu)通过相关的自动寻址总线节点(slj)接收用于分配要予以分配的总线地址的开始信号,并通过相关的自动寻址总线节点(slj)启动计时器;
·把由后续的总线节点(sl(j+1)、sl(j+2)…)接收的总线输入电流(i(j+1))馈入到相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出端中,作为相关的自动寻址总线节点(slj)的总线输出电流(ij)的一部分;
·借助测量装置(r2、d1、d3)检测相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的值;
·借助用于调节的机构(f),由相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值产生调节信号(rwj);
·根据所产生的调节信号(rwj),借助被调节的自动寻址电流源(iqj),将流经相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)调控(ausregeln)到预给定的总电流值(iref),该自动寻址电流源的寻址电流是总线输出电流(ij)的一部分;
·其中,以第一时间常数(τ1)对相关的自动寻址总线节点(slj)的被调节的自动寻址电流源(iqj)的寻址电流进行提高;以及
·其中,以第二时间常数(τ2)对相关的自动寻址总线节点(slj)的被调节的自动寻址电流源(iqj)的寻址电流进行降低;
·其中,第二时间常数(τ2)小于第一时间常数(τ1);
·将相关的自动寻址总线节点(slj)的调节值(rj)与相关的自动寻址总线节点(slj)的阈值(swj)相比较;
·在启动计时器之后,在第一时间点(t1)冻结对相关的自动寻址总线节点(slj)的寻址电流源(iqj)的调节;
·由总线主控器(ecu)将要予以分配的总线节点地址接受为相关的自动寻址总线节点(slj)的有效的总线节点地址,如果历经了从启动计时器以来的最短时间、并且如果调节值(rj)与阈值(swj)的比较表明:相关的自动寻址总线节点(slj)的寻址电流源(iqj)的寻址电流在量值上高于电流阈值,而且,在第一时间点(t1)之后的第二时间点(t2)把相关的自动寻址总线节点(slj)配置为无自动寻址能力的标准总线节点,其带有要予以分配的总线节点地址作为相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点地址,由此该自动寻址总线节点(slj)暂时不再参与后续的初始化序列,
·由总线主控器(ecu)检查成功进行的地址分配;
·必要时取消最后分配的总线节点地址的有效性,由此相关的自动寻址总线节点(slj)又表现得如同无有效总线节点地址的自动寻址总线节点(slj)那样;
·检查是否全部的自动寻址总线节点都已得到了有效的总线节点地址;
·如果并非全部的自动寻址总线节点都已得到有效的总线节点地址,则执行另一个初始化序列。
2.如第1项所述的方法,其中,第一时间常数(τ1)是第二时间常数(τ2)的10倍以上大。
3.如前述项中的一项或多项所述的方法,其中,在相关的自动寻址总线节点(slj)内部的第二时间常数(τ2)取决于相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的借助测量装置(r2、d1、d3)检测的值。
4.如前述项中的一项或多项所述的方法,其中,在相关的自动寻址总线节点(slj)内部的第一时间常数(τ1)取决于相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的借助测量装置(r2、d1、d3)检测的值。
5.如前述项中的一项或多项所述的方法,其中,在相关的自动寻址总线节点(slj)内部的第一时间常数(τ1)取决于相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的借助测量装置(r2、d1、d3)检测的值,从而第一时间常数(τ1)的值在阈值以下具有第一值,且在阈值以上具有第二值。
6.用于串行数据总线的总线节点(sl1、sl2、sl3),
-具有接入到该数据总线中的总线分流电阻(r2);
-具有寻址电流源(iq1、iq2、iq3),用于获取数据总线中的总线节点的总线位置,该寻址电流源能够被调节地附加地将寻址电流馈入到数据总线中,从而流经总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线分流电阻(r2)的总电流(i1、i2、i3)等于预给定的或计算的或否则比如确定好的总电流(iref);以及
-其中,所述寻址电流流经总线分流电阻(r2)。
7.如前项所述的总线节点,其中,所述总线节点具有机构(r2、d1),以便探测流经总线分流电阻(r2)的电流。
8.如前述项中的任一项所述的总线节点,其中,流经总线分流电阻(r2)的探测电流用于自我测试。
9.如前述项中的一项或多项所述的总线节点,其中,寻址电流源(iq1、iq2、iq3)以第一时间常数(τ1)提高寻址电流,并以小于第一时间常数(τ1)的第二时间常数(τ2)降低寻址电流。
10.一种用于在由总线节点(sl1、sl2、sl3)链和总线主控器(ecu)构成的串行数据总线内部分配总线地址的方法,
-其中,总线节点(sl1、sl2、sl3)可以是自动寻址总线节点或标准总线节点;以及
-其中,数据总线具有总线主控器(ecu);以及
-其中,每个总线节点(sl2、sl3)都具有先前的总线节点(sl1、sl2),如果它不是第一个总线节点(sl1)的话;以及
-其中,每个总线节点(sl2、sl3)都通过数据总线与其先前的总线节点(sl1、sl2)连接,如果它不是第一个总线节点(sl1)的话;以及
-其中,第一个总线节点(sl1)通过数据总线与总线主控器(ecu)连接;以及
-其中,每个总线节点(sl2、sl3)都通过总线节点输出端将总线节点输出电流(i2、i3)发送至其先前的总线节点(sl1、sl2),如果它不是第一个总线节点(sl1)的话;以及
-其中,第一个总线节点(sl1)通过总线节点输出端将总线节点输出电流(i1)发送至总线主控器(ecu);以及
-其中,每个总线节点(sl1、sl2)都通过总线节点输入端由其后续的总线节点(sl2、sl3)接收总线节点输入电流(i2、i3),如果它不是最后一个总线节点(sl3)的话,
具有如下步骤:
确定最大的寻址电流(iamax);
针对总线节点(sl1、sl2、sl3)的尚无有效的总线节点地址的每个自动寻址总线节点,执行带有如下步骤的初始化序列,直至总线节点(sl1、sl2、sl3)的全部自动寻址总线节点都具有有效的总线节点地址:
·通过自动寻址命令向全部的自动寻址总线节点发信号通报要分配总线地址;
·通过下面称为相关的自动寻址总线节点(slj)的全部的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)执行如下步骤:
·特别是由总线主控器(ecu)通过相关的自动寻址总线节点(slj)接收所述自动寻址命令;
·由总线主控器(ecu)通过相关的自动寻址总线节点(slj)接收用于分配要予以分配的总线地址的开始信号,并通过相关的自动寻址总线节点(slj)启动计时器;
·把由后续的总线节点(sl(j+1)、sl(j+2)…)接收的总线输入电流(i(j+1))馈入到相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出端中,作为相关的自动寻址总线节点(slj)的总线输出电流(ij)的一部分;
·借助测量装置(r2、d1、d3)检测相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的值;
·借助用于调节的机构(f),由相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值产生调节信号(rwj);
·根据所产生的调节信号(rwj),借助被调节的自动寻址电流源(iqj),将流经相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)调控到预给定的总电流值(iref),该自动寻址电流源的寻址电流是总线输出电流(ij)的一部分;
·其中,以第一时间常数(τ1)对相关的自动寻址总线节点(slj)的被调节的自动寻址电流源(iqj)的寻址电流进行提高;以及
·其中,以第二时间常数(τ2)对相关的自动寻址总线节点(slj)的被调节的自动寻址电流源(iqj)的寻址电流进行降低;以及
·其中,第二时间常数(τ2)小于第一时间常数(τ1);
·将相关的自动寻址总线节点(slj)的调节值(rj)与相关的自动寻址总线节点(slj)的阈值(swj)相比较;
·在启动计时器之后,在第一时间点(t1)冻结对相关的自动寻址总线节点(slj)的寻址电流源(iqj)的调节;
·由总线主控器(ecu)通过相关的自动寻址总线节点(slj)接收要予以分配的总线地址;
·由总线主控器(ecu)将要予以分配的总线节点地址接受为相关的自动寻址总线节点(slj)的有效的总线节点地址,如果历经了从启动计时器以来的最短时间,并且如果调节值(rj)与阈值(swj)的比较表明:相关的自动寻址总线节点(slj)的寻址电流源(iqj)的寻址电流在量值上高于电流阈值,而且,在第一时间点(t1)之后的第二时间点(t2)把相关的自动寻址总线节点(slj)配置为无自动寻址能力的标准总线节点,其带有要予以分配的总线节点地址作为相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点地址,由此该相关的自动寻址总线节点(slj)暂时不再参与后续的初始化序列,
·由总线主控器(ecu)检查成功进行的地址分配;
·必要时取消最后分配的总线节点地址的有效性,由此相关的自动寻址总线节点(slj)又表现得如同无有效总线节点地址的自动寻址总线节点(slj)那样;
·检查是否全部的自动寻址总线节点都已得到了有效的总线节点地址;
·如果并非全部的自动寻址总线节点都已得到有效的总线节点地址,则执行另一个初始化序列。
11.如第10项所述的方法,
-通过下面称为相关的自动寻址总线节点(slj)的至少一部分的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)执行如下步骤:
·在相关的自动寻址总线节点(slj)内部将有时存在的总线节点基本电流源(s1、r3、d1)切断。
12.如前述项中的一项或多项所述的方法,其中,第一时间常数(τ1)是第二时间常数(τ2)的10倍以上大。
13.如前述项中的一项或多项所述的方法,其中,在相关的自动寻址总线节点(slj)内部的第二时间常数(τ2)取决于相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的借助测量装置(r2、d1、d3)检测的值。
14.如前述项中的一项或多项所述的方法,其中,在相关的自动寻址总线节点(slj)内部的第一时间常数(τ1)取决于相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的借助测量装置(r2、d1、d3)检测的值。
15.如前述项中的一项或多项所述的方法,其中,在相关的自动寻址总线节点(slj)内部的第一时间常数(τ1)取决于相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的借助测量装置(r2、d1、d3)检测的值,从而第一时间常数(τ1)的值在阈值以下具有第一值,且在该阈值以上具有第二值。
16.如前述项中的一项或多项所述的方法,包括如下附加的步骤:
检查相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值的可信性,并且,如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值不可信,就采取措施。
17.如前述项所述的方法,包括如下附加的步骤:
如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值不可信,就重新确定寻址电流的馈入点;
18.如前述项中的一项或多项所述的方法,包括如下附加的步骤:
如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值不可信,就由总线主控器(ecu)根据要求通过数据总线发信号通报错误;
19.如前述项中的一项或多项所述的方法,包括如下附加的步骤:
执行借助测量装置(r2、d1、d3)检测相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的值的步骤,如下:
·如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值可信,就以第一符号借助测量装置(r2、d1、d3)检测相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的值;以及
·如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值不可信,就以与第一符号相反的第二符号,借助测量装置(r2、d1、d3)检测相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的值。
20.如前述项中的一项或多项所述的方法,包括如下附加的步骤:
如果相关的自动寻址总线节点(slj)的总线节点输出电流(ij)的检测值不可信,就采用错误地址作为相关的自动寻址总线节点(slj)的有效的总线节点地址;
21.用于串行数据总线的总线节点(sl1、sl2、sl3),
具有接入到该数据总线中的总线分流电阻(r2);
具有寻址电流源(iq1、iq2、iq3、iqx),用于获取数据总线中的总线节点的总线位置,该寻址电流源能够被调节地附加地将寻址电流馈入到数据总线中,从而流经总线节点(sl1、sl2、sl3、slx)的总线分流电阻(r2)的总电流(i1、i2、i3、ix)等于预给定的或计算的或否则比如确定好的总电流(iref);以及
其中,其寻址电流源(iq1、iq2、iq3、iqx)的所述寻址电流被设置用于在正常工作中流经总线分流电阻(r2)。
22.如前项所述的总线节点,其中,所述总线节点具有机构(r2、d1),以便探测流经总线分流电阻(r2)的电流。
23.如前述项中的任一项所述的总线节点,其中,流经总线分流电阻(r2)的探测电流用于自我测试。
24.如前述项中的任一项所述的总线节点,具有探测装置(det),其检查总线节点(slx)的内部信号(ds1、ds3)的可信性。
25.如前述项中的任一项所述的总线节点,其中,如果探测装置(det)未确定出总线节点内部的可信的内部信号,总线节点(slx)或总线节点(slx)的部分装置(det)就采取措施。
26.如前述项中的任一项所述的总线节点,其中,总线节点具有部分装置(mux),其能够改变寻址电流源(iqx)的寻址电流的馈入点。
27.如前述项中的任一项所述的总线节点,
其中,代替寻址电流源(iq1、iq2、iq2、iqx),总线节点具有第一寻址电流源(iqx1)和第二寻址电流源(iqx2);以及
其中,第一寻址电流源(iqx1)在其馈入电流时,将其电流馈入到与总线分流电阻(r2)的第一端子连接的节点中;以及
其中,第二寻址电流源(iqx2)在其馈入电流时,将其电流馈入到与总线分流电阻(r2)的第二端子连接的节点中;以及
其中,两个寻址电流源(iqx1、iqx2)馈入它们的电流,使得寻址电流流经总线分流电阻(r2)。
28.如前述项中的任一项所述的总线节点,其中,寻址电流源(iq1、iq2、iq3)以第一时间常数(τ1)提高寻址电流,并以小于第一时间常数(τ1)的第二时间常数(τ2)降低寻址电流。
29.一种用于在由总线节点(sl1、sl2、sl3)链和总线主控器(ecu)构成的串行数据总线内部分配总线地址的方法,
其中,总线节点(sl1、sl2、sl3)可以是自动寻址总线节点或标准总线节点;以及
其中,数据总线具有总线主控器(ecu);以及
其中,每个总线节点(sl2、sl3)都具有先前的总线节点(sl1、sl2),如果它不是第一个总线节点(sl1)的话;以及
其中,每个总线节点(sl2、sl3)都通过数据总线与其先前的总线节点(sl1、sl2)连接,如果它不是第一个总线节点(sl1)的话;以及
其中,第一个总线节点(sl1)通过数据总线与总线主控器(ecu)连接;以及
其中,每个总线节点(sl2、sl3)都通过总线节点输出端将总线节点输出电流(i2、i3)发送至其先前的总线节点(sl1、sl2),如果它不是第一个总线节点(sl1)的话;以及
其中,第一个总线节点(sl1)通过总线节点输出端将总线节点输出电流(i1)发送至总线主控器(ecu);以及
其中,每个总线节点(sl1、sl2)都通过总线节点输入端由其后续的总线节点(sl2、sl3)接收总线节点输入电流(i2、i3),如果它不是最后一个总线节点(sl3)的话,
具有如下步骤:
特别是通过断开在相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)内部的总线分流跨接开关(s4),将每个自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的指配的总线分流电阻(r2)接入到串行的数据总线中,该总线分流电阻是相应的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的一部分,该总线分流跨接开关指配给所指配的总线分流电阻(r2);
获取用于至少一个自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线地址,并借助于未被它们的被指配的总线分流跨接开关(s4)跨接的指配的总线分流电阻(r2),将该总线地址分配给重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3);
通过闭合指配给被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的指配的总线分流电阻(r2)的总线分流跨接开关(s4),跨接被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的指配的总线分流电阻(r2),其中,被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3),在把总线地址分配给被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)并闭合其指配的总线分流跨接开关(s4)之后,就表现得像标准总线节点一样,直至如下事件:被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的该动作被取消;
必要时重复地获取并分配用于至少一个其它的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线地址,必要时借助指配的总线分流跨接开关(s4)来跨接其它的被重新寻址的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的指配的总线分流电阻(r2),直至必要时全部的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)都已得到总线地址。
30.能够实施用于把总线地址分配给串行数据总线系统的总线节点的方法的总线节点,
其中,用于把总线地址分配给串行数据总线系统的总线节点的方法借助于在各个总线节点(sl1、sl2、sl3)中的总线分流电阻(r2)在分配时段内实施;以及
其中,在分配时段内实施用于把总线地址分配给串行数据总线系统的总线节点的方法之后,紧接着是运行时段;以及
其中,总线节点具有这种总线分流电阻(r2),
其特征在于,
它具有总线分流跨接开关(s4);
该总线分流跨接开关在把总线地址于分配时段内分配给总线节点之前断开;以及
该总线分流跨接开关在把总线地址于分配时段内分配给总线节点之后闭合;以及
该总线分流跨接开关在运行时段内闭合。
附图标记清单
cs1标准总线节点
cs2标准总线节点
d1第一差分放大器
d1第一极保护二极管
d2第二差分放大器
d2第二极保护二极管
d3第三差分放大器
det探测装置
ds1第一差分放大器(d1)的输出端
ds2第一差分放大器(d2)的输出端
ds3第三差分放大器(d3)的输出端
ecu总线主控器
er总线节点内部的可选的处理器上的错误信号
f自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的非线性滤波器
iq1第一自动寻址总线节点(sl1)的被调节的寻址电流源,其提供第一自动寻址总线节点(sl1)的寻址电流
i1第一自动寻址总线节点(sl1)的总线节点输出电流
iq2第二自动寻址总线节点(sl2)的被调节的寻址电流源,其提供第二自动寻址总线节点(sl2)的寻址电流
i2第二自动寻址总线节点(sl2)的总线节点输出电流
i2r流经第二自动寻址总线节点(sl2)的总线分流电阻(r2)的总线分流电流
iq3第三自动寻址总线节点(sl3)的被调节的寻址电流源,其提供第三自动寻址总线节点(sl3)的寻址电流
i3第三自动寻址总线节点(sl3)的总线节点输出电流
iqx第x个自动寻址总线节点(slx)的被调节的寻址电流源,其提供第x个自动寻址总线节点(slx)的寻址电流
ix第x个自动寻址总线节点(slx)的总线节点输出电流
ixr流经第x个自动寻址总线节点(slx)的总线分流电阻(r2)的总线分流电流
iref总线节点输出电流的预给定的电流总和
pol信号,当可信性检查得不出可信的内部的信号(ds1、ds3)时,探测装置(det)利用该信号切换第一差分放大器(d1)的两个输入端的极性,或者切换第一差分放大器(d1)的输出端的极性
r1自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的辅助分流电阻
r2自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线分流电阻
r3从属上拉电阻
rec接收器
ref参考值
rw1第一自动寻址总线节点(sl1)的调节值
rw2第二自动寻址总线节点(sl2)的调节值
rw3第三自动寻址总线节点(sl3)的调节值
rwx第x个自动寻址总线节点(slx)的调节值
s1自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的第一开关
s2自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的第二开关
s3自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的第三开关
s4自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线分流跨接开关
sb开关
sl1第一自动寻址总线节点
sl2第二自动寻址总线节点
sl3第三自动寻址总线节点
slx第x个自动寻址总线节点
vr2在相关的自动寻址总线节点(sl1、sl2、sl3)的总线分流电阻(r2)上的电压降
引用的文献清单
de–b-10147512
de–b-10256631
de–b-102010026431
ep–b-1298851
ep–b-1490772
ep–b-1603282
ep-a-2571200
ep-a-2654246
us–b-7590140
us–b-9331866
wo-a-2005/050924