Ratgeber und Sicherheit

automotive bussysteme

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LIN-BUS

Der LIN-BUS (Local Internet Network) trägt auch den Namen Subbus und wird eingesetzt falls die CAN-Bus Technologie zu teuer ist, da es auf kostengünstigen Standards von Komponenten aufbaut. In der Topologie ist es ein Master/Slave System. Erbesitzt die maximale empfohlene Geschwindigkeit von 19.200 bit/s

Als ungeschrirmter Eindrahtbus besitzt er die selbe Spannung wie das Bordnetz. Das zeitgesteuerete Sytem arbeitet als Master/Slave. Das System orientiert sich an Bytes und die Übertragung der Daten ist asynchron. Die Paketdaten werden wie beim CAN-Bus mit Identfier gehandelt.

Anwendungsgebiete sind der Scheibenwischermotor, Regen- und Lichtsensor. Die weitere Verbindung auf den CAN-BUS erfolgt über ein Gateway (Steuergerät).

Einsatz sind u.a. die geregelten Elektronikkomponenten der Karosserie, wie z.B. Klimaanlage, Rückspiegel, elektr. Fensterheber, elektr. Öffnen des Kofferraumes oder auch die Elektrik der Sitze.

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Can-Bus

Entwicklung ca. 1983 durch Bosch. Erste Vorstellung im Jahr 1985 durch Intel und Bosch. In der Automobilbranche sollte Gewicht durch reduzierte Kabellängen und dadurch Ausgaben reduziert werden. Das Controller Area Network (CAN) verbindet mehrere gleichberechtigte Teillehmer über einen 2-Draht Bus (Twisted Pair) miteinander. Der Zugriff ist eventgesteuert und erfolgt nach Priorität. Ereignisse hoher Priorität können eine niedrigere Priorität hinten anstellen. Die Übertragung per Frame erfolgt mit maximal 8 Bytet. Die Steuergeräte können autag und unabhängig voneinander Daten senden und empfangen. Deshalb werden viele Feldgeräte wie z.B. Sensoren und Messfühler, Anrtriebseinheitenn mit Steueungsgeräten gekoppelt. Die Übertragung erfolgt in Echtzeit und bietet ein hohes Maß an Sicherheit. Bei Inaktivität stehen bei beiden Leitungen 2,5 Volt Spannung an. Bei Datenübertragung steigt der CAN H (CAN High) auf 3,75 Volt Spannung und der CAN L (CAN Low) sinkt auf 1,25 Volt und erzeugt dabei ein 2,5 Volt Spannungpotential. Aufgrund diese Spannungspotentials ist dieses Bussystem nicht anfällig gegen induktive Spannungsspitzen, Brummspannungen und elektrische Felder. Das Protokoll des CANBus ist in „Schichten“ (Layers) aufgeteilt. Hier wird der Zusammenhang zwischen Hardware (Stecker, Signale, etc.) und Software (Priorität, Bitverarbeitung, Datenverteilung, etc.) beschrieben..Der Bus kann Prioritäten unterscheiden da eine Nachricht in 7 Frames der OSI Schicht (Layer, Kennfelder) unterteilt ist. Die maximale Datenrate beträgt 1 MBit.

Einsatz sind u.a Bremsysteme wie ABS, ESP, Getriebe, Übertragung der Kraft und Airbags.

Vorteile:

- Systemsicherheit

- großer Bedienkomfort

- gute Diagnose des Systems

- Kosteneinsprung durch effizienteren Kabelbaum

- vereinfachtere Softwareanpassungen

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FLEXRAY-Bus

Dieser offener Standard bzw. dieses Protokoll wurde ab dem Jahr 2000 durch Daimler, BMW, Motorola und Philips ins Leben gerufen bzw. entwickelt. Im Jahr 2010 wurda das Konsortium wiederaufgelöst.

FLEXRAY ist echtzeitfähig. Bei Sicherheit wie den Bremsen kommt FLEXRAY zu Einsatz. Die FLEXRAY Topologie kann in Strukturen wie Busform, Sternform aber auch gemischt eingesetzt werden. Die Technologie dieses Systems ist seriell und besitzt keine Arbitrierung. Die Datenrate beträgt 10 MBit und bei zwei Kanälen 20 MBit. Ein Frame kann bis 256 Byte enthalten Redudanz und Fehlererkennung sorgt für einen kollesionsfreien Buszugriff. Das Prinzip des Zugriffes ist zeitgesteuert. Ein Node (Knoten) setzt sich aus Bus-Guardian und Bus-Driver zusammen. Der Datenaustausch wird in Zyklen realisiert. Die Zyklen werden wiederum in Statik und Dynamik unterteilt. Das Sytem sendet Nachrichten im statischen Segment in vorhersehbaren Slots (Zeitschlitzen). Um die *deterministische Datenübertragung zu gewährleisten, arbeitet Flexray mit verschiedenen Korrekturverfahren.

Der Einsatz findet sich in sicherheitsrelevanten Baugruppen wie z.B. Abstandsregeltempomat, Lenkung, Drive-by-Wire (DbW) inkl. Brake-by-Wire (BbW) und Steer-by-Wire (SbW).

*Determinismus

Das Nomen hat seinen Ursprung in der lateinischen Sprache "determinare", was soviel bedeutet wie beeinflussen, feststellen oder bestimmen.In einem detreministischen Übertragungsweg sind alle Zustände zu jeder Zeit reproduzierbar und berechenbar.

Eine mögliche Definition könnte so lauten: Wenn in einem Ablauf jederzeit die "Ist-Situation" und die nachfolgende Situation eindeutig bestimmt und festgelegt ist.

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